一位数学家正在删除数学的根基。他声称无穷是"完全胡说",就像信仰上帝一样——诱人但不可观测。更激进的是,他认为连那些大到写不出来的数字也该被怀疑。
谁在挑战两千年的数学共识
多隆·蔡尔伯格(Doron Zeilberger)是罗格斯大学的长期教授,组合数学领域的知名人物。他看待窗外世界的方式与常人不同:别人看到连续流动的现实,他看到的是一台离散的机器,像翻页动画那样一格一格跳动。
蔡尔伯格将信仰无穷比作信仰上帝。"它迎合我们的直觉,帮我们理解各种现象,"他说,声音沙哑,仿佛已经厌倦了重复这个观点,"但问题是,我们无法真正观测无穷,所以无法真正说它是什么。"
在他看来,黑板上延伸向远方的线条、证明中那些暗示性的省略号,都是"非常丑陋"且虚假的。无穷可以被 scrubbed out(彻底清除)——"你真的不需要它。"
没有无穷,微积分还能运转吗
蔡尔伯格的答案是肯定的。数学家可以构造一种完全剔除无穷小极限的微积分形式。曲线看起来光滑,实则隐藏着细粒度的粗糙;计算机用有限位数处理数学,运转良好。
他甚至给自己的电脑取了名字——"Shalosh B. Ekhad"——并将其列为论文合作者。这台机器代表着一种务实精神:能算出来的才算数。
删除无穷会损失什么?蔡尔伯格的回应毫不留情:那些"根本不值得做"的数学。
数学界的激烈反弹
绝大多数数学家持完全相反的立场。对他们来说,无穷不仅有用、自然,更是数学的核心根基。
将数集(如整数)视为实际的无穷对象,这一做法嵌入在最基本的规则和假设之中。即便数学家不愿把无穷当作实体来思考,他们也承认序列、形状等数学对象具有无限增长的潜力。两条平行线理论上可以永远延伸;数线末端总能再添一个数字。
蔡尔伯格拒绝这种"原则上可能"的思维方式。他看重的是实际可行性。这意味着,不仅无穷本身可疑,连极大的数字也在怀疑之列。
他举了"斯奎斯数"(Skewes' number)的例子:$e^{e^{e^{79}}}$。这是一个大到没人能用十进制写出来的数字。我们真的能对它说什么吗?它是整数吗?是质数吗?自然界中存在这样的数字吗?我们能把它写下来吗?
问题悬在那里,像是对整个数学抽象传统的质问。
这场争论的真正 stakes
蔡尔伯格的挑战触及一个深层张力:数学究竟是发现还是发明?是描述一个独立于人类的抽象王国,还是一套受限于人类认知与计算能力的符号系统?
他的立场极端,但并非无的放矢。计算机科学的发展让"可计算性"成为核心议题;物理学中,量子引力理论也在探索时空是否本质离散。蔡尔伯格的"有限主义"像是一面镜子,照出数学基础中那些通常被默认接受的假设。
判断这件事的重要性:它迫使我们追问——当一种数学既不可计算又不可观测时,它是在拓展理解的边界,还是在建造空中楼阁?蔡尔伯格的电脑合作者或许是个玩笑,但它象征的务实转向,正在从多个方向重塑数学与现实的连接方式。
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