科学是什么 · 第二章
《科学是什么》第二章:未来数学的发展
数学的未来可从其过去与现状推知。数学的发展并非漫无方向,其关键在于发现事物之间的联系与相似性,把零散要素归纳为定律,并用精炼的词语(如“负数”“能量”“分组”“常量”)加以命名……
数学的未来可从其过去与现状推知。数学的发展并非漫无方向,其关键在于发现事物之间的联系与相似性,把零散要素归纳为定律,并用精炼的词语(如“负数”“能量”“分组”“常量”)加以命名,从而把长篇论证压缩为几个字。数学家重视方法的优雅与结果的简洁,因为这体现了规律与秩序,也使人能够预见计算的结果;单纯依赖机械的计算和繁琐的精确证明,无法取代直觉对本质关系的把握。
数学的发展有两条相反的方向:一方面从自身出发,向哲学靠拢,通过脱离自然的自由推测认识思维本身;另一方面受自然界和工程需求主导,为物理与技术服务。文中以微分方程的求解为例,说明理论家追求规律的完整与预见性,而工程师只需近似的结果,二者取向不同。同时,过度专业化会阻碍科学进步,应通过不同领域的汇通开阔眼界。
就具体领域而言,算术因整数彼此孤立而进展缓慢,应借助代数与分析的相似性获得推动;代数方程理论可反过来以算术为参照;几何与代数、分析实为一体,超过三维的几何(质的几何)能以简明术语描述高维空间,黎曼的工作已显示其价值。最后,数学在追索第一原则方面有两个努力方向:康托关于无限的理论,以及对公理体系的分类整理(哈尔波特的工作),这些都预示着数学未来的走向。