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数学的“无用”

已有 9350 次阅读 2009-11-5 08:27 |个人分类:数学|系统分类:科研笔记

 
 
50年前,华罗庚先生在《人民日报》发表了一篇文章,题目是“大哉数学之为用”,而他的剑桥老师哈代却总是认为“真”数学是“无用”的。不管怎么说,很多学数学的人,都不是为了用才学的。
 
说得坦白一点儿,科学家做科学,首先在于“好奇”(intellectual curiosity),然后觉得“体面”(professional pride),而最终可能赢得“名声”(desire for reputation)。在纯情的数学家哈代同志看来,数学确乎是满足这三个条件的最佳选择。如今很多人在追求后两样东西,可惜缺了最重要的好奇心(哈代说,“缺了它,其余等于零”),所以大学毕业生在失业越来越多的今天也懒得选择数学为职业。
 
其实哈老师的话还可以说得更“通俗”一点儿:最没功利的“纯”数学家其实在追求最大的功利,因为“如果你有钱投资的话,数学的名声有着最保险、最稳定的回报。”而数学家对名声的失落,也可能“耿耿在梦”——据说罗素做过一个“可怕的”梦,梦见他的《数学原理》被图书馆的管理员取下书架,归入没人读的废品堆。
 
抛开这些“不那么纯的”动机,数学本身才是真正的“纯”。哈老师认为,数学是“无害的”、“持久的”,更是“美的”。“数学无用论”是哈代最“纯真”的观点。
 
数学“无害”,这个概念的根源可以追溯到柏拉图时代,尽管他后来的哲学家都尽可能地远离了数学。1939年,怀特海在哈佛大学发表“数学与善”的演讲(他自认为这个演讲代表了他的“最终哲学观点”),认为“研究有限模式的”数学与善和恶的研究有着密切的联系,也就是数学在追求柏拉图式的“理想”,这是数学的本质。
 
当然,哈代说的“无害”更体现在数学的“无用”。本来,“现实主义”的数学家完全可以做点儿顺水人情,说那些看似没用的东西也许非常有用;即使当时没用,未来也可能有用。但哈代的“纯情”,反令他更夸张地宣扬他的“无用观”:不是一时找不到用,而是根本“无用”。在他看来,数学的“无用”似乎是珍贵无比的品质。换句话说,他的观点可以用数学命题的形式来表达:不存在数学的“用”;或者,不存在真数学的“用”。什么是真数学呢?就是没用的数学。最美的数学都是那些“没用的”数学,因为没用,所以也不会被滥用,不会带来灾难。据他的学生维纳同学回忆,“哈代对数学的应用,特别是在工程和战争的应用,是非常反感的。”哈老师把这种反感过分地“扩张”了。(几年之后,他应该知道一般认为“最纯的”数论竟然在那场世界大战中发挥了那么巨大的作用,但我们没有看到他对自己的观点有什么修正。)他认为应用数学是数学中没有美学趣味的部分;即使美的数学,发挥作用的也是美以外的东西。更难听的话就是,应用数学是丑的(ugly),平庸的(trivial),乏味的(dull)。
 
数学的“无用”也不是哈代个人的感觉,但别人多半儿不会从“无用”生出莫大的优越感。我们知道一生致力于“用”的爱迪生就特别厌恶数学;即使哈代惟一称赞的那位两样(数学和文学)都好的前辈帕斯卡(Pascal),也因为感觉数学的“无用”而生了厌倦。他1660年8月10日给费玛(Fermat)写信说:  
随便谈到数学,我觉得它是对精神的最高锻炼;但同时我又觉得它是那么无用,令我觉得一个纯粹的数学家跟一个普通工匠没什么差别。我也觉得它是世界上最可爱的职业,不过仅仅是一个职业而已;我也常说学数学是件好事,但不能费太多气力:所以我不愿为数学多走两步,我想你也会深有同感。  
今天绝大多数人拒绝“纯”数学,恐怕也有这个心理。
 
当然,哈代所说的“用”,主要是说数学对物质满足的功用,即对普通的“幸福”和“安慰”的功用:  
如果“有用的”知识……说的是那些可能有助于人类物质的满足知识,而不在乎智力的满足,那么大多数数学都是无用的……那么阿贝尔, 黎曼和庞加勒都虚度了年华,他们对人类的贡献也就微不足道了,没有了他们,世界还是一样的乐土。  
至于数学的社会影响,为数学普及有过巨大影响的Hogben(哈代的校友)说“离开了数学知识……我们就不可能规划合理的社会……”,可哈代却说Hogben的数学不过是“学校”数学,“他几乎没有任何‘真’数学的认识”。怀特海比Hogben当然高明多了,他是哲学家,也懂“真”数学,还与罗素一起写了几大卷连真数学家都不大读的《数学原理》。可是,他所说的对“社会组织”和“个人爱好”有“巨大影响”的数学,在哈代眼里也仍然是Hogben的数学,不是“真”数学。说到底,一切有用的都不真,而“真”数学一定是“无用”的。
 
有趣的是,哈老师在数学生涯的开始(1908年),就给权威的《科学》杂志写过信,“应用”数学解决了显性和隐性基因特征在种群的分布。他也许认为那无关紧要(大概那也不属于“真数学”),然而它是群体遗传中的一个重要原理,即著名的Hardy-Weinberg平衡原理(德国医生W. Weinberg在同年独立发现了这个原理):在随机交配的大种群中,显性基因与隐性基因的比例在后代保持不变。它的思想意义在于肯定了自然选择是进化的首要机制;在实践中,医学家现在还拿它来预测婚姻产生缺陷后代的概率。而且,它还能帮助我们评估环境的放射性是否能产生有害的基因突变。
 
数学界从来就有“纯粹”和“应用”两派(当然也有中间派)——甚至柏拉图时代就在区分平民数学和哲学家的数学了。现实是,纯数学也有用,而应用数学也优美。如果还怀着哈代的“数学美”,我们就要眼睁睁地看着原本美好的东西越来越多地堕落为平庸。如果今天还要区分应用与纯粹,最好的标准也许要在心理学去寻找:应用数学家努力要把纯数学“拉下水”,而纯数学家还悠闲地躺在漏水的船上。
 


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