论数学对计算机的深远影响(一)

有幸读了两本书,一本是克莱因的《数学:确定性的丧失》。于是对近代西方的数学三大哲学流派产生了兴趣,逻辑主义,直觉主义,形式主义。然后又找来了一本老书,《西方数学哲学》,是以前的老教材,把这三大主义都说的很细致。按照历史的因果来说,有因必有果。这篇文章先扯点历史。

先看维基百科对形式主义的说明

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要追溯形式主义的起源,又必须提到数学历史上的三大危机。关于三大数学危机指的什么,可以到b站搜李永乐老师的视频,说的很清楚。

一直以来,西方的数学家们相信。数学是就是真理,是上帝意志的体现。这也是为什么在中世纪的欧洲,那个宗教奴役思想的年代,数学未曾被禁锢。于是有了哥白尼、伽利略这些人研究自然,提出日心说、自由落体。虽然他们后来遭遇了不幸,可却是因为碰触了神学的禁忌(他们的学说颠覆了神学的世界观)。也就是说,西方的数学一直都在蓬勃发展。牛顿、笛卡尔、高斯、欧拉、莱布尼茨,这些数学家都是基督徒。他们深信自己在阐述上帝造物的规律,越多的规律被发现使得他们更加笃信上帝。

对第三次数学危机而言,大多数人了解的是罗素理发师悖论(理发师给村里不给自己理发的人理发)。它的矛盾就是,理发师到底该不该给自己理发。而事实上,在罗素悖论之前就有其他的悖论。原因就是在以前那个没有互联网的年代,书籍,报纸,是传播知识、新闻的有效途径。而罗素的《数学纲要》出了三本,理发师悖论也就广而告之了。

本来数学的世界是平坦的,相融的。欧几里得的平面几何用了几千年,《几何原本》当教材也用了几千年。困扰数学家的第五公设(若两条直线都与第三条直线相交,并且在同一边的内角之和小于两个直角,则这两条直线在这一边必定相交),和其他四条公设格格不入。从直觉上来说,太过牵强和人为。很多数学家花了大把时间去证明第五公设,有的引入了新的假设(事后被证明和第五公设等效),有的尝试用反证法,都失败了。年轻的数学家就想,既然证明了几百年都搞不定,那假设它的否定命题成立,能否推导出无矛盾的几何系统呢?

高斯最先发现了非欧几何,但是他声名斐然,不敢触大众的眉头。他的非欧几何稿件藏了几十年,去世之后才发现。罗巴切夫斯基引入可以引最少两条平行线为新的第五公设,创立双曲几何。黎曼引入一条平行线也不能引创立了椭圆几何。非欧几何在目前的建筑、测绘方面都有应用。

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非欧几何和欧式几何两种彼此矛盾的几何的存在,以及后来的四元数,让数学家们开始怀疑,数学是否代表了上帝的意志,或者,他们的发现是否正确。也就是说,真正的第三次数学危机,在非欧几何创立之初就蠢蠢欲动。

而罗素的理发师悖论,犹如投入深水里的炸弹,彻底引发了数学基础的讨论。数学家们意识到数学基础的脆弱。恍若一幢高楼大夏,雄伟壮观,而它的地基却摇摇欲坠。

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