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发表于 2015-3-22 11:39
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数学复兴宣言(续)
所有学科都是把自己当做相对真理,唯独数学以绝对真理的形象出现。数学的绝对不是因为我们可以处理无穷,而是因为逻辑的绝对,人类对数学公理的理解是一致的,所以数学是统一的,没有意识形态的对立。任何一种革命都不能分割数学。数学不是一种权宜之计,数学贯穿人类的终点。数学是科学的神父,对科学(特别是对哲学)有着宗教般的救犊。数学历史的进程不会是一条直线。总是曲折地向前,一些小人物以弄潮儿的身份改变着数学的路线,数学也以这种方式自我校正,自我改革。
任何个人专制无法进行,自上而下一厢情愿的成果总是短命的,数学是由数学共同体认可的。与之对应的是一个小人物也可以利用规则或者反例轻而易举的推翻一个大多数人已经认可的事实。这使得数学让人们感到震惊。
一, 数学规则的威严是任何力量无法抗拒,这是因为数学的层次。
第最高层次就是美学层次。
数学的美,就是:
1,在定理上的美就是流畅,没有解释上的困难,一切从定义出发,没有必要添加新的定义。如果作者创造了新的概念才能对命题证明,新概念必须符合专一性,精确性,可以检验性的标准。
2,在公式上的美就是一看就明白,能够明确告诉人们公式表达的什么,输入一个变量,人们可以知道自己要的答案。
3,在计算上的美就是可以非常精确,尽可能接近人们理想的数值,或者产生奇妙的结果,例如“e”和“π”。
4,在图像上的美就是可以解决没有图像时造成的朦胧,使人一目了然。
5,在思想上的美就是产生震撼,产生意想不到的惊奇,可以用简单的逻辑概括复杂事物。
6,在命题(猜想)上的美就是产生一种容易看得到,却不容易得到,并且这个猜想具有极大的归纳,概括了许多没有解决的问题的钥匙。
7,在理论上就是可以把极端抽象的内容与现实非常精确地融合,上升到足以产生新理论的预期,例如黎曼几何,为相对论奠定了基础。
二,数学规则次级层次就是第二个层次规则是最基本的规则。不得违背。
1,证明对象必须是普遍概念和单独概念,不得对集合概念进行所谓“证明”论题必须清晰明确。
2,证明方法必须是正确的演绎证明(数学归纳法必须在可以统一这个普遍概念的全部元素对象的公式下,没有统一公式的数学归纳法无效)。
3,论据必须是正确的,不得引入非逻辑前提。
4,不得使用模糊概念,就是说概念必须是唯一的解释,不能有歧义(例如所谓“殆素数”,“充分大”等严禁使用)。
5,所有结论必须是可以操作的,就是说,证明得出结论以后,通过这个结论计算,人们可以知道结果,而不会出现互相矛盾的结果。
6,结论必须是全称的,特称结论一律无效。
三,为什么要有基本规则?
这是因为科学(数学)本身的层次。
第一个层次也就是最低层次,叫做科学事实,通常表述方式是:有些A是B.。例如“有些相差2的奇数是一对素数”。
第二个层次叫做科学(数学)概念,是反映对象的本质属性的思维形式。人类在认识过程中,从感性认识上升到理性认识,把所感知的事物的共同本质特点抽象出来,加以概括,就成为概念。表达概念的语言形式是词或词组。科学概念,特别是数学概念要求更加严格,至少必须具备三个条件:专一性,精确性,可以检验。例如:”孪生素数“就是一个数学概念。
第三个层次叫做科学(数学)定理,是对科学(数学)概念添加了某种属性,或者说,科学(数学)事实经过了严密论证以后,才能成为一个数学定理。表述方式就是:“一切A是B”。例如“孪生素数对有无穷多”(当然还必须证明以后)。
第四个层次叫做科学(数学)理论,把方法,公式,公理,定理,原理,组合成为一个体系叫做数学理论。例如“初等数论”,由埃氏筛法,公理(例如等量公理),定理(例如费马小定理),原理(例如抽屉原理,一一对应原理),公式等组成。
在逻辑证明中,第一个层次的数学事实无法突破到第三个层次,因为数学不承认数学事实,任何数学事实必须利用数学概念经过演绎证明才能算定理。这是因为数学面对的是无穷,在证实过程中,即使有无穷多个事实是A,还可能存在无穷个可能不是A.。
四,概念的种类:
1,单独概念和普遍概念
a,单独概念反映独一无二的概念,例如,“上海”,“孙中山”,,,。它们反映的概念都是独一无二的。数学中的“e”“π”都是单独概念。
b,普遍概念,普遍概念反映的是一个对象以上的概念,反映的是一个“类”,【这个词项的内涵由为了包含在词项外延所必须具有的事物的性质组成】例如:“工人”,无论“石油工人”,“钢铁工人”,还是“中国工人”,“德国工人”,它们必然地具有“工人”的基本属性。数学中的普遍概念例如“素数”,“合数”等。
数学证明的对象就是普遍概念和单独概念。
2,集合概念和非集合概念。
a,集合概念反映的是集合体,【这个词项的外延由词项所应用的事物集合组成】,例如“中国工人阶级”,集合体的每一个个体不是必然具备集合体的基本属性,例如某一个“中国工人”,不是必然具有“中国工人阶级”的基本属性。
b,非集合概念(省略)。
五,论题必须清晰,陈述必须严谨。
数学证明以一定的形式表现,它由论题、论据、论证三个部分组成。数学证明的规则,,也就是关于论题、论据与论证方式的规则。 一、关于论题的规则 关于论题的规则有以下两条: (1)论题必须清楚明确。 论题清楚明确,是证题的先决条件。论题不明确,含混不清,就无法进行论证。如果论题是虚假的,就不能去证明它是真实的。
.........。
现在我们看看世界上最丑的论题
陈景润将命题表述为“每一充分大的偶数是一个素数及一个不超过两个素数乘积之和”。
可以说是世界上最丑的表述。
“充分大”,指的是10的500000次方,是一个含糊不清的概念,是一个无法检验的数值。
“不超过两个素数乘积之和”意指“殆素数”(官方解释是“很像素数”)
张益唐“素数间的有界距离”
欧几里得证明了素数无穷多,任何两个素数之间都是有界的距离,这个论题没有告诉人们可以感兴趣的内容。
六,关于结论的表述
你完成一个数学命题的证明,你应该怎么样陈述才能清晰无误呢?有什么规定吗?数学定理的陈述必须严格按照语法
(一),怎样陈述
对科学(数学)结论陈述,有着明确的要求,就是应该严格按照语法要求,清晰地无歧义地陈述。
按照汉语习惯,主项在前,谓项在后。主项和谓项不得分拆成为几个部分。
例如:
“素数对有无穷多个”(A具有性质B,素数是主项,无穷多个是谓项,一切A是B,全称判断主项周延,肯定判断谓项不周延)
(二)
看看这是怎么样陈述:“存在无穷多个素数对,相差不超过70000000”。
主项是小于70000000素数对,谓项是无穷多。正确的方式应该说:”小于70000000的素数对有无穷多“。但是,作者没有证明这个命题,不敢说那一对是无穷的,只能颠倒次序,把主语非法(语法)分拆两个部分,一部分(素数对)放在前面,一部分放在后面(小于70000000的)。并且把谓项放在前面,,,这个就叫做语无伦次。是违法语法规则的。表明作者思维矛盾无法通过正确的语言表达。
语言的清晰表明思想的清晰,思想的清晰必然要通过清晰的语言完成。
七,再讲一下主项和谓项都含有量的涵义时的陈述
例如:“e是超越数”这个命题,主项是“e”是一个单独概念,谓项是”超越数“。谓项是性质判断。又叫判断的质,对思想对象所做的肯定和否定的判断。
例如”高斯类数只有9个“,主项是高斯类数是一个普遍概念,谓项是:有“9个”。注意:只有9个,既是判断的量(性质判断主项外延情况),也是含有性质判断,即是“有限”。没有必要加上量项“所有”,即没有必要 “所有的高斯类数只有9个”。
同样,”素数有无穷多个“,也没有必要加上量项”所有“,即”所有素数是无穷的“。
这是因为如果谓项的性质含有”量“的涵义,可以省去主项中的”量项“,省略”所有“这个词。
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