結(jié)束語(yǔ)-21" />


        結(jié)束語(yǔ)

        數(shù)學(xué)素以精確嚴(yán)密的科學(xué)著稱,可是在數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中,仍然不斷地出現(xiàn)矛盾以及解決矛盾的斗爭(zhēng)。從某種意義下講,數(shù)學(xué)就是要解決一些問題,問題不過矛盾的一種形式。

        有些問題得到了解決,比如任何正整數(shù)都可以表示為四個(gè)平方數(shù)之和;有些問題至今沒有得到解決,如哥德巴赫猜想:任何大偶數(shù)都再可以表表示為兩個(gè)素?cái)?shù)之和。我們還很難說這個(gè)命題是對(duì)還是不對(duì),因?yàn)殡S便給一個(gè)偶數(shù),經(jīng)過有很多次試驗(yàn)總可以得出結(jié)論,但是偶數(shù)有無窮多個(gè),你窮畢生精力也不會(huì)驗(yàn)證完。也許你能碰到到一個(gè)很大的偶數(shù),找不到兩個(gè)素?cái)?shù)之和等于它,不過即使這樣,你也難以斷言這種例外偶數(shù)是否有限多個(gè),也就是某一個(gè)大偶數(shù)之后,上述歌德巴赫猜想成立。這就需要證明,而證明則要用有限的步驟解決涉及無窮的問題。借助于計(jì)算機(jī)完成的四色定理的證明,首先也要把無窮多種可能的地圖歸結(jié)成有限的情形,沒有有限,計(jì)算機(jī)也是無能為力的。因此看出數(shù)學(xué)永遠(yuǎn)回避不了有限與無窮這對(duì)矛盾。只要無窮存在,你就要應(yīng)付它。這可以說是數(shù)學(xué)矛盾的根源之一。

        在處理出現(xiàn)矛盾的過程中,數(shù)學(xué)家不可能不進(jìn)行“創(chuàng)造”,這首先表現(xiàn)在產(chǎn)生新概念上,我們不妨先不管自然數(shù)。為了解決實(shí)際問題、人們必須發(fā)明出“零”來,然后要造出負(fù)數(shù)、有理數(shù)、無理數(shù)乃至虛數(shù)。所謂虛,就是不實(shí),憑空想象出來的意思,不過解代數(shù)方程有必要把它請(qǐng)進(jìn)來,請(qǐng)進(jìn)來后又覺得它不實(shí)在、不太放心。后來它用處很大,能解決非它不可的問題,于是轟也轟不走了。

        復(fù)數(shù)擠進(jìn)數(shù)學(xué)王國(guó)之后,跟著四元數(shù)、八元數(shù)、超復(fù)數(shù)……都來了,它們可沒有復(fù)數(shù)都么大的用處,甚至根本沒用。要還是不要呢?這也使數(shù)學(xué)家處于為難的境地。數(shù)學(xué)家經(jīng)常處于這種矛盾的過程中。

        “什么是存在?”,這是數(shù)學(xué)的一個(gè)基本問題。什么東西可以擠進(jìn)數(shù)學(xué)王國(guó)?直覺主義者規(guī)定一個(gè)較窄的限制:必須能夠一步一步構(gòu)造出來;而形式主義者規(guī)定一個(gè)較寬的限制:只要沒有矛盾就行了。不過什么叫沒有矛盾?當(dāng)然邏輯沒有矛盾,其實(shí)就是遵守形式邏輯規(guī)律。可是形式邏輯是從人類有限經(jīng)驗(yàn)推出來的,對(duì)于無窮情形還靈不靈?這當(dāng)然存在問題,可是不許推廣,那數(shù)學(xué)還能剩下多少靠得住的東西呢?

          

        在數(shù)學(xué)史上這種矛盾也是屢見不鮮的。無窮小量剛出現(xiàn)時(shí),漏洞百出、無法自圓其說,可是行之有效、解決問題。所以達(dá)朗貝爾說:“前進(jìn),你就能恢復(fù)信心!”,這可以說是一種實(shí)用主義態(tài)度。

        十九世紀(jì),柯西和維爾斯特拉斯用極限概念解決了矛盾,同時(shí)也扔掉了無窮小,這里無矛盾性占了上風(fēng)。1961年,羅濱遜發(fā)明非標(biāo)準(zhǔn)分析,又把無窮小量請(qǐng)了回來,仍然沒有矛盾。不過它是建立在模型論基礎(chǔ)上,要承認(rèn)非可數(shù)無窮基數(shù)的存在。

        承認(rèn)無窮集合,承認(rèn)無窮基數(shù),就好象打開潘朵拉的盒子,一切災(zāi)難都出來了。這就是第三次數(shù)學(xué)危機(jī)的實(shí)質(zhì)。盡管悖論可以消除,矛盾可以回避,數(shù)學(xué)的確定性卻在一步一步喪失。最近莫利斯·克萊因?qū)懥艘槐尽稊?shù)學(xué)—確定性的喪失》一書,就是講的這件事。

        現(xiàn)代公理集合論的一大堆公理簡(jiǎn)直難說孰真孰假,可是又不能把它們一古腦兒消除掉,它們跟整個(gè)數(shù)學(xué)可是血肉相連的。所以第三次危機(jī)表面上解決了,實(shí)質(zhì)上更深刻地以其它形式延續(xù)看。矛盾既然是固有的,它的激烈沖突—危機(jī)也會(huì)給數(shù)學(xué)帶來許多新內(nèi)容,新認(rèn)識(shí),有時(shí)也帶來革命性的變化。

        把二十世紀(jì)的數(shù)學(xué)同前整個(gè)數(shù)學(xué)相比,內(nèi)容不知豐富了多少,認(rèn)識(shí)也不知深入了多少。在集合論的基礎(chǔ)上,誕生了抽象代數(shù)學(xué)、拓?fù)鋵W(xué)、泛函分析與測(cè)度論。數(shù)理邏輯也興旺發(fā)達(dá),成為數(shù)學(xué)有機(jī)整體的—部分。古代的代數(shù)幾何、微分幾何、復(fù)分析現(xiàn)在已經(jīng)推廣到高維,代數(shù)數(shù)論的面貌也多次改變,變得越來越優(yōu)美、完整。一系列經(jīng)典問題完滿地得到解決,同時(shí)又產(chǎn)生更多的新問題。特別是二次大戰(zhàn)之后,新成果層出不窮,從未間斷。教學(xué)呈現(xiàn)無比興旺發(fā)達(dá)的景象,而這正是人們?cè)谕瑪?shù)學(xué)中矛盾斗爭(zhēng)的產(chǎn)物。