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数学家的“特质”及数学与人类文明的“互动”

2008-06-04 来源:中华读书报 作者:葛之 我有话说

《数学与人类文明》最具特色的就是阐述近现代诗歌、艺术与数学在文化上的一些相似性,可以看成是作者自己的探究性结论。作者指出,爱伦・坡、波德莱尔、艾略特等诗人

的出现,和非欧几何学的诞生几乎同时。诗人们结束了浪漫时代,而数学家则完成了数学的经典时代,开始向现代转型。依靠不同的特质,诗人与数学家始终能走在时代的最前列。

论述数学文化的一部杰作

数学,作为一种人类文化,在传统中国中几乎是没有地位的;至于在西方则有两种态度:众所周知,20世纪头一年开始颁发的诺贝尔奖中并没有数学,随着技术的数字化和经济学的数学化,人们对数学的重视程度明显增加了,20世纪最后一年被联合国定为世界数学年,真是意味深长。当然,这样的转变也得益于一批造诣精深的学者的热心宣传。像克莱因的杰作《古今数学思想》、《西方文化中的数学》等就功莫大焉。

我是一名数学与天文的爱好者。读学科史总给我一种亲切、愉快的感觉。不过,《古今数学思想》比较专深,而《西方文化中的数学》则侧重于物理,而且,外国人的作品还有不少难以理解的地方。所幸中国在这方面也有些优秀的作者(尽管少之又少),比如天文科普作家卞毓麟先生,他去年出版的《追星》就是一本杰作;而蔡天新教授的新作《数学与人类文明》亦是如此。

科普方面,东拼西凑可谓比比皆是。蔡教授则不然,他不仅是浙江大学的数论教授,也是一位颇有造诣的诗人,还是一位曾游历几十近百个国家的旅行家。现在大家都呼吁要文理结合,但真正做到这一点并不容易。蔡教授常常带着文化的眼光参加学术活动和旅游,这不同于普通游客逛逛卢浮宫或泰姬陵,满足一下视觉体验,轻松一下心情就可以了;也不同于科考队或探险家。文化知识一深,就能发现许多别人忽略的东西。

蔡教授曾在一篇文章中说,有一次他乘在贝鲁特出席一个学术会议之际,特意乘坐大巴向南,然后换乘招手即停的小巴士开到提尔,发现那里已变成一座以渔业为主的小镇。提尔称得上是数论的诞生地,却很少有人在意。事实上,他到过很多这样的地方。可以想见,这样一部著作的出版,离不开蔡教授平时的关注和积累,而不是临时完成任务。

数学与各式各样的文明之间有密切的关系,例如埃及和巴比伦的数学源于生存的需要,希腊数学与哲学密切相关,中国数学的活力来自历法改革,印度数学的源泉始于宗教,而波斯的数学和天文学互不分离。这是此书前半部分的中心思想。作者按这样的结构加以阐述:每一章专指某个古代文明或时代,如“中世纪的中国”、“从文艺复兴到微积分的诞生”;节名,就是这个文明的一部分,如“亚历山大学派”、“分析时代”等;下一层次的小节,往往以那个时代最具代表性的数学家的名字命名。

数学家的“特质”

本书刻画了数十位著名数学家的生平与工作,甚至比《古今数学思想》还要详尽些。读者容易看出来,这正是蔡教授同类作品的着力点。数学家其实也是多种多样的,不都是只知道埋头于学术的干瘪老头儿。比如宋朝的秦九韶,数学上很有创造力,但同时也是个恶官与好色之徒。泰勒斯不仅是早期希腊有名的数学家和天文学家,也是个大商人。还有维特根斯坦,经历极其丰富,与笛卡儿差不多。

看这类书的时候,我不禁会想,从表面上看,似乎有太多的七情六欲让书中的人物分心,这么好的工作怎么可能做得出来?我认为光用天才或勤奋不足以解释,似乎用“特质”更合适些。这种特质并不是通常意义上的天赋,不以反应快、记忆力强、推理技巧高为特征,而是一种把握时局的能力,说白了就是善于判定他所处时代最有价值的工作的嗅觉。天赋可能仅仅能使一个人“正确地做事”,而特质则是“做正确的事”――想人之未尝想,做人之未尝做。关于这一点以牛顿最强,无人能出其右。他在自己事业达到顶峰时年纪并不大,竟然改行干别的去了,结果没取得新的成就,这似乎是一种荒废,其实牛顿明白,他的科学工作在他的时代已无人可超越,包括他本人。这就是一种特质。反应、记忆和技巧都是可以感知的,而特质是一种默会,不仅旁人难以理解,甚至本人也无法解释清楚。

当然,光有特质没有环境也是不行的。环境有大小之分,大环境就是那个时代的文明对数学的重视程度,小环境即学派的氛围。在科学的童年和少年时期,杰出的科学家寥若晨星,没有什么人与他们竞争,也未见谁给他们发什么奖。雅典学院、17世纪费马等人的朋友梅森创立的法国科学院的前身、德国的哥廷根、还有中国的西南联大,都是令人向往的“圣地”。按著名数学家丘成桐的说法,学问一流的人聚在一起,三流或急功近利的人立刻就“露出原形”,自然难以混迹其间,也就能维持学术的高水准了。所有的奖励无非都是做给外行(包括内行中的外行)看的。只是因为现在大科学时代,科学的版图足够广大、复杂,才不得不依靠奖励来确定一项工作究竟价值几何。

数学与诗歌、艺术的“互动”

本书最具特色的就是阐述近现代诗歌、艺术与数学在文化上的一些相似性,可以看成是作者自己的探究性结论。作者指出,爱伦・坡、波德莱尔、艾略特等诗人的出现,和非欧几何学的诞生几乎同时。诗人们结束了浪漫时代,而数学家则完成了数学的经典时代,开始向现代转型。依靠不同的特质,诗人与数学家始终能走在时代的最前列。

19世纪末数学开始处理不规则曲线,比绘画从古典转变到抽象还要早一些。几乎是同时,当毕加索开始创作他的立体派绘画时,数学家早就在宣传第四维了。当时的数学还有个了不得的创造,那就是康托尔的集合论,这一理论全面刷新了数学家对数学的看法,对当时的数学产生了革命性冲击。康托尔出生于艺术家庭,无穷集合就是他丰富想象力的结晶。这决不是一个脑子转得快的解题高手就能胜任的。不过,也许康托尔太有特质,才导致他得了精神病。类似的还有提出著名的不完备定理的哥德尔,因为习惯于用逻辑看待复杂的世界,结果患了妄想症,最终饿死了自己。

在插图的选取和设计上,本书也花费了一定功夫,经常出现的除数学家头像(相当一部分是邮票)、历史建筑,还有他们的著作、公式等。有些图特别有意思,例如“希腊数学家的出生地”,标出了泰勒斯、芝诺、亚里士多德、阿波罗尼斯、毕达哥拉斯、柏拉图、阿基米德、厄拉托色尼等人的地理位置。由于古代的国家、城邦、部族很复杂,我们通常搞不清楚,只知道他们大致的地理位置,看了书中插图方一目了然(笔者还未在同类书中看到过这类资料)。此外,还有很多图是作者的合理联想,比如由许多矩形套在一起的唐代长安城俯视图等。有的材料比较少见,如高斯全身像或纸币上的阿贝尔头像(可惜欧元取代马克以后,高斯的名声也许要打折扣了)。

本书唯一的缺憾,我以为是现代部分少了一些。当然,这不是作者的遗漏,现代数学与人类文明之间的关系,恐怕要等到几十年之后才能看明白。不过,作者就现代绘画的抽象和数学的抽象作了类比,深入浅出,也可谓做了缩影式的描述。无论如何,我认为,以后的人写今天的数学文化史要困难许多,因为,今天个人英雄已很难找到了,尽管在数学这种需要天才独立思考的领域里还好一些――现在不是还有解决费马大定理的怀尔斯吗?证明庞加莱猜想的佩雷尔曼就更具传奇色彩。(书中提到的当代人物也就这几位)在生物学等领域里,个人的作用几乎完全淹没在群体协作之中了。

每当夜晚空闲之际,我喜欢在非常静谧的环境中,在柔和的灯光下读这类书,不断地感受、体会巨匠们的深刻思想,偶尔也抬头看看窗外。是啊,把数学家比作恒星再合适不过,我知道我与他们的距离是何等遥远,他们之间的距离也是何等遥远,但是一个共同的愿望――追求数学真理――有如“超距作用”把大家不可思议地联系在了一起,这是何等美妙!

《数学与人类文明》,蔡天新著,浙江大学出版社2008年1月第一版,28.00元

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