关于证明的思考点滴

作者: 曹则贤

来源: 返朴

发布日期: 2019-10-07

本文探讨了证明在数学和物理中的重要性,以及提出值得证明的问题的能耐。同时,介绍了曹则贤的《惊艳一击》一书,并提供了购买信息。

成功证明一个数学或者物理问题搁在任何人身上都是了不起的成就。然而,证明首先要有值得证明的东西。找出庞加莱猜想、费马大定理之类问题的证明者,论智慧已是人中龙凤,但是比较而言,提出值得证明的问题才更见能耐,比如黎曼之于黎曼猜想,庞加莱之于庞加莱猜想。得到猜想不是靠瞎猜,而是靠在艰苦探索过程中等到的灵光一现。思想来自实践,伟大的思想来自伟大的实践。

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咬牙写完这30篇短文(《惊艳一击-数理史上的绝妙证明》),长吁一口气的时候,笔者也为在此过程中了解到的那些人物、学问、文献与轶事而感到心满意足。

40年前笔者第一次在平面几何的课堂上知道有证明这档子事,后来知道那个证明结尾的标志性缩写QED来自拉丁语Quod erat demonstrandum (thus it has been demonstrated),今天我想静下心来想想关于证明我知道些什么。

Quod erat demonstrandum的缩写QED出现在证明的末尾,我觉得该后接感叹号才对,它传达的有如释重负的感觉,也该有一份证明者气吞山河的自信。在我的心目中,QED和约翰逊(Samuel Johnson)的“I refute it thus(我就这样反驳)”,尼采的“Also sprach Zarathustra”,都是一样气势磅礴的宣言。

证明大概是这个世界上最有需求有时候又特别难办的事情。一个煮好了粥的小和尚,发现粥锅上面有一团掉落的灰,他怕师傅骂又舍不得糟蹋粥,于是把落灰的那些粥舀出来自己喝了。刚喝下去,师傅过来看到了,说小和尚煮粥时假公济私偷喝。小和尚如何能证明自己不是故意偷粥喝的呢?他无法自证清白,他师傅的怀疑也算合理,以今天的狭义相对论来理解,我们知道他喝粥的原因在他师傅的过去光锥之外。

数学证明的方式是多姿多彩的、多层面的。一般的数学证明,从一些自明的公理出发,证明就是个根据一套规则推理的过程,所以懂逻辑很有必要。这证明就是为了把认知建立在一块普适的基石上,基石动摇了,结论就完了。或者,基石动摇了,就得换一块基石,又能导出一片新天地。

科学的最终目标是人类思维的荣耀,有些证明的最伟大的价值就在于证明我们能够证明。证明除了有目标的不同,还有品味的差别。有些证明是令人信服的,但缺乏美感;有的证明却像是一首诗,给人带来心灵的愉悦。

本书提供了关于30个证明问题的简短介绍,素材多来自第一手资料,就是希望将少年英才们引入神奇的数学、物理世界,激起他们学习数学和物理的兴趣。作为引玉之砖,我也期盼本书能为教育者所青睐。天若佑中华,当不使吾国天才失教。

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