第一章 转校生与图书馆管理员
九月的风卷着梧桐树的絮语,漫过明德中学的红砖墙时,刘邦背着半旧的双肩包站在教学楼下,盯着公告栏里那张墨迹未干的分班表。高二(3)班的名单末尾,他的名字旁边空着一个位置,像道没解完的方程式。
"新同学?"
清冽的声音带着纸墨香飘过来,刘邦转身时撞进一片青灰色校服里。张良抱着半摞书站在台阶上,金丝眼镜后的眼睛像浸在水里的黑曜石,指尖夹着的《古今数学思想》第37页正翻到费马大定理的证明过程。
"刘邦。"他把书包往肩上提了提,拉链头挂着的青铜纹样在阳光下晃了晃,"听说你们班缺个数学科代表?"
张良推了推眼镜,书页在风里掀到第37章:"我们图书馆缺个整理古籍的助手。"他往旁边侧了侧身,露出身后那扇嵌着铜环的木门,门牌上"古籍部"三个字的漆掉了半块,"正好,今天该整理《九章算术》的批注本了。"
刘邦跟着他穿过走廊时,听见公告栏里新贴的竞赛通知在风里哗啦响。全市高中生数学联赛的报名表上,高二(3)班的位置只填了个"张良",钢笔字的尾钩翘得像道函数曲线。
古籍部的木门吱呀作响,张良把书放在积灰的书架上,指尖划过第三排第七本的牛皮封面:"上周有人把刘徽的割圆术批注写成了现代微积分公式。"他抽出那本书往桌上一摊,泛黄的纸页上,蝇头小楷旁边被人用红笔写满了极限符号,"37页这里,π的近似值被改成了3.1415926535..."
刘邦的指尖在纸页上顿了顿,青铜拉链头在阳光下泛出冷光:"割圆术的本质就是极限。"他从书包里掏出支钢笔,在空白处画了个内接正多边形,"当n趋近于无穷大时,正多边形的面积就是圆面积。"
张良的眼镜片反射着窗外的梧桐叶影:"下周竞赛模拟考,最后一道题考的就是这个。"他往旁边的书架挪了挪,露出压在最下面的那本竞赛题库,第37页的折痕深得像道刻痕,"去年的全省第一,在这里栽了跟头。"
刘邦翻开题库时,听见走廊里传来上课铃。高二(3)班的数学课代表抱着作业本经过,看见古籍部的门缝里漏出的灯光,在地上投下两道交叠的影子,像道没解完的联立方程。
第二章 竞赛笔记与未完成的证明
秋老虎肆虐的午后,刘邦在图书馆三楼的角落发现了那本笔记。深蓝色封皮上用钢笔写着"张良",第37页的空白处画着个没画完的几何图形,铅笔线在顶点处断成了虚线。
"辅助线画错了。"他往旁边坐了坐,把自己的草稿本推过去,上面用红笔重画了条辅助线,正好把四边形分成两个全等三角形,"这里应该用三角形全等定理,不是相似。"
张良的笔尖在纸上顿了顿,眼镜滑到鼻尖:"上周模拟考的附加题,全省只有三个人做出来。"他翻到笔记的第74页,那里贴着张剪报,是去年竞赛的颁奖照片,全省第一的位置空着,"据说那道题的原型,是刘徽批注里的'出入相补原理'。"
刘邦的指尖在剪报边缘划了划:"古籍部第三排的《海岛算经》里有原题。"他起身往书架走,抽出那本线装书时,夹在里面的书签掉了出来,是片压干的梧桐叶,叶脉像道函数图像,"第37题,用的就是重差术。"
张良跟着他翻到那一页时,窗外的梧桐叶正好飘落在书页上。泛黄的纸页上,"望海岛"的解法旁边被人用铅笔写了行小字:"若用三角函数,误差会小于0.37%"。
"竞赛规则里没说不能用现代解法。"刘邦把书签夹回去,梧桐叶的边缘在灯光下泛出浅黄,"去年的全省第一,就是因为死守古法才丢了分。"
张良推了推眼镜,笔尖在笔记上勾出个三角函数公式:"但出入相补才是根本。"他往旁边的草稿纸挪了挪,露出写了一半的证明过程,"就像割圆术里的极限思想,其实早就藏在刘徽的批注里了。"
夕阳斜斜地照进来时,他们的影子在墙上拉得很长,像两条逐渐靠近的渐近线。刘邦发现张良的笔记第37页背面,用钢笔写了行很小的字:"当n→∞时,我们是否也会无限接近?"
走廊里传来闭馆铃声时,刘邦把自己的草稿本塞进张良的书包。最后一页上,他画了个完整的证明图,旁边写着:"下周三模拟考,一起解最后一道题。"
张良合上书时,听见梧桐叶落在窗台上的声音。像某个未说出口的约定,轻轻敲在九月的风里。
第三章 错题本与图书馆的秘密
寒露那天的晚自习,刘邦在数学老师的办公桌上发现了那本错题本。封面上贴着张良的名字,第37页的错题旁边,用红笔写着"步骤有误,但思路正确"。
"这道题的解法,和《周髀算经》里的勾股定理证明异曲同工。"张良不知什么时候站在门口,手里抱着刚收上来的作业,"上周竞赛集训,老师说这种逆向思维最难练。"
刘邦把错题本往他面前推了推:"你这里用的辅助线,其实可以简化成轴对称图形。"他从口袋里掏出张草稿纸,上面画着个对称的直角三角形,"就像古籍部那本《缉古算经》里的'开方术',把复杂问题拆成对称的两部分。"
张良的指尖在草稿纸上划了划,眼镜片在台灯下反光:"古籍部的地窖里,藏着更老的批注本。"他往门口看了看,压低声音,"据说有位前朝的算学先生,把所有竞赛题型都总结成了几何模型。"
晚自习的铃声响过第三遍时,他们溜进了图书馆的地窖。潮湿的空气里飘着纸墨香,张良在最里面的书架上摸索了半天,抽出个蒙着布的木盒。打开时,泛黄的纸页上画满了几何图形,第37页的角落盖着个朱砂印,刻着"数形结合"四个字。
"你看这里。"刘邦指着其中一个图形,"这个模型可以解所有二次函数的最值问题。"他从书包里掏出竞赛题库,翻到第137页,"这道题的原型就在这儿。"
张良的呼吸顿了顿,指尖抚过朱砂印:"我爷爷年轻时是这里的管理员。"他的声音轻得像地窖里的灰尘,"他说真正的算学,是让数字和图形说话。"
地窖的挂钟敲了十下时,他们听见外面传来脚步声。刘邦迅速把木盒盖好,张良往书架后推了推,正好藏在《九章算术》的后面。当管理员的手电筒扫过书架时,他们的影子叠在泛黄的纸页上,像两个重叠的几何图形。
"下周六竞赛初赛。"刘邦在黑暗中低声说,"最后一道题,用这个模型解。"
张良的指尖在他手背上轻轻敲了三下,像在数某个方程式的解:"37种解法,我们各找一种。"
手电筒的光消失在走廊尽头时,刘邦感觉到张良的指尖还停留在他手背上,像道没写完的等号。
第四章 初赛考场与未说出口的答案
霜降那天的清晨,刘邦在考场门口遇见了张良。他穿着件洗得发白的校服,眼镜片擦得锃亮,手里攥着本翻旧的《算经十书》。
"第37页夹着考场地图。"张良把书往他怀里一塞,转身进了考场,"最后一道题,我猜是立体几何。"
刘邦翻开书时,发现夹着的不是地图,是片新鲜的梧桐叶,叶脉上用钢笔写着个函数解析式:f(x)=x²-2x+3。他忽然想起上周在古籍部看到的配方:f(x)=(x-1)²+2,顶点坐标是(1,2)。
考卷发下来时,最后一道题果然是立体几何。题目要求证明一个正四面体的内切球半径,旁边画着的图形和地窖里那本古籍上的一模一样。刘邦的笔尖顿了顿,想起张良说过的"出入相补",在草稿纸上画了个辅助球,正好把四面体分成四个等体积的三棱锥。
交卷时,他看见张良的草稿纸上画着另一种解法,用的是空间坐标系。两种不同的思路在最后一步交汇,得出的答案都是棱长的√6/12倍。
考场外的梧桐树下,张良推了推眼镜:"你的解法更接近古法。"他的指尖在落叶上画了个正四面体,"就像刘徽说的'割之弥细,所失弥少'。"
刘邦踢了踢脚下的梧桐叶:"你的坐标系更简洁。"他从口袋里掏出张纸条,上面写着初赛的成绩预测,"如果最后一道题得满分,我们能进全省前37名。"
风卷着落叶飘过校门时,张良忽然说:"图书馆的地窖里,有架旧天平。"他的声音轻得像叹息,"爷爷说,算学里最公平的,是等号两边的重量。"
刘邦望着他眼镜片里的自己,忽然想起那本错题本第37页的最后一行,用铅笔写着没擦掉的半句话:"其实我更想和你..."后面的字迹被涂掉了,只留下个模糊的墨团。
第五章 决赛集训与梧桐树下的公式
小雪那天的集训课,老师在黑板上写下了最后一道压轴题。全省只有前37名能进入决赛,而这道题将决定最终的名次。
"这道题的原型,是祖冲之的圆周率算法。"老师敲了敲黑板,上面画着个复杂的割圆模型,"要求用现代极限思想证明,同时保留古法的精髓。"
刘邦在草稿纸上画了个内接正多边形,忽然想起古籍部那本《缀术》里的记载。他抬头时,正好对上张良的目光,对方的草稿纸上画着同样的图形,只是多了条辅助线,把多边形分成了无数个小三角形。
"当边数趋近于无穷大时,每个小三角形的面积趋近于零。"张良的声音透过集训室的寂静传过来,"但无穷多个无穷小的和,就是圆的面积。"
刘邦忽然明白了什么。他在草稿纸的空白处写下:lim(n→∞)S(n)=πr²。然后画了个箭头,指向张良的草稿纸。
午休时,他们坐在图书馆外的梧桐树下。张良从书包里掏出个笔记本,第37页上贴着两张初赛的草稿纸,他的坐标系和刘邦的几何图被用红笔连在了一起,中间画着个等号。
"决赛那天,可能会下雨。"张良忽然说,他的指尖在笔记本上划了个抛物线,"爷爷说,等号两边的东西,从来都不只是数字。"
刘邦捡起片落在地上的梧桐叶,在上面写了个公式:sin²x + cos²x = 1。然后递给张良:"就像这个,无论x取什么值,两边永远相等。"
张良接过树叶时,发现背面用钢笔写着行小字:"其实我也是。"他抬头时,看见刘邦正望着他,阳光透过梧桐叶的缝隙落在对方的脸上,像道没解完的不等式。
第六章 决赛前夜与未完成的证明
冬至前夜的图书馆,只剩下他们两个人。地窖里的旧天平被搬了出来,两边分别放着他们的决赛准考证,重量正好相等。
"爷爷说,决赛的最后一道题,其实是道证明题。"张良转动着天平的砝码,"证明两个不同的解法,其实等价。"
刘邦从书架上抽出那本《算经十书》,翻到第37页:"就像割圆术和微积分,其实说的是同一件事。"他把书放在天平的左边,右边放上自己的竞赛笔记,"重量相等。"
张良忽然笑了,眼镜片后的眼睛亮得像地窖里的灯光:"你知道吗,刘徽其实有个未完成的证明。"他从木盒里掏出张泛黄的纸,上面画着个复杂的几何图形,"他想证明所有的曲面都可以展开成平面,但没写完就去世了。"
刘邦的指尖在图形上顿了顿:"其实我们今天的微分几何,已经完成了这个证明。"他从口袋里掏出支钢笔,在空白处写下高斯曲率公式,"当曲率为零时,任何曲面都可以展开成平面。"
地窖的挂钟敲了十二下时,他们听见外面飘起了雪。平面忽然合上笔记本:"决赛那天,我想试试用刘徽的方法解最后一道题。"他的声音轻得像雪花,"你用现代解法,我们看看是不是等价。"
刘邦望着他眼镜片里的雪花,忽然想起那本错题本上被涂掉的半句话。他想说些什么,却看见张良的指尖在笔记本上写下:"明天见。"后面画了个等号,却没写右边的内容。
第七章 决赛考场与等号两边的答案
决赛那天的雪下得很大,刘邦在考场门口看见张良时,对方手里抱着那本《算经十书》,眼镜上沾着雪花。
"最后一道题,我赌是椭圆。"张良把书往他怀里一塞,转身进了考场,"古籍部第37页有解法。"
刘邦翻开书时,发现里面夹着张纸条,上面画着个椭圆,旁边写着:"椭圆的所有光学性质,都藏在它的两个焦点里。"他忽然想起昨天在地窖里,他们用手电筒照过椭圆镜面,光线果然都汇聚到了同一个点。
考卷发下来时,最后一道题果然是椭圆。要求证明从一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后必然经过另一个焦点。刘邦的笔尖顿了顿,在草稿纸上画了个椭圆,然后用解析几何的方法写出了证明过程。
交卷时,他看见张良的草稿纸上画着另一种解法,用的是几何光学的反射定律。两种不同的思路在最后一步相遇,得出的结论完全相同。
考场外的雪地里,张良推了推眼镜:"你的解法更简洁。"他的指尖在雪地上画了个椭圆,"就像古籍里说的'一中同长',其实说的就是圆的本质。"
刘邦踢了踢脚下的积雪:"你的解法更直观。"他从口袋里掏出张成绩单,上面写着他们的决赛成绩,都是全省第一,并列,"就像这个,等号两边的数字,从来都一样重要。"
雪花落在张良的眼镜片上,模糊了他的表情。他忽然从书包里掏出那本错题本,翻到第37页,指着被涂掉的半句话:"其实后面写的是'一起解完所有的题'。"
刘邦望着他,忽然在雪地上写下:"刘邦=张良"。然后画了个箭头,指向旁边的梧桐树干,那里不知被谁刻了个等号,两边的年轮正好一样多。
第八章 梧桐深处的方程式
开春后的某个午后,刘邦