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顶级数学家如何做数学?当代大师阿兰·孔涅的探秘之旅

中科院物理所  · 公众号  · 物理  · 2017-05-12 11:14

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注:这里指的是孔涅的国家博士论文,其中他解决了冯·诺依曼代数理论中的第III型因子的分类问题。) !而且是从虚无当中生成的!如此简单!就是这样!当然,立刻由此得出的结果就是,一个代数会包含大量的不变量,例如它的周期,也就是说,使演化成为平凡所需的时间 t 。但是,尽管这些结果完全是可以公式化表达的和可以传达的,却并不会耗尽它们诗歌般的内容,也不会耗尽将最初的新发现付诸行动时的精彩之处。


雅克·迪斯米埃


数学现实


我对有些诗人非常欣赏,例如伊夫·博纳福依 (注:伊夫·博纳福依(Yves Bonnefoy,1923—)法国诗人和散文家) ,这是由于他们在方法论层面上与数学相近。在我看来,数学家与诗人的不同之处,在于诗人所使用的原材料是人类经验中的物质现实。诗词的主要成分,是一个人的内心世界和外部现实之间的冲突,这种冲突之激烈总是使得我们震惊。而数学家的航程,则是在另外一个地理空间中、另外一个景观中的旅游。在此期间,他会碰到另外一种现实。这种数学现实与我们身处其中的物质现实同样严酷而坚固。这个眼光部分对于数学家真正做数学来说是不够的。也就是说,相比眼光部分,在论证之后随之而来的阶段里,有着一段不确定的令人痛苦的时间,总是担心会搞错。这有点像从陡坡上下来时,我们必须不停地往下看……我们也总是在不停地对自己说“瞧,我本来会在这里出错的,或许我已经搞错了”。谁知道呢,我们总是在担心!我们可能会经历数小时可怕的惶惶不安的时间,正是因为我们遇到了一个真正的现实。因此,这不是普通意义上的现实,而可能是更加严酷的现实。

这样一来,真理的概念用到了另外一个世界,它并不是人类在其外部现实当中所经验的世界,而是数学现实的世界。需要理解的关键点是,无数的数学家们花费一生的心血致力于发现这一世界;对于这个世界的轮廓和联通性,他们的意见是一致的:无论它的生命行程源自何处,如果说这一行程足够遥远,如果我们时刻警惕不被禁闭在某个特殊区域里面的话,迟早有一天,我们会到达这些众所周知的城堡当中的某一个,例如椭圆函数、模形式、ζ函数,等等。“条条道路通罗马”,数学世界也是“连通的”。当然,这并不意味着所有这些部分都相似。格罗腾迪克 (注:格罗腾迪克(Alexandre Grothendieck,1928—2014)20世纪最有影响的数学家之一,1966年菲尔茨奖获得者,1988年克拉福德奖获得者(他拒领该奖)) 在他的《收获与播种》当中,这样描述了一幅他从分析出发,最终来到代数几何的过程中所经历的景象:

“我仍然记得这个吸引人的印象(当然,这完全是主观的),就像是我离开了令人厌恶的干旱荒原,突然发现自己来到了一个华丽繁茂、遍地流金的‘富裕地带’,到处都充斥着无穷无尽的财富,这里令人禁不住伸出双手,去采摘果实或者开发宝藏⋯⋯”

——亚历山大·格罗腾迪克

阿兰·孔涅和米哈伊尔·格罗莫夫


伽罗瓦


从某种意义上来说, 伽罗瓦所领悟的,或者说真正的现代数学的起点,就是必须有能力超越演算。 也就是说,不要去进行演算,而是在思想里面进行演算!要明白这些演算的本质将会是什么,将会出现的困难是什么,等等,但是并不真正地去进行具体的演算,从而理解它的结果将会是什么形式的,该结果将会有什么对称性。因此,要超越这种外表形式;如果我们不加警惕的话,就很容易被困于其中。需要尝试从高处着手去摆脱困境,在对称性方面进行思考,等等。







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