宇宙酒店
 

  他建議我們去作一個方表,其中橫列出現酒店號數,直行則出現房間號數。例如,第四列與第六行交匯處將出現第四間酒店的6號房。以下就是這個方表(事實上只是其中的左上角,我們不得不這樣做,否則我們要寫上無限多的行和列),

(1,1)   (1,2)   (1,3)   (1,4)   (1,5)   (1,n)
                     
(2,1)   (2,2)   (2,3)   (2,4)   (2,5)   (2,n)
                     
(3,1)   (3,2)   (3,3)   (3,4)   (3,5)   (3,n)
                     
(4,1)   (4,2)   (4,3)   (4,4)   (4,5)   (4,n)
                     
(5,1)   (5,2)   (5,3)   (5,4)   (5,5)   (5,n)
                     
(m,1)   (m,2)   (m,3)   (m,4)   (m,5)   (m,n)

  「現在可依方表去安置客人了。」

  「怎麼辦?」總管並不明白。

  「用方形排法。將(1,1)即第一間酒店1號房客安置於1號,(1,2)即第一間酒店2號房客安置於2號;(2,2)即第二間酒店第二號房客安置於第3號;至於入住4號的,應是(2,1)即是第二間酒店1號房客。這樣,位於左上角邊長為2的正方形所有房客,都一一安置好了。之後,將(1,3)的房客安置於5號,(2,3)於6號,(3,3)於7號,(3,2)於8號,(3,1)於9號(這些房間組成邊長為3的正方形)。」按此法我們繼續進行下去:

(1,1)   (1,2)   (1,3)   (1,4)   (1,5) (1,n)
             
(2,1) (2,2)   (2,3)   (2,4)   (2,5) (2,n)
               
(3,1) (3,2) (3,3)   (3,4)   (3,5) (3,n)
                 
(4,1) (4,2) (4,3) (4,4)   (4,5) (4,n)
                   
(5,1) (5,2) (5,3) (5,4) (5,5) (5,n)
                     
(m,1) (m,2) (m,3) (m,4) (m,5) (m,n)

  「真的夠房給所有人用嗎?」總管有些疑惑。

  「當然啦,根據這個法則,我們將來自第一個n間酒店的第一個n房間的旅客安置於第一個n2間房,因此或遲或早,每位都得到一間房。例如,如果我們談到來自第136號酒店的217號的房客,他會在第217步得到房間。我們甚至很容易算出哪一間房是他的。它會有房號2162+136。一般而言,如果房客住於第m間酒店的n號房,若n≧m,則他人用(n-1)2+m號;若n<m,則佔用m2-n+1號。」

  這個建議的方案被認為是最好的——所有酒店的房客都能在我們的酒店找到地方,而沒有一個空位。這個集郵家兼數學家獲獎了——遊覽LCR—287號銀河系。

  為了慶祀這樣成功的解答,總管組織招待會邀請所有客人。然而,招待會也有它的問題。住偶數號房客來遲了半小時,而當他們到達時,所有的椅都用了,雖則好客的總管原本預算好一人一椅的。他們只好等別人移好位置,騰出足夠的空椅來才入坐。(當然,並沒有另外搬進新的椅子來。)後來雪糕上桌時,竟然發現每人都有雙份,而廚子卻只準備好一人一份。我希望現在讀者自己能夠想出其中究竟。招待會結束後,我就走進我的光子火箭,起程返回地球。我要把宇宙裏的新庇護站的情況告訴地球的太空人。除此之外,我想請教一些傑出的數學家與及我的朋友蘭托教授,問問關於無限集的特性。

上一章



以上資料摘自:
1. N. YA. Vilenkin著、李鍾蓀譯,《集的故事》,商務印書館,香港,1988。