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无名之辈的瞎想

数学是个奇特的学问,总有很多问题困惑我。迫于各种压力,接受各种结论,并不明不白地使用,很多时候是糊里糊涂应用。而这样的接受和应用,似乎有时候对,有时候又错——这使得自己很反感所学的数学,怀疑所学的数学,因为数学定理/问题(或如数学家所声称)应该总是确定的,即要么是对的,要么是错的,不可能有时候对,有时候错。

有一个例子,无穷小与0的关系。有些时候,无穷小=0,比如概率论中,我们说“连续型随机变量”取单一确定数值的概率是0,其实这个概率应该是无穷小,但是我们说这个概率就是0;有些时候,无穷小<> 0 (不等于0的意思),比如一个数可以除以无穷小,而不可以除以0 (因为我们定义除法的时候,把除以0的情况排除,说这种情况没有定义)。这种情况似乎违背数学的逻辑,也即违反数学的游戏规则,就像制定法律的统治者自己违背法律而要求他人相信法治。

多学点、深钻点后发现,所谓的数学公理,其实也是一种假设,即英文里的assumption,用“公理”这个词有失公允,甚至带有类似以次充好的欺骗性(以所谓“合理的假设”顶替“公理”的名称)。例如,有了欧式几何公理(其实是“直线没有宽度”、“平面没有厚度”等假设),才有了勾股定理。在很早以前,勾股定理就已经被发现,但只是一小部分人发现,后来才大家被接受。但为什么只有“少数几个人”而不是“大多数正常智商的人”发现勾股定理呢?究其原因不在于定理本身有多难,而在于对欧式几何定理的认识,或者说对欧式几何假说的认识。这些假说,乍一看是很违背于实际的,每个具有直线状的线状物体都宽度,每个具有平面状的面状物体都有厚度,我们怎么可以想到要假设直线没宽度、平面没厚度呢?但是,为了计算的准确性,欧几里德提出了这些假说,因为从经验出发,我们总可以找到更细的直线物、更薄的平面物,如果一直找下去那么就可以找到任意细、薄的线和面(能不能一直找下去,其实有疑问,但是,从经验讲,似乎又可以!)。我想,这里面就有了“极限”的思想,如果没有追求极致的理论追求,也不会有欧式几何的出现。所以,学数学,不应该追求“勾股定理”,而应该想想为什么要“欧式几何假说”!所有数学结论的神奇都始自它的起点,即数学公理(其实就是数学假说,只不过这个假说比经济学等其他学科假说要科学很多!)!所以,过于死记结论,都不会领悟起点假说的神奇,永远被牵着鼻子,做别人的跟屁臭,要么迫于大牛的“淫威”,要么自我欺骗,假装自己懂。

学问是一件耗费精力的事情,也是件太难的事情,一言总难尽!有一些问题,怎么想也不一定能想明白,比如:

  • 无理数可以无限可分下去,但是物质呢?按现有知识,物质可以分到分子,分子可以再分到原子,而原子好像可以再分下去成夸克,至于夸克能不能再分就不知道了。如果夸克不能再分,那么世界有最小单位,而无理数无限可分性的假设是不是不合理?又如果夸克能再分下去,而且可以继续一直分下去,那么这中可分性又与无理数无限可分性是什么关系呢,又与实数的连续性什么关系呢?

  • 撇开上面的问题,实数是不是真实存在着呢,就像有理数是不是真实存在着呢?我们可以很容易认为自然数存在,1,2,3,4,5,6,…但是自然数无限增长这种事情,也不是容易被理解的,或许勉强一点可以理解。加以解释一下,0可以理解,负数也可以勉强理解。但是,像1/3这种数,在现实中是找不出来的,刻度标出来的都是近似的,√2 也只能被近似出来;再远一点,任何一个复数也是找不出来的,比如1+2i在现实中没有对应物。从这些现象出发,是不是可以把现实中没有对应物的数理解成方便数学运算的“中间物”,借助这些虚拟的“中间物”可以方便地算回到实际存在的数,或者算不回的时候结果只表示一种数学逻辑物?

今天是2015年4月1日星期三,愚人节,也是念博士期间的忙碌的一天,忙碌的甚至无暇其他,但是,这些缠绕的困惑还是促使自己写下了这可能有点乱的文字。

愚人节,你愚了吗?