我们应该担心不能理解一切吗?

时间:2023-11-19 00:49:03

克利福德·皮克奥弗(Clifford Pickover):著有“皮克奥弗三部曲”(Pickover Trilogy):《医学之书》《物理之书》和《数学之书》。

我们应该担心不能理解一切吗?

我曾经担心人类的数学和物理知识不断增长,但大脑的思维和语言技能却依然如初。一些计算机芯片和软件变得难以想象地复杂,新的数学和物理分支不断形成,所以需要我们用新的方法去思考和理解。

我曾经担心,对于越来越多的知识,我们会理解得越来越少。例如,在过去几年里,针对数学史上著名的问题已经提出了许多数学证明,对专家而言,争论的时间太漫长,论证的过程太复杂,以至于专家们不能确定他们是否正确。数学家托马斯·黑尔斯(Thomas Hales)将他的几何论文提交给《数学年报》(Annals of Mathematics)后不得不等待了5年,最后那篇论文的专家评审员们终于确定没有发现错误,可以发表黑尔斯的论文,但必须和一条他们不能确定其正确性的免责声明一起发表!而且,数学家基思·德夫林(Keith Devlin)在《纽约时报》上公开承认:“这个故事已经使数学达到了如此抽象的阶段,即使是专家,也无法弄清它的许多前沿问题。”

以色列的数学家多伦·蔡伯格(Doron Zeilberger)评论说:“当代数学会议实际是这样一个场所,在这里很少有人能彼此理解。疲惫不堪的数学家只是不断地进行演说,但对所说内容,他们自己也不理解。”2009年蔡伯格曾写道:“上周刚参加完在宾夕法尼亚州立大学举行的第1025届AMS(美国数学学会)会议,我意识到数学王国正在走向死亡。取而代之的,是一个专业狭窄又互不相交的组织……除了狭窄的专业知识,这些数学家不仅一无所知,而且还满不在乎!”顺便提一句,蔡伯格认为自己是一个超有限论者(ultrafinitist),他否认存在无限自然数集的数学原理。更令人吃惊的是他认为非常大的数字并不存在。在他的思想体系中,当我们开始数1、2、3、4等——似乎可以永远数下去,但最终要数到一个最大的数字,当我们给那个最大的数字加上1时,得到的是零!

冒着我们会进一步无法理解的危险,来看看日本数学家望月新一(Shinichi Mochizuki)的工作。他的一些关键论证是基于“宇宙际泰西姆勒理论”的。当他在这个已历经几十年时间,在无数纸张上被演练过的数学理论的基础上提出新的证明的时候,有多少人可能真正理解他的工作呢?面对这样的工作,理解又意味着什么呢?21世纪,由于数学和亚原子物理学的发展,理解的含义必须改变,就像毛毛虫变成蝴蝶。毛毛虫是能力有限的人类大脑,而蝴蝶就是以计算机做辅助的人类大脑。

不理解亚原子物理学、量子理论、宇宙学、数学和哲学的深奥之处,我们应该为此而担忧吗?或许可以稍微改变一下担忧对象,只接受对我们有用的思维模式。今天人类用计算机帮助自己思考直觉范围以外的问题,计算机可以使数学家获得在其普及前做梦都想不到的发现和深刻见解。计算机和计算机制图让数学家发现了很久以前只能在形式上证明的结果,开辟了全新的数学领域。教育家戴维·柏林斯基(David Berlinski)曾写道:“计算机已经改变了数学实验的最初本质,首次表明数学像物理学那样,可能变成一种实证学科,即只有得到验证,才能称之为发现。”科学家和数学家必须学会接受并忍受神秘事物的存在。1998年,马克·理查森(Mark Richardson)在《科学》上发表的论文中这样写道:

知识的岛屿越变越大,未知的神秘事物也随之增加。当主要的理论被推翻,我们想到的是知识的更替和以不同的方式解读神秘。这种新发现的神秘可能是微不足道和不稳定的,但这就是追求真理的代价。富有创造性的科学家、哲学家和诗人在这个充满神奇的海岸线上不断成长。