登陆注册
8941700000025

第25章 卡特·哥德尔

他旋动数学的透镜注视着数学本身,偶然间他发现了著名的“不完全定理”——它像—

支锥子穿透了形式主义的心脏。

1906年卡特·哥德尔生于布伦城,那时布伦是奥匈帝国的领土,现在它属于捷克共和国的一部分。他的父亲是一家纺织厂的经理,喜爱逻辑学和进行推理,他的母亲则一直提倡对自己的独生子要尽早教育。10岁之前,哥德尔一直在学习数学、宗教和好几种语言。到25岁时,他已经提出了被许多人认为是20世纪最重要的数学成果的“不完全定理”。1931年……哥德尔提出了他的发现,引起了人们的震惊和迷茫。它表明,世界上最著名的数学家的将近一个世纪的努力是注定要失败的。

为了对哥德尔的理论表示赞赏,去理解那个时代数学怎样被感知,是一件残忍的事情。

多少个世纪以来,人类处于典型的泥水不分的混沌状态,那时人的模糊直觉和明白无误的逻辑思考是搅和在一起的,直到19世纪末期,数学才终于有了发展。所谓的形式体系被设计了出来,就像从树干上长出了枝丫,定理从推论公理中生了出来。形式体系表明,得出定理的过程必须从某个地方开始,并且这个地方一定是存在公理的地方,它们是原始的种子,是其他数学结论的源泉。

机械数学观的优点是它剔除了所有思考和判断的需要。只要公理是正确的叙述,并且只要推理的法则是正确的,数学就不会出轨,谎言就不会轻而易举地得逞。

为了发挥标准数字、加号、括号及其他符号的优势,人们经常把文字叙述写成用一系列符号表示的形式体系。但是,那时这些符号并不是数学的一个必要特征。虽然文字叙述同样被用来表示李子、香蕉、苹果和橘子,然而那时候,数学叙述(由任意符号构成)越来越明显地成为数学的一种单纯的精确的结构模式。

很快,少数几个有远见的人物开始懂得了数学叙述的特点,哥德尔即是他们中的佼佼者……这种看待事物的方式打开了数学的一个新的分支学科——抽象数学。常用的数学分析方法是与抽象数学的模仿一萌芽阶段相联系的,这一阶段形成了形式体系的本质——数学本身被假设为抽象数学的原始样本。这样数学就像一条自食的蛇一样又扭过头来盘住了自己……

哥德尔表明,怪异的结论恰恰来自用数学透镜观看数学本身时的聚焦过程。理解这一结论的方法之一就是想象在一颗遥远的行星上(比如说火星),所有用于写传奇作品的符号碰巧是我们平时用的0~9的阿拉伯数字。这样,火星人将会在他们教科书中讨论一个著名的发现,他们会发现地球上的我们与欧几里德有关,而同时我们会说:“他们的作品中有许多素数,”他们写的东西则像这样:“8445329844508787866873070005766619463864545067111.”对我们来说它像一个46位的数字。而对火星人来说,它根本不是数字,而是一句陈述语。的确,对他们来说,他们写的这些素数代表着34个字母,6个单词和几行话,就像我和你应用英文字母一样。

现在让我们来想象着讨论一下所有的数学定理之间存在的普遍属性。如果我们查找火星人的教科书,我们看到的所有定理都只是纯粹的数字而己。因此我们可能创造出一条复杂的定理,以分辨哪些数字可以出现在火星人的教科书中,而那些数字从不在那儿出现。当然,我们不愿意谈论数字,而更愿意谈论那些形似数字的符号链。并且,或许对我们来说……让我们忘记这些符号链对火星人的意义,而仅仅把它们看成是古老的数字,这并不是一件容易的事。

通过这一简单的换位透视法,哥德尔找到了更深奥的力法。哥德尔的方法是去想象着研究什么能够被称为“火星人创造的数字”(那些数字实际上是火星人教科书中的定理),并且他试着提出诸如此类的问题:“8030974是否是火星人的创造?”这个问题的意思是,像“8030974”这样的叙述会不会在一本火星人教科书中出现?

哥德尔仔细思索着这一超现实的数字构成,很快他发现这种“火星人创造”的专用数字并不是完全区别于我们熟知的“素数”或“奇数”等概念。这样一来,地球范围内的数字定理便能够处理诸如“哪些数字是火星人创造,哪些数字不是火星人创造”或者“是否有无限的非火星人创造数字”等问题了。很可能高等数学教科书(在地球上的)已经包括了关于火星人创造的数字的全部出处。

就这样,在数学史上最敏锐的洞见之一里,哥德尔设计出了一句惊人的陈述:“X不是一个火星人创造的数字。”这句话中的x就是:当“X不是一个火星人创造的数字”陈述被译成火星人的数学概念时所表示出的数字。仔细想一下这句话,直到你明白它为止。被翻译成火星人概念的“X不是一个火星人创造的数字”这句陈述,对我们来说将是一串巨大的数字链——一个很大的数字,但是,这串火星人的书写正是我们要找的X(这句叙述本身所谈及的X)。说起来太曲折,的确这真够曲折的!但是曲折正是哥德尔的特长——曲折就在空间结构中,曲折就在原因中,万事万物都是曲折的。

通过把定理想成符号模式,哥德尔发现,用“形式体系”表示的陈述不仅能够阐明它自身,而且能够拒绝它自己的理论来源。数学中存在的这一纠缠不清的潜在结果,对火星人来说是一种巨大的非同寻常的悲哀,为什么悲哀呢?因为火星的人们——像鲁塞尔和怀特洛德——早已全身心地希望,他们的形式体系会抓住数学的所有真实陈述。如果哥德尔的陈述是正确的,那么它在他们的教科书中将不会被当成一条定理,并且它将再也不会出现在他们的教科书中——因为哥德尔的陈述已经表明它本身是不可能的!如果它的确在他们的教科书中出现了,那么它对它本身将是错误的又有何解释呢,并且有谁,即使是火星人,会想要一本提倡错误和提倡正确一样多的数学教科书呢?

所有这一切的结果是,一直被保持的形式主义的目标只不过是一种幻想。所有形式体系表明是不完全的,因为它们本身就能够表明他们自己是无法得以证明的。并且,据说1931年哥德尔提出的“数学的不完全性”也说明了上述观点。事实上,不是数学本身是不完全的,而是任何试图用一套有限的公理和规则去抓住数学的所有事实的形式体系都是不完全的……对于你来说,这一结论可能并不会给你带来震撼,但对于20世纪30年代的数学家们来说……它结束了他们的整个世界观,并且数学自此将面目全非了。

哥德尔1931年写的文章也产生了其他的影响:它发明了循环函数理论,它成为今天计算机理论的重要基础理论之一。确实,在哥德尔的文章的核心部分,写下了为创造出“火星人创造”的数字而制定的复杂的近似计算机程序的内容,并且这一“程序”是用极似Lisp的程序语言的形式写下的,而这一语言在将近30年后才得以开发。

哥德尔这个人和他的理论一样古怪。1939年,他和他作为职业舞蹈者的妻子艾蒂丽逃离纳粹德国并且前往普林斯顿。在那里,他与爱因斯坦共同在高级研究所任职。在晚年,哥德尔成了病菌传染方面的妄想狂患者,他强制性地一次又一次地洗净自己的餐具,带着露有双眼的滑雪面具到处乱跑,一时间他成了臭名昭著的人物。72岁时,他因为拒绝进食而死于一家普林斯顿的医院里。正如形式体系的威力注定要不完全一样,生活也是不完全的……也正如形式体系的复杂性注定要灭亡一样,每一个人都有自己独特的生活方式。

同类推荐
  • 威震东北张作霖

    威震东北张作霖

    历史上的张作霖究竟是一个十恶不赦的恶棍,还是一个大义凛然的爱国将领?时至今日,恐怕我们都难以给出一个准确的评价!因为历史人物就是这样,很难用一两个词语就概括其一生,尤其是在那段黑暗混乱的北洋时期,外有列强虎视眈眈,内有大大小小的军阀合纵连横,生在那个时代,能活下去已经不易,还能活得风生水起叱咤风云的,简直就是一个奇迹。笔者不敢以己之昏昏,而欲使人之昭昭,只能在史海中拾取历史的碎片,尽量还原真实的历史,至于评价,留待后人吧!
  • 此生注定爱就是痛:萧红别传

    此生注定爱就是痛:萧红别传

    本书讲述了一个天才女作家对苦难生命深深的悲悯,一个命薄如花的女性对爱与温暖的深深渴望。她既率真倔强、无畏坚强,又多愁善感、纤柔脆弱,她不能忍受没有爱的日子,从一个爱人到另一个爱人,她品尝过爱的欢欣和温暖,但更多的却是无边的挣扎与苦痛。她遇到过很多男人的爱,可却没有一个真正心疼怜惜懂她的爱人。呼兰河流淌着她的童年,浅水湾聆听过她的叹息。从异乡到异乡,她一生经历风寒,用生命书写传奇。短暂的一生如彗星划过夜空,明亮热烈而又孤独凄凉……
  • 李国文说帝王将相

    李国文说帝王将相

    以春秋战国到清末历朝历代著名的帝王将相作为抒写对象。帝王的聪昏周期率、宫廷喋血、将相的作为与专权、腐败贪官的触目惊心……历史钩沉,广征博引,文笔老辣,入木三分。浓缩了帝王将相历史,读之大开眼界。
  • 皇太极传

    皇太极传

    皇太极的一生基本是在与明朝的作战中度过的,称得上是一位马上皇帝。他在政治、经济、邦交等各方面都有相当的建树。本书作者在详实资料的基础上进行了艺术加工,将皇太极的一生呈现在读者的面前,读来引人入胜。
  • 千古一帝——秦始皇

    千古一帝——秦始皇

    《千古一帝——秦始皇》中优美生动的文字、简明通俗的语言、图文并茂的形式,把中国文化中的物态文化、制度文化、行为文化、精神文化等知识要点全面展示给读者。
热门推荐
  • 完美隐婚:腹黑老公有点坏

    完美隐婚:腹黑老公有点坏

    云水城谁人不知,温家三公子是个花花公子,更是传闻温家三公子有断袖之癖,年过三十没有结婚,是因为他的心里藏着心头好。乔木槿更是没有想到有一天她会和这样一个有着断袖之癖的男人有了关系。只因为一个意外,从此以后。她是他的妻,他是她的夫。而他明明是温家的三公子,却偏偏隐瞒自己的身份,没房没车没存款,就连老婆手上的戒指都是租来的。婚后,他跟着她挤在她的出租房里,白天混吃混喝,晚上混睡还是混睡。一言不合就撒娇。直到有一天他被媒体拍到带着女伴出入温家大院,她挺着八个月的肚子威胁他:‘温齐越,今天你要是不给我交代清楚,休怪老娘把你扫地出门!”
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 我在向往讲故事

    我在向往讲故事

    这就是一个活了不知道多少年的老怪物,在向往的生活里给那些来来往往的人讲故事的故事
  • 极品女仙历劫手札

    极品女仙历劫手札

    请不要在作者的文下提到其他作者的书,以免引起不必要的纠纷,谢谢大家!求问:道侣不务正业,迷恋灵器法宝肿么破?高舒夜:护体天衣、流光盾、七星簪、双龙抹额。对了,师妹把这个衍天甲也带上!石璿:师兄,我有一剑在手,天下皆可去得!高舒夜:师妹,用这个噬天吞魔雷。保管一颗下去,叫他全家归西!石璿:……师兄,法宝灵器皆是外物,不可迷恋!还有,他全家就剩他一个了。L:我是撸主。谢谢大家的关心!八过,不用出主意了。突然发现,道侣还是很有担当哒!石璿:师兄要小心,此处十分凶险。高舒夜:那师妹跟在我后面,我来探路!石璿:师兄,我已……无力再战。高舒夜:别怕,我在!
  • 流光细雨乱华年

    流光细雨乱华年

    逃去国外五年,齐嘉人刚回到凌家立马就被凌书桓压在洗手盆。他目光里带着抓到猎物的激动,吞了吞唾液:“你终于回来了?”齐嘉此时丝毫不退缩,与他对视,淡淡的说:“把我放开!”--情节虚构,请勿模仿
  • 极东之地

    极东之地

    他,活泼开朗又谨小慎微;而他,不苟言笑又长驱直入。他与他,在这最接近东方的城市,仰天,呐喊,笑语,欢歌,形成千千万万分之一的缩影。完全bl向(ˇ?ˇ)
  • 活法的读后感

    活法的读后感

    《活着》这本书虽然简短,但是包含了很多的人生哲学,并且是可以实际操作的,在阅读完这本书之后,我深深地被震撼到了
  • 人群中的你我

    人群中的你我

    生活平平淡淡,有千帆过尽的从容;生活轰轰烈烈,有因为之处的美好。
  • 校园的异世界

    校园的异世界

    我,叫叶宸。一个普普通通的男孩。我有喜欢的人,但我,没有勇气告诉她,我爱她。我,叫叶宸。只是一个成绩差,不会打架的怂包。我的朋友很少,我的一切都微不足道…我太普通了……哦?异世界?另一个平行时空的我?那能改变我什么呢?校园之巅,我,叶宸!毅然登上了顶峰!
  • 元素之主

    元素之主

    这里是元素的世界,一场灾难改变了世界上的空气,人称为‘元素’人们通过元素掌握强大力量,畜牲得到了进化,变成了妖物,产生灵智,与人类的战争开始了。而更危险的灾难也在酝酿中……