康托尔传之总结与思考

百科   2024-09-23 07:58   广东  
本文是对我的前一篇文章 康托尔传(中英文)的一个总结,讨论不同派别的数学家对数学的看法,以及做人做事的一些思考。


格奥尔格·康托尔(Georg Cantor,

1845年3月3日-1918年1月6日),

生于俄国的德国数学家,集合论之父



康托尔出身于一个富裕的商人之家,父亲是犹太血统的丹麦商人,母亲出身艺术世家。康托尔从小就表现出很高的艺术天赋,是一名出色的小提琴手。康托尔11岁之前在俄国圣彼得堡生活,之后移居德国法兰克福。在宗教方面,康托尔随他的父亲信奉新教,而他的母亲则是天主教徒。


康托尔在欧洲多所学校读过书,于1867年在德国柏林大学获得博士学位,他的老师是大名鼎鼎的魏尔斯特拉斯库默尔克罗内克。康托尔最初研究数论,后来转向分析,成功证明了函数展开为三角级数的唯一性问题。正是在研究傅里叶级数的过程中,康托尔意识到了建立一个点集理论对分析算术化的必要性,并最终创立了集合论。


良好的家庭背景,丰富的人文艺术熏陶,多元化的生活和教育经历,为康托尔成为一名富有想象力和创造力的数学家打下了良好的基础。然而艺术家的生性敏感,也为康托尔后来的忧郁症埋下伏笔。


直觉主义和逻辑主义


天才之路往往不会太顺利,康托尔的学术生涯就充满坎坷。他的超限数和无穷集合理论对传统观念造成极大的冲击,因而长期不被主流数学界所接受。尤其是他的老师克罗内克是个彻底的有限论者,总是不遗余力地反对康托尔的无穷集合理论,并一再阻挠康托尔发表论文。鉴于克罗内克在当时德国数学界的崇高威望,此举对康托尔造成很大的负面影响,致使其他数学家也对康托尔的工作保持怀疑和审慎的态度,合作屡屡中断。这些学术上的不快与其自身所患的抑郁症相结合,给康托尔带来极大的痛苦。



克罗内克直觉主义数学学派的代表人物,他有一句名言流传甚广:“上帝创造了整数,其余都是人做的工作。”直觉主义者认为“直觉优先于逻辑”,认为只有通过有限个步骤构造出来的数学对象才是存在的,比如整数,有理数等;而通过纯粹逻辑演绎证明的对象,比如实数,无穷集合等,则是不存在的。因此,当林德曼在1882年证明了π的超越性后,克罗内克如此评价道:“这是一个美妙的证明,但是既然超越数并不存在,这一证明有何价值呢?”


克罗内克的想法被庞加莱布劳威尔继承并发展,他们都特别强调直觉,致力于把全部数学建立在自然数的基础之上,并认为数学对象是数学家在脑海中构建和操作的,企图通过建立一些公理来定义它们的属性是不可能的。


康托尔的集合论则属于逻辑主义一派,由弗雷格罗素继承并发展。罗素与他的老师怀特海合著的《数学原理》将逻辑主义推向顶峰。逻辑主义者主张“数学即逻辑”,认为所有的数学概念和理论都是逻辑推理的结果。



直觉主义和逻辑主义对数学的看法可谓背道而驰,水火不容。事实上,无论当时还是现在,大多数数学家都不会赞同直觉主义者的极端观点。如果认为实数是不存在的,那么90%以上的现代数学都没有意义了,这个看法对于数学家们来说太过于残忍,因此不会被广泛接受。但是直觉主义者的核心观点“直觉优先于逻辑”对数学的发展是有一定益处的,可以防止人们陷入逻辑主义或形式主义的窠臼之中,而逐渐丧失创新的活力。即使是像希尔伯特这样鼓吹数学公理化和形式化的大师,他的主要数学成果也都闪耀着直觉的光彩。从这个意义上来讲,每个有创造力的数学家本质上都是“直觉主义者”。


令人欣慰的是,康托尔在晚年终于获得了数学界的认可,他被公认为“集合论之父”而享誉世界。如今集合论已经成为现代数学的基础,是中学和大学数学的必修课程。



科学求真而不贵和


我们中国人常讲“以和为贵”,但是在数学、自然科学、艺术等对创新要求非常高的领域,人们经常会发现,成就高的人往往都有很强烈的个性。他们非常自信,性格坦率,有时候甚至会咄咄逼人,当仁不让,不太擅长(或者不屑于)处理人际关系,往往因为理念不和或言行冒犯而割席断交之事屡见不鲜。


中国科学界最著名的案例莫过于李政道杨振宁之绝交,据说周恩来总理也曾劝两人和解而未成功。由于李杨两位是最早获得诺贝尔奖的中国人(获奖时还没加入美国国籍,仍持中华民国护照),影响巨大,他们的不和就被视为中华民族的一件憾事!


但如果我们多了解一些(尤其是西方)科学家和数学家的传记,我们就会发现,这种事情其实是很正常的。比如康托尔与他的老师、同学以及诸多好友的分分合合即是例证。


除此之外,还有17-18世纪牛顿莱布尼兹因为微积分优先权而互相口诛笔伐,最终造成英国与欧洲大陆数学割裂长达百年之久。


19世纪达尔文与合作20年的同事兼好友、古生物学家理查德·欧文,关于进化论与生机论的争论,最后发展成公开诋毁和谩骂。


20世纪的苏联数学家柯尔莫哥洛夫把自己的导师鲁金打成了反动分子。


还有“代数几何的上帝”——格罗滕迪克,由于早年经历过纳粹集中营的磨难,从而成为一名彻底的和平主义者。1969年,当他得知自己创办的法国高等科学研究所(IHÉS)受到法国国防部的资助时,正处于事业巅峰期的格罗滕迪克毅然决定从IHÉS辞职,并退出了整个数学圈。而他悉心培养的爱徒德利涅却不愿意随他一起离开IHÉS,令他倍感失望,遂将此爱徒视作“犹大叛徒”,终生都不原谅。


格罗腾迪克在 IHÉS 讲课


究其原因,数学和科学上的创新工作都是对人类精神和意志的极端考验,只有精神强大意志坚定者,才能登临千仞俯察百类,统摄思想驾驭万方,凝聚力量实现巨大的突破。


精神意志强大者必有强烈的个性。这种个性不是暴戾恣睢胡作非为,而是对真理的追求,对自由的向往。他们往往对自己要求非常严格,为达目的甘受长期钻研之劳苦,遍尝孤独探索之辛酸,其间所付出的努力实非常人所能想象,如此才能做出非凡的创新成果,获得崇高的荣誉。


人们之所以推崇创新,正是因为创新最大限度地体现了人类的自由意志,是蓬勃生命力的象征。因此康托尔才说:“数学的本质就在于它的自由!


另一方面,天才也是有血有肉有欲望有缺陷的人,所有人性的弱点他们一点也不少,因此也会犯许多贪嗔痴的错误,而这些错误一旦被他们的自我意志所放大,往往造成不可调和的矛盾,甚至给自己和亲人朋友带来灾难。法国天才伽罗瓦的陨落就是一个典型的例子。


这些天才都是人类的精英,他们做的不好的地方并不比咱们普通人更好,但是他们做的好的地方可就比咱们好得太多了!尤其是在数学和自然科学领域,他们能够克服自身弱点而勇猛精进,从而达到常人难以抵达的境界,取得常人难以企及的成就。他们已经为人类贡献了宝贵的精神财富,我们不应该再苛求他们为人处世谦和忍让,豁达大度,尽善尽美。


子曰:“择其善者而从之,其不善者而改之。”如此可矣。


尚万只老虎
究中西文化,通数理人文,成一家之言。