Mystic Horse: An Elegant Being分享 http://blog.sciencenet.cn/u/gl6866 中国社会科学院哲学研究所研究员

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格论小史

已有 2947 次阅读 2022-4-6 13:04 |个人分类:科研备忘|系统分类:科研笔记

在近世代数学中,格论是群论的重要组成部分。群论系法国著名数学家伽罗瓦(Galois) 于1890年创立。他提出了“伽罗瓦域”、“伽罗瓦群”和“伽罗瓦理论”等重要课题。而“伽罗瓦群”被公认为19世纪最杰出的数学成就之一。因此,研究格论要放在群论的大框架内。格论在解决群论的问题中已经成为“精力充沛的并具有光明前途的小兄弟。”它已经成为群论的一个子集。所以在近世代数中,只提群论、环论等。就连克莱因(Klein)四卷本的《古今数学思想》也没提到过格论,这也就不奇怪了。

 一般认为,格论是德国数学家戴德金(Dedekind)于1900年研究对偶集时发现的。后来经过学者的研究,在戴德金之前,施罗德(Schroeder)已经从数理逻辑的角度进行了探讨。施罗德去世后,米勒(Muller)编辑出版了其在1890到1905之间的《逻辑代数讲演录》鸿篇巨制。其中施罗德不仅详细的讨论了抽象代数,而且还研究了格论,也就是说,施罗德是第一位阐明格论的学者。布拉德利(Bradly)的《从皮尔士到斯寇伦》(2000)一书中提到此事。可以看到,格论首位发现者并非戴德金,而是施罗德。后来,戴德金在1900年研究偶集时发现格论时,施罗德已经去世了。但是,戴德金从数论的角度写了几篇文章后发现没什么反响。抽象到聋子的耳朵去了,他便不再从事格论的研究了。就连范德瓦尔登(Waerden)于1930年出版的二卷本《近世代数学》也没提到格论。此后几十年时间没人再碰这个题目。

后来,美国数学家美国数学家伯克霍夫Birkhoff),另辟蹊径,他根据1847年问世的布尔代数,于1930年创立的格论。现在凡是讲格论的书,总是连带布尔代数,将其称为“有补分配格”。布尔代数的“全”与“空”,与格论的“并”(上确界)与“交”(下确界)同构。1930年代的做了系列工作193845日,美国数学会曾召开了首届关于格论的研讨会。研讨会涉及3个主题,1格论及其应用;2格论结构群论中的应用;3布尔代数表达第三个主题与美国数学家斯通(Stone)于1936年的工作密切相关。他于1936年取得一项重要成就,现在叫“斯通氏布尔代数表达定理”。斯通定理对格论向拓扑学和范畴论的发展有很大的推进。

与伯克霍夫同从事格论研究的还有挪威数学家奥尔(Ore)。他的工作侧重于图论并对格论研究有一定的推进。他曾于1930年编辑出版了三卷本的《戴德金全集》,其工作受戴德金的理想论有较大影响。伯克霍夫于1940年发表了《格论》一书,让格论成为抽象代数群论中的一部分。伯克霍夫的这本书直到现在还是格论方面一本很好的入门著作。从某种意义讲,美国数学会于1938年召开的首届格论研讨会是对1930年代格论发展的一个阶段性总结。美国数学会又于1959年召开了第二届格论的会议。格论的应用方面在20年的时间得到了进一步拓展,成果也层出不穷。

布尔代数可以用布尔格表示,对我本人2010年代的工作提供了新思路。1989年,从中国科学院自然科学史所的董光璧教授送给我一本他刚刚出版的《易图的数学结构》开始,我就对其中易图的各种数学表达产生很大兴趣。后来来到哲学所工作,研究的主题又是信息哲学。信息哲学与计算机有很强的关联。我曾提出计算结构论,但那只是个提法而已,并没有具体证明这个理论。这时我又拿出《易图的数学结构》来看,从中受到极大的启发。莱布尼茨与来华传教士白晋有过通信,其中就提到二进制算术的问题。但莱氏的二进制算术与布尔代数无关,可是他却用01表示易图的阴阳爻。我马上发现,这一定是莱布尼茨的想当然的错误,无心插柳柳成荫吧。莱布尼茨那个年代,中国从来就没用阿拉伯数字。而且易图根本就不是二进制算术,更不用说用阿拉伯数字表示了。就连读写都不一样。阴阳爻是从下往上读,二进制算术是从左往右写。我国学界有人跟着说01就是阴阳爻,认为计算机源于中国。其实这在学理上经不起仔细推敲,站不住脚的。

既然莱布尼茨认为阴阳爻可以用01代替,而易图却不是二进制算术。如何将易图与布尔代数关联起来,便是我研究的侧重点。通过布尔巴基学派的结构主义使我顿悟。形与数可以相互转化,后来通过格论我的确就达到目的。写成相关文章并在各种场合讲过,反响很好,认为是对易学的科学研究的很大成果。后来经过仔细的修改和完善,于1997年我将这一研究工作写成文章,正式发表在《哲学动态》,题为“论先天易图与布尔代数的等价性——从格论的观点看”。此后我将这此成果进一步深化,提出“邵雍-莱布尼茨-布尔纲领”。这样就将布尔代数的根扎在中国文化的土壤中。香农1938年的那篇用到布尔代数的文章,“对继电器和开关电路的符号分析”与其1948年的“通信的数学理论”相辅相成,互为表里,成就信息论而改变社会。而我的这篇论文则可以说是对中国哲学也是很大的一个贡献。尤其是把先天易图与布尔代数联系在一起,易图的“乾”相当于格论的上确界(并),而“坤”相当于下确界()。如果逻辑主义说,数学的本质是逻辑,那我似乎也可以说数学的本质是结构。



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