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【数学之美漫话(31)】~席南华院士

《数学的意义》讲座摘录(更好的理解数学)


(24)康托是集合论的创始人,提出一个连续统假设:这样的集合没有。大家可能知道,在1900年国际数学大会上,伟大的数学家希尔伯特①提出了23个问题,这些问题中,第一个问题就是连续统假设,可见这个问题在数学中的重要性,数学家们用了很大的力气研究这个问题。

哥德尔②伟大的奥地利数理逻辑学家,在1940年就证明了连续统假设和现在的逻辑体系没有矛盾,没有予盾远不能说它对。又过了23年, 到1963年, 一个美国的数学家科恩③发明一种非常有效的办法(力迫法)证明了这个假设否定的一面和现在的逻辑体系也是没有矛盾的,这个事情就变得诡异起来了,换句话说这么简单自然的问题,在逻辑上来讲,我们证明不了它是对还是错,就象我们在日常生活中的一句话一样:说你行你就行,说你不行你就不行。这让我们对逻辑产生了奇怪的感觉,原来它也有它不能的时候,科恩因为这项工作,1966年获得了菲尔茨奖,在取得了这项伟大的成就后,他心气高昂,觉得这个数学里面,没有什么值得他研究的除了黎曼猜想,它是数学里最著名的问题。科恩后来余生就致力研究黎曼猜想,他的心境类似于唐诗:曾经沧海难为水。很可惜科恩已经逝世,黎曼猜想还依然活着,谁也没办法证明它。

①戴维·希尔伯特,又译大卫·希尔伯特,(David Hilbert,1862年1月23日~1943年2月14日),德国著名数学家,是20世纪最伟大的数学家之一,被后人称为“数学世界的亚历山大”。[7]他对数学的贡献是巨大的和多方面的,研究领域涉及代数不变式,代数数域,几何基础,变分法,积分方程,无穷维空间,物理学和数学基础等。他在1899年出版的《几何基础》成为近代公理化方法的代表作,且由此推动形成了“数学公理化学派”,可以说希尔伯特是近代形式公理学派的创始人。

②哥德尔(外文名:Kurt Gödel,1906年4月28日-1978年1月14日),出生于捷克的布尔诺,数学家、逻辑学家和哲学家。

哥德尔1938年到美国普林斯顿高等研究院任职,1953年成为该所教授,发展了冯·诺依曼和伯奈斯等人的工作,其主要贡献在逻辑学和数学基础方面,证明了形式数论(即算术逻辑)系统的“不完全性定理”。他发表于1931年的论文《〈数学原理〉(指怀德海和罗素所著的书)及有关系统中的形式不可判定命题》是20世纪在逻辑学和数学基础方面最重要的文献之一。

③P.J.科恩(P.Choen),数学家。生于美国,是波兰犹太移民的后裔,1966年获奖,他证明了连续统假设与ZF集合公理系统彼此独立,从而使连续统假设成为一种既不能证明,又不能推翻的现代逻辑工具。

P.J.科恩(P.Choen)生于美国,是波兰犹太移民的后裔,1966年获奖,他证明了连续统假设与ZF集合公理系统彼此独立,从而使连续统假设成为一种既不能证明,又不能推翻的现代逻辑工具。

科恩生于美国新泽西州的长溪,不到20岁就从纽约的布鲁克林学院毕业,然后进入芝加哥大学读研究生,20岁获得硕士学位,1958年获博士学位,1957—1958年在罗切斯特大学任教,其后在麻省理工学院任教一年。1959—1961年在普林斯顿高等研究院做研究,1961年起到斯坦福大学任教,1964年升任教授至今。

1962年之前科恩的主要工作是在调和分析方面,1959—1960年,他做出杰出的工作,特别是证明利特尔伍德(Littlewood)猜想,这个成就是如此杰出,以至科恩获得美国数学会1964年度波谢(Bocher)奖。这是美国在分析方面的最高奖,是个了不起的荣誉。可是,这时他已转向另一领域并取得更大的成就:在1963年证明连续统假设的独立性,这时离他转行还不到一年。由于这个成就相当于在数学中建立了非欧几何—非康托尔集合论,从而荣誉纷至沓来:除了荣获菲尔兹奖之外,科恩还在1967年被选为美国国家科学院院士,同年荣获总统颁发的国家科学奖章。集合论的第三大成就就是科恩在1963年证明:由ZF既推不出连续统假设,也推不出连续统假设不成立,换句话说,科恩证明ZF与CH是相对独立的。同样,他也证明选择公理的独立性。他的证明用到他独创的力迫法,在集合论中有重要应用,特别是证明许多数学命题在ZF或更一般的系统中是不可判定的。

#数学##教育#


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