近日,北京大学2007级本科校友王虹、邓煜成为首批获得菲尔兹奖的中国籍数学家,王虹也成为菲尔兹奖历史上的第三位女性获奖者。
王虹、邓煜领奖现场
王虹与合作者证明三维挂谷猜想,并在调和分析和几何测度论的多个核心问题上取得突破;邓煜则从微观硬球的运动出发,严格推导出描述稀薄气体运动的玻尔兹曼方程。方向虽不相同,他们都在纷繁的现象背后,寻找可以推理、检验和证明的秩序。
王虹、邓煜获奖海报
这些成果距离日常生活似乎很远。对许多人而言,一想到数学,首先不是好奇,而是紧张:看不懂的公式、做不出的题,以及一次次考试留下的挫败感。
但我们害怕的或许并不是数学本身,而是那个只剩公式、演算和标准答案的数学。数学究竟是什么?它从哪里来?数学家为什么愿意为一个问题穷尽一生……
小北想向你推荐《数学对话录》《数学史》《数学的天空》这三本书,它们分别从数学的本质、数学的历史与数学的大问题出发,为我们打开三条不同的路径。
数学是什么:
从一场追问开始
菲尔兹奖章上铸有古希腊数学家阿基米德的头像。
两千多年过去,奖章上的古人和今天站上领奖台的数学家,仍被同一种问题意识连接:数学究竟是什么?它为什么能够进入现实?又为什么能够描述自然?
匈牙利数学家阿尔弗雷德·雷尼的《数学对话录》,正是从这些问题出发。他没有把数学写成一连串定义和公式,而是采用历史剧式的虚构对话,让苏格拉底、阿基米德和伽利略依次登场。三场对话分别讨论数学与抽象思维、现实实践和自然规律的关系。
《数学对话录》封面
它们不要求读者预先掌握复杂的数学知识,却会不断邀请读者加入追问:数学为什么值得研究?数学的确定性从何而来?数学的价值是否只能通过实际用途衡量?
苏格拉底:
数学何以值得研究
借苏格拉底式的“刨根问底”,一场风趣而不失深度的辩论,仿佛在圆形剧场的舞台中央展开:既然数与几何图形不是现实中的某一件具体物品,数学为什么仍能给出如此确定的知识?
于雷尼的笔下,古代数学的证明传统与哲学论辩共同显出理性推理的力量:从制造业、测绘业中的具体例子出发,而上达至纯粹真理的理念世界,数学的概念和抽象思维得以引领蒙昧的古人,将真理自神秘与传说的迷雾中挖掘而出,走向可公开讨论、可接受质疑的理性空间。
阿基米德:
数学发乎实践而不止于实践
到了阿基米德与国王的对话,抽象与实践被并置在战火焚烧前的沙地之上:几何与力学能够进入现实,帮助人解决具体问题,但即时的功用,并不是数学价值的全部。
在物质需要之外,人仍会追问现象背后的关系,仍会因理解本身而感到满足。数学既能回应实践,也能促人沉思,满足一种不以立刻得到回报为目的的求知欲。
伽利略:
数学如何成为自然的语言
伽利略与托里拆利的对话把目光投向万物的运动,俯瞰潮汐,仰望天体。数学在这里成为刻画变化、描述规律的重要语言。面对教会权威固步自封的枷锁,求索运动之真理的过程本身亦是一种向前的运动,在观察、实验与数学论证的往复中,人类文明的车轮得以滚滚向前。
三场对话合在一起,呈现出一个比“演算”更宽阔的数学世界:不需要预先掌握专门的知识,也不需要跟上严密的形式推导,我们便能看到在地图测绘的远方中,在抛物镜点燃的火花中,在浩瀚星穹的璀璨中,数学和与其相伴的抽象思维能力和理性论证观念,深刻地影响了人类文明的发展,使我们带着超越直接功利的求知欲,望向思想之镜里,那个被现代科学所照亮的未来。
数学从哪里来:
由各文明共同写下的数学史
《数学对话录》追问数学是什么,而要理解今天的数学为何成为现在的样子,我们还需要把视线放回人类文明的漫长时间。
卡尔·B.博耶与尤塔·C.梅尔茨巴赫所著的《数学史》,系统呈现了这段漫长进程。
《数学史(第三版)》封面
数学是人类思想中颇为独特的一个方面。新的数学成果常常不是把旧知识一笔抹去,而是在既有结果上扩展、重组与深化;旧有结论也往往在其条件和范围内继续成立。
因此,数学史不是一张由少数天才组成的名单,也不只是一个个理论轮番登场的编年表,它是一部不同文明共同写下的推理史。
这也体现在全书的组织方式中。叙事从地域与时期展开:古埃及、两河流域、古希腊、中国、印度、阿拉伯世界与欧洲,不同文明从各自的需要、方法和观念出发,共同参与了数学的创造。当知识逐渐汇流,叙事的重点又转向重要数学家的工作,以及代数、几何、分析等数学分支的形成与发展。
这种结构本身就映照着数学的成长:它从不同文明的局部创造,走向更为综合、多元而彼此联通的知识体系;它既是集体理性传统的积累,也因一个个独特头脑的突破而获得新的方向。
古埃及纸草书
从古埃及纸草书中的计算,到《九章算术》与算筹;从古希腊的几何证明,到近代微积分的诞生;再到计算机辅助证明等当代趋势,数学的发展从来不是一条孤立的直线。
新的数学催生新的科学与技术,新的工具和现实问题又反过来推动数学。不同地区、学科和时代的探索彼此交织,形成一幅不断扩展的知识图景。
许多今天写在教科书里的公式,都曾经是人类艰难迈出的一步。看懂数学史,我们才会意识到:一个看似简洁的符号背后,压缩着多少代人的观察、争论、失败与创造。
如果为这部数学史续写一页,2026年无疑会留下新的注脚。王虹与邓煜的名字,不只标记着一次奖项纪录,也提醒我们:数学史从未封笔。今天的前沿成果,终将进入明天的知识谱系;此刻的个人创造,也会汇入人类共同的理性传统。
数学向哪里去:
伟大问题如何改变数学
如果说《数学史》回望数学的来路,《数学的天空》则把读者带到数学研究仍在发生的现场。
全书前两章从数学的起源和数学家的故事写起,后三章集中讲述费马大定理、黎曼猜想与庞加莱猜想。这是数学史上最著名的三个问题:费马大定理与庞加莱猜想已经解决,黎曼猜想至今仍等待答案。
《数学的天空》没有采用百科全书式的平铺直叙,不止于依次介绍问题的条件、发展历程和解决经过,而是兼顾它们的历史背景、跨领域联系与现实应用。
书中既呈现数学家使用过的方法、走过的路径和探索的状态,也借助初等例子与大量图表,帮助读者理解抽象理论。导读、思考题与练习为继续深入留下入口,脚注还串联起150余位科学家以及重要概念和定理的来历。
黎曼猜想
数学研究很少是一条笔直通向答案的道路。一个伟大问题的意义,往往不只在最后的答案。它可能催生新的概念,连接原本分散的领域,也可能在一次次失败与改写中,训练人类重新组织知识。
费马大定理的证明,不只结束了一段延续数百年的等待,也推动了多个数学领域的发展;庞加莱猜想让人类对空间和形状有了更深的理解;黎曼猜想仍在吸引一代代数学家,因为它与素数分布以及现代数学的许多重要问题紧密相连。
这不仅仅是一本通识教育的教科书,它循序渐进的说理思路,借助大量图表配合阐释的风格,足以使其为一切希望了解现代数学的人敞开大门。在门后异彩纷呈的世界之中,读者得以看见对数学的追求何以“永恒”,几代人仰望求索的硕果又是怎样地悬挂在思想的天空。
走进这三本书,重新认识数学
《数学对话录》《数学史》《数学的天空》
分别从数学的本质、文明的积累和
伟大问题的研究现场出发,
打开了通向数学世界的三扇门。
如果你喜欢哲学式的追问,
想从“数学究竟是什么”开始,
可以先读《数学对话录》;
如果你想获得一幅系统、
宏阔的数学文明地图,
理解一个个公式和定理从何而来,
可以打开《数学史》;
如果你对著名难题、
数学家故事和现代研究路径更感兴趣,
《数学的天空》会是一条亲切的进路。
奖章只会颁给少数人,
但对世界提出问题的勇气、
循着理由思考的能力,
以及因理解而生的喜悦,
从来不应只属于少数人。
这也许正是我们在菲尔兹奖之外,
仍然值得走近数学的理由。
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观点资料来源:
《数学对话录》《数学史》《数学的天空》
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