2017年的巴黎春天来得比往年晚。四月了,塞纳河两岸的梧桐树才开始冒出极小的芽点,那种绿色淡得像水彩在纸面上洇开后的第一层底色。悦儿住在大学城一间不到十二平米的宿舍里,房间里有一张床、一张书桌、一个塞满了书的小书架。桌面的正中间放着一台旧笔记本电脑,键盘上的字母"E"被磨掉了大半,只剩一个模糊的灰色凹痕。
她那时候刚从建筑学院回到数学系半年多,硕士阶段的课程已经结束,正在写一篇关于调和分析与分形几何之间关系的报告。报告的题目很长,是导师帮她拟的,大意是"傅里叶变换与豪斯多夫维数在某些奇异集合上的相互作用"——她每天面对着那行标题打字的时候觉得像是背着别人的姓氏在走路,不太踏实,但也找不到更合适的词来替代它。
那天晚上的巴黎下着一场密密的细雨。雨丝斜着打在窗玻璃上,留下一些歪斜的细线,像有人在窗外用极细的笔不停地画着平行线。悦儿坐在桌前,笔记本电脑屏幕的蓝光照亮她的脸。她写完了一段关于科赫曲线维数计算的推导,有点累了,就点开了一个她偶尔会浏览的数学论坛。
论坛的界面很朴素,灰白色的背景上排列着最新的帖子标题。大部分帖子她扫一眼标题就不点了——要么太浅,要么太深,要么讨论的方向跟她正在想的事情无关。她往下翻了翻,在第三页的底部看到了一个帖子,标题是:"分形维数在量化交易中的一种应用猜想。"她停了一下。分形维数和量化交易是两个她平时分别遇到过但从未并列出现过的词。她点开了那个帖子。
发帖人的ID是一串字母和数字的组合,没有头像。帖子的正文大约两千字,分成了五个小段。第一段概述了分形维数是什么——作者提到豪斯多夫维数和闵可夫斯基维数的区别,用了一句很简洁的话来定义:"常规维度告诉我们一个集合占据了多少空间,分形维数告诉我们一个集合'填满'空间的方式有多复杂。"第二段开始转到金融市场的时间序列上,作者提出了一个猜想:金融价格的变化曲线可能具有分形维数在某个区间内的波动,而这种波动的幅度跟市场的风险偏好有关。第三段和第四段是更详细的论证,最后一段是一个开放的邀请:"有没有人对分形维数在非静态系统中的行为有研究?我想讨论一下。"
悦儿把帖子读了一遍,然后从头开始又读了一遍。不是因为她被说服了——那个猜想还有很大的漏洞,第三段的某个推论在数学上站不住脚。但让她停下来的是作者提问的方式——他不是在"展示"一个已经做好的东西,他是在"伸出一个方向的线头"。那个线头本身是歪的,没有直达任何地方,但它指向的方向让她觉得有趣。一个做量化交易的人在关注分形维数,不是因为那个东西在他的行业里已经被用烂了,是因为他看到了某个尚未被量化的模式。
她在帖子的回复栏里打了一段话,大意是对第三段那个推论提出了一个反例。她顺手写了一个简单的构造——用一组具有特定自相似比的时间序列,证明那种序列的分形维数在一个区间内变化,而作者在第三段中假设的那个"稳定窗口"实际上是不存在的。她花了大约二十多分钟写那段回复,写完之后检查了一遍,没有润色,直接点了发送。
第二天早上她收到了一封新邮件。发件人的地址是一个她没有见过的域名,后缀是一家她不知道名字的科技公司。邮件的主题是她回复帖子的标题,正文是:"您好,我是那个帖子的作者。我想接着您提出的反例继续追问一下。如果您不介意的话,我想跟您讨论一下那个构造的时间尺度问题。"署名是"墨衍"。
悦儿在吃早饭的时候读完了那封邮件。她嚼着一片干面包,看着屏幕上那段关于"时间尺度问题"的描述。作者说他在那个反例的基础上做了一些数值测试,发现当时间尺度被压缩到一个特定阈值以下时,那个"不存在的稳定窗口"又出现了。他想问她:这个现象是反例本身的局限,还是分形维数在实际应用中天然具有一个"截止尺度"?
她放下面包,给那个邮箱回了信。她先简短地解释了那个反例的构造只适用在无穷小的极限情形中,所以在有限的样本尺度下当然会出现边界效应。然后她顺手写了一段关于豪斯多夫维数在实际测量中的常见误解——人们经常用一个有限样本去估计一个无穷极限的量,然后得出一个精确到小数点后两三位的结果,但那个结果其实只反映了样本的尺度,而不反映集合本身的真实维数。她发完之后没多想,继续吃完了那片面包。
但墨衍又回了。这次比上一封长一些,大约四百字。他说他以前没有从这个角度想过"测量尺度"和"实际维数"之间的关系,他在交易中用的那些维数估计可能一直在测量的是样本窗口的大小而不是市场的真实复杂性。他问她的专业方向是什么,也告诉了她自己在量化之外还在自学调和分析的基础教材。
悦儿看了那封邮件之后没有立刻回复。她坐在书桌前,看着屏幕上那四百多字。这个人不是随便问一个问题的普通论坛用户。他在认真读她的回复,在基于她的回复重新调整他自己的理解框架。而且他在自学调和分析。那是一种大多数数学本科生都未必会主动接触的领域,一个做量化交易的人自己去翻那类教材,意味着他对数学的兴趣不是工具性的——他纯粹是想知道那些东西本身长什么样。
她当天晚上才回了一封长一些的邮件。她介绍了自己的背景——在北大从地学转到数学,现在巴黎读硕士,正在写调和分析与分形几何交叉方向的报告。她说她的导师是让·勒鲁瓦,一个专门做几何测度论的老教授。她说如果他想继续讨论分形维数在非静态系统中的行为,可以接着往下聊。
那封邮件成了他们之间更频繁的通信的起点。墨衍的回复通常不长,总是围绕一个具体的技术点展开,偶尔在技术讨论的间隙嵌进去一两句跟数学无关的话——"巴黎最近天气怎么样"或者"你写报告的时候一般用什么编辑器"。悦儿回复他的时候也会偶尔在结尾附带一句类似的日常问话。他们的通信频率从三五天一封变成了一两天一封,从一两天一封有时变成了一天两封。那些邮件的内容大部分是关于分形维数、时间序列、豪斯多夫维数在动态系统中的推广,但每一封邮件的最末尾总有一两行不是数学的内容,被放在一个微缩的段落里,像一段被藏在长句末尾的小分句。
五月初的一个晚上,悦儿在回复中详细解释了科赫曲线的豪斯多夫维数计算。她写道:"科赫曲线的构造是把一条线段分成三段,中间那段替换成一个向外凸出的等边三角形的两条边。每一步都把总长度乘以4/3,但维度不是因为这个乘法才变成非整数的——维度来源于覆盖数随尺度的衰减速度。log??4约等于1.2619,这个数介于1和2之间,代表'一维的线'在无限折叠后获得了一部分二维空间的填充能力。"