「從數學與物理概念談起……」這個標題,乍看之下,大家也許會訝異與好奇,「數學與物理概念」和「生死問題」之間有什麼關係?在我看來不但有關係,而且是十分密切、微妙與深刻的關係,所謂「一切法皆是佛法」,讀者且耐下心來聽我解釋。
請大家先回憶一下,當初幼年時在國小所學的數學,在國小的數學課本裡面,只有「21、53」這一類的問題,而沒有「12、35」這一類的問題,因為國小數學所使用的數系範圍只有正整數、正有理數及零,而不包括負數的概念,所以「12、35」這一類的問題無解。要到等到國中數學,才加入了負數的概念,以上的問題就有解了。
我們就不同的數系集合來做比較及說明,在自然數系中:21=1,而12無解;在整數系中:12=1,4÷2=2,而4÷3無解;在有理數系中:4÷3=1,√4=2,而√8無解;在實數系中:√8=2√2,而√1、√4無解,數學家因而導入虛數的概念,亦即是負數的平方根,如√1=i。實數加上虛數就產生了複數的概念,而以a+bi的形式表現;在複數系中:√1=i,√4=2i,√8=2√2i。
再舉一個大家都曾經學過的例子:一元二次方程式ax2+bx+c=0 (a≠0),它的判別式為=b2-4ac,如果>0,方程式有二個實數解;如果=0,只有一個實數解;如果<0,則沒有實數解,但有二個複數解。
以上所說的,如果有些讀者都幾乎忘光了,也不用覺得罣礙,只需要了解下述的概念就足夠了。在自然數系中無解的算式,可能在整數系中有解;在整數系中無解的算式,可能在有理數系中有解;在有理數系中無解的算式,可能在實數系中有解;在實數系中無解的算式,可能在複數系中有解;在複數系中無解的算式,則可能在向量空間中有解,在低維度的向量空間中無解,則可能在高維度的向量空間中有解。
綜合以上所論,就數學的數系、集合(set)或定義域(domain)的概念而論,在低階的數系或者定義域較小的集合中,看似無解的算式或問題,放在高階的數系或定義域較大的集合中,即有可能迎刃而解。一言以蔽之,當一個算式或問題看似無解,往往並非問題本身無解,而是所給的集合或定義域太小了。
(待續)