31．一個“有限”而又“無界”的宇宙的可能性
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但是，對宇宙的構造的探索同時也沿着另一個頗不相同的方向前進。
非歐幾裡得幾何學的發展導緻了對于這樣一個事實的認識，即我們能對我們的宇宙空間的無限性表示懷疑，而不會與思維的規律或與經驗發生沖突（黎曼、亥姆霍茲）。
亥姆霍茲和潘加裡（Ｐｏｉｎｃａｒｅ）已經以無比的明晰性詳細地論述了這些問題，我在這裡隻能簡單地提一下。
首先我們設想在二維空間中的一種存在。
持有扁平工具（特别是扁平的剛性量杆）的扁平生物自由地在一個平面上走動，對于它們來說，在這個平面之外沒有任何東西存在；它們所觀察到的它們自己的和它們的扁平的&ldquo東西&rdquo的一切經曆，就是它們的平面所包含着的全部實在，具體言之，例如歐幾裡得平面幾何學中的一切作圖都可以借助于杆子來實現，亦即利用在第２４節所已讨論過的格子構圖法。
與我們的宇宙對比，這些生物的宇宙是二維的；但同我們的宇宙一樣，它們的宇宙也延伸到無限遠處。
在它們的宇宙中有足夠的地方可以容納無限多個用杆于構成的互相等同的正方形；亦即它們的字宙的容積（面積）是無限的。
如果這些生物說它們的宇宙是&ldquo平面&rdquo的，那麼這句話是有意義的，因為它們的意思是它們能用它們的杆子按照歐幾裡得平面幾何學作圖。
這裡，各個個别杆子永遠代表同一距離，而與其本身所處的位置無關。
現在讓我們考慮一下另一種二維的存在，不過這次是在一個球面上而不是在一個平面上。
這種扁平生物連同它們的量杆以及其他的物體，與這個球面完全貼合，而且它們不可能離開這個球面。
因而它們所能觀察的整個宇宙僅僅擴展到整個球面。
這些生物能否認為它們宇宙的幾何學是平面幾何學，它們的杆子同樣又是其&ldquo距離&rdquo的實在體現呢？它們不能這樣做。
因為如果它們想實現一根直線，它們将地得到一根曲線，我們&ldquo三維生物&rdquo把這根曲線稱作一個大圓，亦即具有确定的有限長度的、本身就是完整獨立的線，其長度可以用量杆測定。
同樣，這個宇宙的面積是有限的，可以與用杆子構成的正方形的面積相比較。
從這種考慮得出的極大妙處在于承認了這樣一個事實，即這些生物的琮宙是有限的，但又是無界的。
但是這些球面生物無需作世界旅行就可以認識到它們所居住的不是一個歐幾裡得宇宙。
在它們的&ldquo世界&rdquo的各個部分它們都能夠弄清楚這一點，隻要它們所使用的部分不太小就可以了。
從一點出發，它們向所有各個方向畫等長的&ldquo直線&rdquo（由三維空間判斷是圓的弧段）。
它們會把連接這些線的自由端的線稱作一個&ldquo圓&rdquo。
按照歐幾裡得平面幾何學，平面上的圓的圓周與直徑之比（圓周與直徑的長度用同一根杆子測定）等于常數&pi這個常數與圓的直徑大小無關。
我們的扁平生物在它們的球面上将會發現圓周與直徑之比有以下的值。
亦即一個比&pi小的值，圓半徑與&ldquo世界球&rdquo半徑Ｒ之比俞大，上述比值與&pi之差就愈加可觀。
借助于這個關系，球面生物就能确定它們的宇宙（&ldquo世界&rdquo）的半徑，即使它們能夠用來進行測量的僅僅是它們的世界球的比較小的二部分。
但是如果這個部分的确非常小，它們就下再能夠證明它們是居住在一個球面&ldquo世界&rdquo上，而不是居住在一個歐幾裡得平面上，因為球面上的微小部分與同樣大小的一塊平面僅有極微細的差别，因此，如果這些球面生物居住在一個行星上，
非歐幾裡得幾何學的發展導緻了對于這樣一個事實的認識，即我們能對我們的宇宙空間的無限性表示懷疑，而不會與思維的規律或與經驗發生沖突（黎曼、亥姆霍茲）。
亥姆霍茲和潘加裡（Ｐｏｉｎｃａｒｅ）已經以無比的明晰性詳細地論述了這些問題，我在這裡隻能簡單地提一下。
首先我們設想在二維空間中的一種存在。
持有扁平工具（特别是扁平的剛性量杆）的扁平生物自由地在一個平面上走動，對于它們來說，在這個平面之外沒有任何東西存在；它們所觀察到的它們自己的和它們的扁平的&ldquo東西&rdquo的一切經曆，就是它們的平面所包含着的全部實在，具體言之，例如歐幾裡得平面幾何學中的一切作圖都可以借助于杆子來實現，亦即利用在第２４節所已讨論過的格子構圖法。
與我們的宇宙對比，這些生物的宇宙是二維的；但同我們的宇宙一樣，它們的宇宙也延伸到無限遠處。
在它們的宇宙中有足夠的地方可以容納無限多個用杆于構成的互相等同的正方形；亦即它們的字宙的容積（面積）是無限的。
如果這些生物說它們的宇宙是&ldquo平面&rdquo的，那麼這句話是有意義的，因為它們的意思是它們能用它們的杆子按照歐幾裡得平面幾何學作圖。
這裡，各個個别杆子永遠代表同一距離，而與其本身所處的位置無關。
現在讓我們考慮一下另一種二維的存在，不過這次是在一個球面上而不是在一個平面上。
這種扁平生物連同它們的量杆以及其他的物體，與這個球面完全貼合，而且它們不可能離開這個球面。
因而它們所能觀察的整個宇宙僅僅擴展到整個球面。
這些生物能否認為它們宇宙的幾何學是平面幾何學，它們的杆子同樣又是其&ldquo距離&rdquo的實在體現呢？它們不能這樣做。
因為如果它們想實現一根直線，它們将地得到一根曲線，我們&ldquo三維生物&rdquo把這根曲線稱作一個大圓，亦即具有确定的有限長度的、本身就是完整獨立的線，其長度可以用量杆測定。
同樣，這個宇宙的面積是有限的，可以與用杆子構成的正方形的面積相比較。
從這種考慮得出的極大妙處在于承認了這樣一個事實，即這些生物的琮宙是有限的，但又是無界的。
但是這些球面生物無需作世界旅行就可以認識到它們所居住的不是一個歐幾裡得宇宙。
在它們的&ldquo世界&rdquo的各個部分它們都能夠弄清楚這一點，隻要它們所使用的部分不太小就可以了。
從一點出發，它們向所有各個方向畫等長的&ldquo直線&rdquo（由三維空間判斷是圓的弧段）。
它們會把連接這些線的自由端的線稱作一個&ldquo圓&rdquo。
按照歐幾裡得平面幾何學，平面上的圓的圓周與直徑之比（圓周與直徑的長度用同一根杆子測定）等于常數&pi這個常數與圓的直徑大小無關。
我們的扁平生物在它們的球面上将會發現圓周與直徑之比有以下的值。
亦即一個比&pi小的值，圓半徑與&ldquo世界球&rdquo半徑Ｒ之比俞大，上述比值與&pi之差就愈加可觀。
借助于這個關系，球面生物就能确定它們的宇宙（&ldquo世界&rdquo）的半徑，即使它們能夠用來進行測量的僅僅是它們的世界球的比較小的二部分。
但是如果這個部分的确非常小，它們就下再能夠證明它們是居住在一個球面&ldquo世界&rdquo上，而不是居住在一個歐幾裡得平面上，因為球面上的微小部分與同樣大小的一塊平面僅有極微細的差别，因此，如果這些球面生物居住在一個行星上，