第19章 虚实相生
书迷正在阅读:
了过去,在江辰旁边身旁坐下,关切道:“江辰?你……怎么在看这个?高中数学?你……能看懂吗?” 江辰的视线並未从书页上抬起。 他修长的手指划过一行行印刷体的公式、定义和图解。 他翻动书页,动作稳定而专注。 最终,他的目光定格在崭新的一章標题上——复数。 虚数单位:记作i,满足i2=-1。 复数:形如a + bi(其中a, b为实数)的数称为复数。 复平面:建立平面直角坐標系,用横轴(实轴)表示实部a,纵轴(虚轴)表示虚部b,则每一个复数z = a + bi唯一对应复平面上的一个点z(a, b)。反之亦然。 一个全新的符號i。 江辰的眉头深深地蹙起。 识海中,《道德经》凝聚起来的微弱却纯粹的神魂本源,因为这简单符號背后蕴含的顛覆常理的逻辑,骤然泛起剧烈而不安的涟漪。 这“虚数”,像一把钥匙,试图撬开一扇他从未想像过的,关於世界本质的大门。 门后是混沌还是秩序? 是真实还是幻象? “有些地方,看不懂。很……奇怪。” 江辰终於开口了。 他用了一个微妙的词——奇怪。 不是困难,不是艰涩,而是“奇怪”。 这超出了他过往对“数”的全部理解,如同凡俗工匠试图用锤凿理解元婴修士的虚空画符。 “哪里奇怪?” 黄锦立刻追问,数学是她的本行,是她在师范大学引以为傲的强项。 江辰没有立刻回答。 他的手指在书页上缓慢而稳定地移动,最终停在一幅关於复数几何表示的图示上。 那是一个標准的平面直角坐標系,横轴標註re(实轴),纵轴標註im(虚轴)。 一个点z被清晰地標记在坐標为(a, b)的位置上。 “这里。在平面直角坐標系里,复数可以用一个点表示。实部a是横坐標,虚部b……是纵坐標?” 江辰抬起头,第一次將视线从书页移开,看向黄锦。 “虚,为纵?纵轴本是实数轴(y轴)的延伸,为何引入一个本不存在的『虚』部,便能在这平面上占据一『点』?这『点』是真实存在的吗?还是……仅仅是我们思维里画出的影子?” 他的问题直指复数最核心、最抽象的哲学本质——存在的虚实边界。 这绝非一个普通山村少年,甚至不是普通高中生,能在初次接触复数时就能触及的深度! 黄锦瞬间屏住了呼吸! 她看著眼前少年脸上那双异常明亮的眼睛,惊嘆道:“问得好!江辰,这个问题问到了最关键的地方!” “『虚数单位i』,它確实是我们为了解决实数范围內无法解决的方程而引入的一个『工具』,最典型的就是x2+ 1 = 0,在实数里,它无解。但i的引入,就像打开了一扇新世界的大门!” 黄锦的语速很快,手指在空中比划著名:“你刚才说的『纵轴本是实数』,没错。但为了解决x2=-1这类问题,数学家们创造性地定义了一个新的『数轴』——虚轴,它垂直於我们熟悉的实轴。这样,就构成了一个『复平面』。” “在这个复平面上,每一个复数z = a + bi,它的实部a决定了它在横轴(实轴)上的位置,虚部b决定了它在纵轴(虚轴)上的位置。这个点(a, b),就是这个复数在平面上的『家』,它唯一地代表了a + bi这个数。反过来,复平面上的任何一个点,也唯一对应一个复数。这就是『数』与『形』的统一!” 黄锦眼睛亮得惊人:“虚部b虽然源於我们的想像和定义(为了解决数学问题),但它在这个严密的数学体系里,赋予了『数』全新的方向和维度,使得原本在实数范围內无法处理的运算和问题,在这里变得清晰、统一、和谐!就像你之前学的坐標系,把代数和几何统一起来一样!复数的引入,是为了统一处理更广阔、更复杂的数