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負數引發了世界大戰

負數不招人喜歡

當我們給小孩子教算術的時候,總是先教給他們加法,然後才會教給他們減法。這個次序是有道理的,因為減法會帶來令人煩惱的問題。比如,減法有可能會產生出負數來,假設你只有2塊餅乾,可是我卻打算從你那裡拿走6塊餅乾,我的願望註定實現不了。

只有在我的腦海中,才會假設你有了-4塊餅乾,可這是一種什麼狀態呢?現實中根本不存在這個狀態。我們看不見-4塊餅乾,更不可能吃到-4塊餅乾。加法就不會造成這種麻煩,你有了2塊餅乾,不論我再給你多少塊餅乾,都不會造成與現實生活相抵觸的狀況出現。

減法迫使我們思考負數的概念。其實在日常生活中,我們時常可以看到負數的身影,比如國家債券、透支的信用卡、以及樓房的地下樓層、冰點之下的溫度,等等。實話實說,我們許多人並不太善於處理負數,於是我們就可以看到生活中有趣的一幕,人們經常在心理上編造出各種小把戲,迴避負號的出現。

比如,人們用綠色的數字代表股票價格下跌了,用紅色的數字代表股票價格上漲了,其實下跌就是出現了負值,上漲則是正值。歷史書告訴我們,秦朝的建立是在公元前221年,而不寫成公元-221年。地下停車庫的樓層經常用B1層、B2層來表示,而不是用-1層、-2層表示。溫度是少有的一個例外,人們有時會說,室外溫度是-5℃,但說零下5℃也很常見。

看起來,負數真的是不怎麼招人喜歡。但更讓我們匪夷所思的是,一個讓人討厭的負數乘以另外一個讓人討厭的負數,結果居然是一個正數!(真是太沒有天理了!)我們怎麼能容忍這種事情發生呢?

正數、負數平等對待

讓我們來試著一窺負負得正的玄機。

當我們用一個正數與一個負數相乘,比如(-1)×3,我們應該得到什麼結果呢?

我們已經知道,1×3等價於1+1+1,很自然地,(-1)×3就等價於(-1)+(-1)+(-1),所以結果是-3。如果用錢來打個比方就很更清楚了,比如我每周欠你1塊錢,那麼三周之後我就欠你3塊錢。

現在,讓我們保持-1不動,不斷減少正數的數值,於是我們得到如下等式:

(–1)× 3 = –3

(–1)× 2 = –2

(–1)× 1 = –1

(–1)× 0 = 0

(–1)×(–1)=?

你一定注意到了等式右邊有序的一串數字:

-3、-2、-1、0、?

每一個結果比前一個結果多1,所以,如果我說問號的位置的數字是1,你應該不會反對了吧?

這就是「負負得正」的原理,其實我們只是對正數和負數一視同仁,使用了相同的算術規則,才得到了(–1)×(–1)=1這個最終結果。如果我們不讓負負得正,我們就破壞了基本的加減法規則。

數學王國之外的「負負得正」

如果你是一個標準的實用主義者,你可能想知道,負負得正對於你的現實生活有什麼價值。雖然說很多時候,你連續犯了兩個錯誤,並不會讓結果變得正確,但負負得正的規律在生活中的許多方面都發揮著作用。比如一個神經細胞抑制另一個神經細胞的活躍,而這第二個細胞又抑制第三個細胞的活躍時,第一個細胞對於第三個細胞的間接效果就是刺激其活躍起來,負負得正。

在社會上有一句著名的諺語:「我的敵人的敵人就是我的朋友。」這句話可謂是負負得正的社會關係版本,我們可以用三角關係來體會它的真諦。

比如圖中三角形的三個角,代表了三個人、三家公司或者三個國家,三條邊則代表了彼此之間的關係。實線表示關係是正的(友善的關係),虛線代表兩者的關係是負的(敵對的關係)。

在社會學家眼中,上圖中左邊的三角形每條邊都是正的,因此是平衡的,每個人都沒有理由改變他們對他人的態度,因為「我的朋友的朋友也是我的朋友」,這和一個正數與一個正數相乘,結果還是正數是一個道理。有趣的是,社會學家認為,右邊的這個三角形也是平衡的,它有兩個負的和一個正的邊,雖然存在著敵意,但三角形是穩定的,因為同時敵視C,A和B沒必要去改變彼此的友情。

不穩定的狀況發生在三個傢伙彼此敵視時,所有的邊都是負的,三個彼此敵視的傢伙審時度勢一番後,他們中的兩個(通常是彼此敵意最小的那兩個)也許會傾向於結盟,變成朋友關係,以對抗第三個人。這一幕就是三國時期魏、蜀、吳的形勢,蜀和吳有時會彼此聯手,對抗威脅更大的魏國。

另一個不穩定的狀態是C與A、C與B是好朋友,但A和B卻彼此敵視,於是兩個人都向C傾訴自己對另一個人的痛恨。這就給C產生了心理壓力。為了恢復平衡,要麼A和B不再敵視對方,成為朋友,要麼C轉變態度,選擇其中一個作為朋友,而敵視另一個人。

用負數來解釋一戰爆發

這個三角形模型是現實世界中人際關係、國家關係的縮影,我們還是回到數學上來,思考一下,在一個所有人都了解所有人態度的嚴密的人際網路中,最穩定的狀態是怎樣的?

我們很容易猜到,一種穩定的狀態是「友善的天堂」,所有人的關係都是正的、友善的,於是這個人際網路中所構成的三角形全部都是穩定的。但這並不是唯一穩定的狀態,歷史告訴我們,在充滿衝突(有負數)的世界中,人們幾乎是自發地尋找到了另一種穩定的狀態。

學者們考察了英國、法國、俄國、義大利、德國和奧匈帝國在1872年到1907年間結盟的變化情況。一開始,六國之間的關係比較簡單,有結盟(正的),有敵對(負的),也有中立者,但卻已經出現了不穩定的情況,比如俄國與英國敵對,而與德國結盟,而英國與德國之間既無敵對、也無結盟,這就是一種不穩定的三角形狀態。

當1882年義大利與德國和奧匈帝國結盟,加入了這個網路後,不穩定的狀態加深了,驅動著各個國家重新調整自己的結盟戰略,於是引發了整個網路的動蕩。最後的狀態是,歐洲這幾個列強分裂成了兩個勢不兩立的集團,英國、法國和俄國為一方,德國、義大利、奧匈帝國為另一方,集團內部彼此友善,對集團外部的國家則共同敵視,實現了「我敵人的敵人就是我的朋友」狀態,負負得正。

這個兩極分化的網路狀態其實是穩定的,各個國家都不再調整自己的結盟戰略了,可惜的是,這個穩定狀態也離戰爭爆發不遠了。數學可以解釋戰爭為什麼會爆發,但卻無法阻止這場戰爭。


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