為了解決實際問題、人們必須發(fā)明出“零”來,然后要造出負數(shù)、有理數(shù)、無理數(shù)乃至虛數(shù)。所謂虛,就是不實,憑空想象出來的意思,不過解代數(shù)方程有必要把它請進來,請進來后又覺得它不實在、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。
復數(shù)擠進數(shù)學王國之后,跟著四元數(shù)、八元數(shù)、超復數(shù)……都來了,它們可沒有復數(shù)都么大的用處,甚至根本沒用。要還是不要呢?這也使數(shù)學家處于為難的境地。數(shù)學家經(jīng)常處于這種矛盾的過程中。 “什么是存在?”,這是數(shù)學的一個基本問題。什么東西可以擠進數(shù)學王國?直覺主義者規(guī)定一個較窄的限制:必須能夠一步一步構(gòu)造出來;而形式主義者規(guī)定一個較寬的限制:只要沒有矛盾就行了。不過什么叫沒有矛盾?當然邏輯沒有矛盾,其實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)驗推出來的,對于無窮情形還靈不靈?這當然存在問題,可是不許推廣,那數(shù)學還能剩下多少靠得住的東西呢?
在數(shù)學史上這種矛盾也是屢見不鮮的。無窮小量剛出現(xiàn)時,漏洞百出、無法自圓其說,可是行之有效、解決問題。所以達朗貝爾說:“前進,你就能恢復信心!”,這可以說是一種實用主義態(tài)度。
十九世紀,柯西和維爾斯特拉斯用極限概念解決了矛盾,同時也扔掉了無窮小,這里無矛盾性占了上風。1961年,羅濱遜發(fā)明非標準分析,又把無窮小量請了回來,仍然沒有矛盾。不過它是建立在模型論基礎上,要承認非可數(shù)無窮基數(shù)的存在。
承認無窮集合,承認無窮基數(shù),就好象打開潘朵拉的盒子,一切災難都出來了。這就是第三次數(shù)學危機的實質(zhì)。盡管悖論可以消除,矛盾可以回避,數(shù)學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—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,它們跟整個數(shù)學可是血肉相連的。所以第三次危機表面上解決了,實質(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—危機也會給數(shù)學帶來許多新內(nèi)容,新認識,有時也帶來革命性的變化。
把二十世紀的數(shù)學同前整個數(shù)學相比,內(nèi)容不知豐富了多少,認識也不知深入了多少。在集合論的基礎上,誕生了抽象代數(shù)學、拓撲學、泛函分析與測度論。數(shù)理邏輯也興旺發(fā)達,成為數(shù)學有機整體的—部分。古代的代數(shù)幾何、微分幾何、復分析現(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。教學呈現(xiàn)無比興旺發(fā)達的景象,而這正是人們在同數(shù)學中矛盾斗爭的產(chǎn)物。
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