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近代数学史谈(近代数学的五个猜想)

在大家的印象里,可能自然科学、社会科学,尤其文史类学科是经常会产生一些争论的,而对于数学而言似乎是不可能产生争论的,数学比其他的任何学科都要严谨、确定,数学很少会有人类的情感参与,似乎没有比数学事实更能让人信服的了。

我记得中学的时候,经常会因为物理、化学中遇到的状况,而不舒服。比如物理中的近似、忽略;化学中的推断等等,总感觉不那么让我信服。数学是我唯一信任的完美。事实上,有很多的数学名家,也有类似的体会。比如,伯特兰·罗素曾写道:

公正地看,数学里不仅有很多真理,而且有着极致的美。这种美冷峻如雕塑,它不迎合我们天性中的任何弱点,也没有绘画和音乐那样的华丽外表;但它极纯净,能够向我们展示只有最伟大的艺术才具有的完美。

数学史名家莫里斯·克莱因也说过:

在某种令人信服的知识基础上建立新的思想体系,燃衷于此的智者沉醉于数学的确定性和其中众多的真理……从没被治学严谨的学者挑战和质疑,而且,无数的数学实例也显示了它们具有自然科学、哲学和宗教所没有的严格和确定性。

但晚年的克莱因写了一本《数学:确定性的丧失》,似乎数学也允许质疑和冲突的存在。其实,仔细想想:数学家也是普普通通的人,有着七情六欲,有嫉妒、傲慢、成见……,那么数学界就应该避免不了争论。正所谓,有人的地方就有江湖。接下来给大家介绍十个数学史上的争论。

三次方程解

文艺复兴时期,没有供人发表文章的期刊或杂志,唯有出版书籍一种方式。而卡尔达诺出版一本名为《大衍术或代数学的规则》的书,书中收录了意义重大的一元三次和四次方程的解法。正是因为这本书,另一个意大利人塔尔塔利亚认为:卡尔达诺侵权、食言,把本该属于他方程的解法占为己有。两人不死不休的争论,可谓火药味十足。

解析几何创立人

笛卡尔和费尔马相互独立的发明了解析几何,于是产生了优先权的争论。1637年,笛卡尔在哲学著作《方法论》的附录中添加囊括了解析几何思想的《几何学》;而费尔马早在1629年,发现坐标几何的基本原理,但终生未发表。事实上,两人的发现方式也是不同的:笛卡尔使用了代数学的方法;而费尔马继续沿袭了希腊的传统。现在公认两人都是解析几何的创始人。

谁是微积分的生父

对于微积分的优先权的争夺,发生于牛顿和莱布尼茨之间。牛顿更早的使用流数术(微积分),但没有发表,只有小册子在小范围中传阅。而莱布尼茨优先发表,且因为他的方法更易于使用,而被先投入运用。基于此的优先权的荣誉之战,也是异常的激烈。现在公认的是,两人独立的发现微积分。

本是同根生:伯努利兄弟

前面的三个争论有一个共同点,都是在争优先权的荣誉。而伯努利兄弟基本上是纯粹的个人恩怨,两兄弟为了争夺更高的数学地位,而展开激烈的争论,甚至发展到公开的数学挑战。颇有“既分高下,也决生死”的架势。

外行与内行: 赫胥黎VS西尔维斯特

西尔维斯特是19世纪英国的著名数学家,也是出了名的暴脾气。

赫胥黎是英国一位著名的动物学家、地质学家和人类学家,而在数学上没什么建树。

俗话说“驴唇不对马嘴”,那为什么这两个人能吵吵起来呢?只因为赫胥黎的"三观不正",他认为:数学对观察、实验、归纳和因果律一无所知;数学对实现科学的目的无用。想想看,这种观点对数学家来讲,那就是 *** 裸地挑战啊!

草根与权威:康托尔VS克罗内克

前面的争论双方都是地位相当的大人物,而克罗内克和康托尔之间,可就有些不那么对等了。名不见经传的康托尔大胆地开创了 *** 论,同时因此遭到了著名的、保守的数学教授克罗内克的反对和压迫,甚至遭到围攻,以至于可怜的康托尔精神抑郁。

声名远扬的公理

为了解决康托尔的 *** 悖论、完善 *** 论,策梅洛引入了选择公理,并因此获得声誉,然而这引发了另一场风暴,尤其是法国数学家波莱尔的反对。为了进一步的完善 *** 论的基础,策梅洛选择了公理化,似乎是找到了一个方向。

数学的逻辑基础

就在 *** 论被广泛的应用于数学的各个领域背景下,英国的伯特兰·罗素使用一个悖论撬动了整个数学大厦,使得人们开始关注数学的基础问题。甚至很多人开始担心:数学不再是一门严密、富有逻辑和确定性的学科了,从而导致了第三次数学危机。

为解决数学危机,相当一部分的数学家投入数学基础研究中,并逐渐形成了相互争论的三大学派。而第一个学派就是以罗素为代表的逻辑主义学派,他相信:纯粹数学可建立在少数逻辑概念及其推理上。然而,这遭到了世界级的数学家庞加莱的反对。两人彼此尊重,却下手毫不留情。

*** 与直觉主义

希尔伯特意在将数学建立在一个普遍的公理系统中,将数学用形式语言来表达,消除对直觉的依赖。而热衷于直觉主义的布劳威尔认为:逻辑依赖于数学,逻辑原理在数学中是不可靠的,应禁止使用排中律;对 *** 带有色眼镜,并攻击希尔伯特的 *** 观点。布劳威尔甚至通过直觉主义的观点,否定自己之前在在拓扑学等领域的成果。

希尔伯特与布劳威尔的争论还演变为纯粹的个人恩怨,希尔伯特想方设法将布劳威尔在《数学年鉴》上除名、辞退,这使布劳威尔感觉蒙羞。

数学是发现?发明?

传统的、主流的观点认为:数学是精确的、客观的、完美的、永恒的。然而随着哲学、近现代数学、相对论以及量子力学的发展,开始有一些人认为:数学是易错的、可变的、不断进步的;新观点的提出应该是发明。这使得对数学的教学产生深远的影响。

三次方程的求解、解析几何及微积分创立都是属于优先权的争论,为的是争得属于自己的荣誉;伯努利兄弟则是虚荣心,为证明自己更优秀;赫胥黎完全是因为自己对数学的偏见过重,而偏偏他又是一位杰出的科学家,使得数学家不得不回应他;至于康托尔的 *** 论,引起了一系列的问题,使得数学家们陷入了空前的“百家争鸣”,然而哥德尔的不完备性定理的面世,不免使人沮丧。

当然,除了这些争论,还有其他的争论,比如:毕达哥拉斯学派的无理数争论,高斯与勒让德的最小二乘法的争论……。

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