九派新聞特約評論員 周劼
福爾摩斯是數學家嗎?不是。
(資料圖片僅供參考)
當他自負地說到:“華生,當你排除一切不可能,剩下的,不管多難以置信,那都是事實。”(《四簽名》)他可以勘破世間的真相,卻不能證明數學的猜想。
一根小提琴的弦可以被合理地假設成一條無限細的線,它的振動發生在一個平面上。這樣的假設起到了降維的作用,從而使得問題變得簡單。
很簡單,數學的證明本就不是為了發現真相,而是如何滿足發現中的“游戲享樂”,按照希爾伯特以來所要求的“嚴格而完美”的標準,數學的證明是不能依靠窮盡法、排除法、歸謬法、反證法等等的。也就是說,證明一條定理、猜想、假設,不能說沒有發現反例就是對的,不能說排除掉所有的可能性就只剩一種可能,不能說假如它是對的或錯的會有怎樣的自相矛盾,也不能說姑且認為它是對的或錯的便如何如何。再換句話說,在物理世界中我們明知它是對的,在腦海中我們堅信它是對的,都沒用。數學嚴格而完美的證明只有一條路,以邏輯自洽下的硬核推導去證明它是對的或錯的,而且對錯之間并非對稱,證明錯的,一條反例足夠;證明對的,千千萬萬條正例都沒用。
自我設限,自廢武功,這一點看出了數學的“書生氣”,它做的是“結硬寨打呆仗”的功夫,只能步步為營,從正面攻下山頭,旁敲側擊、迂回穿插,都屬野狐禪。當然也從另外一點看出來,數學里為什么會有那么多還沒來得及證明的猜想,讓數學家們薅光頭發,捻斷胡須,凝想成怪,結習成癖,瘋魔之間只隔一層窗戶紙,無他,猜想和證明不在同一個量級,“猜想”在西城城頭羽扇綸巾,焚香撫琴,笑容可掬道一聲耶耶耶,“證明”在城下游移不定,進退失據,雜沓慌亂間喊一句走走走。
《悠揚的素數:二百年數學絕唱黎曼假設》一書如此描繪數學家的窘境:數學能夠吸引他的原因在于,它是一門創造性的藝術。尤其是黎曼假設這種難題,激發了他挑戰的欲望。15歲那年第一次讀到黎曼假設后,他便沉溺其中不可自拔。身為經濟學家的父親有一個書庫,收藏有大量的數學書。當瀏覽數學書時,他就被數字的性質吸引住了。他發現,黎曼假設是數論中最深刻且最根本的問題。父親承諾,如果能解決這個問題就為他買一輛法拉利,這令他熱情大增。在他父親看來,這是使他懸崖勒馬的一種無奈之舉。(二十年后)他不再有機會贏得法拉利了。
黎曼是有史以來最偉大的數學家之一. 他英年早逝 (1826—1866), 一生中只發表了 9 篇論文
這里隱去了“他”的真實姓名,在于我相信,“他”能泛指那些在黎曼假設、黎曼猜想路上前仆后繼的各路數學家,當然包括最新發表論文的張益唐。
11月5日,張益唐有關朗道-西格爾零點猜想的新論文正式在預印本網站arxiv上線。和之前“攻克朗道-西格爾零點猜想”的傳言不同,有數論學家表示,這篇111頁、滿滿當當全是表達式的論文,“尚未完整證明朗道-西格爾零點不存在”“現階段并沒有完整解決朗道-西格爾零點猜想”,但論文結果意義重大,使得以前的很多結果從假設性變成了確定性。簡言之,他在臘子口兩側的懸崖邊,找到了一條可能攀爬登頂的羊腸小道。至于從朗道-西格爾零點猜想到廣義黎曼猜想到黎曼猜想,還有山路十八彎。
2022年11月8日,北京大學閔嗣鶴數論研究中心名譽主任張益唐教授帶來了“關于朗道-西格爾零點猜想”學術報告
不過,這并不低估張益唐的“創造性的藝術”。數學是符號的游戲,考驗的是人類思維的深度與廣度,我常常想,物理定律也許有窮盡宇宙洪荒的一天,但數學絕沒有無遠弗屆的一刻,隧道里的一點光亮,照映出更濃郁的黑暗和無邊的寒意。如黎曼猜想般數學中懸而未決的大問題,其實超出了個體的極限,不能指望不世出的一個天才畢其功于一役,大家群策群力,才能積小勝為大勝。泰山玉皇頂于云山霧罩中邈不可見,在必經之路上樹一塊“泰山石敢當”,也是英雄。
世上本沒有路,走的人多了就成了路,在路上走的人多了,走著走著也就咂摸出走路的喜悅。何謂數學的魅力?文學中有“富于包孕的片刻”,數學里有“極限”,都是指無限逼近卻并不到達的那一刻。文理相通,Q.E.D證明已畢之際,雖是高潮,了無剩義;將證未證之時,才余韻裊裊,耐人尋味,數學的魅力就在于羅蘭·巴特所言,未至終點,曲折跌宕方為美,已至終點,一覽無遺太無味。行百里半九十才最快樂,普通人愛好的新聞里老是期盼這個定理被證明、那個猜想被解決,其實都是終點看熱鬧的心態,像觀眾給運動員加油鼓勁,快點快點,安知走在跑道上的人,耳邊回響的不是,慢慢走,欣賞啊。
年輕的朗道與玻爾、海森堡、泡利、伽莫夫等在一起
張益唐最能明白孫悟空被敲三下頭后撾耳撓腮,惶恐且喜悅的滋味,他說:朗道-西格爾零點問題,如“大海撈針,最后我也覺得這個針大概是沒有了,撈不到了,可還是停不下來。”“這是一種習慣,某種程度我都覺得是不是我得了一種強迫癥。就說你想停都停不下來了。一旦真的是完全被吸引住的話,不用刻意怎么樣去維持,坦率講我一天至少思考12個小時以上。”
回到一個大問題:數學里為什么有那么多猜想?“像跑狗場里引誘狗賽跑的電兔子”,那是數學找到的保持魅力的方法——不斷拋出猜想、假設,讓思想閑不下來,讓快樂無片刻停留。
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