做数学最大的满足之一是,正如俗话所说,站在巨人的肩膀上。我们可以达到前几代人想象不到的高度。然而,大多数组合学的论文都是独立的,或者最多要求读者掌握少量的背景知识。这和代数数论中的定理形成对比。如果一个人从一个典型的本科教学大纲开始学习,可能需要几年后才能理解它。
对于一个刚刚获得菲尔兹奖的人来说(注:高尔斯在1998因组合学的研究获得菲尔兹奖),需要捍卫自己的兴趣似乎有些奇怪,但在描述了一个涉及拉姆齐数的问题之后,高尔斯写道:
我认为这是组合学的主要问题之一,我花了我生命中几个月的时间试图解决这个问题,但没有成功。但是我觉得写这件事似乎很尴尬,因为我意识到许多数学家会把这个问题视为一个技巧性的谜题,而不是一个严肃的数学问题。(p13)
通常有两种诉求可以保证一个领域的重要性,它与其他领域的联系,以及它的应用能力。但:
至于与其他学科的联系,组合学在概率、集合论、密码学、通信理论、巴拿赫空间的几何、调和分析、数论中都有应用……这份清单还在继续延伸。然而,当我写这篇文章的时候,我意识到这些应用中的大部分都不能给微分几何家留下深刻的印象,例如,他们可能会认为它们都属于数学中可以安全忽略的相当陌生的部分。甚至它在数论中的应用都是“搞坏了的”数论。(p13)
格林-陶定理(Green-Tao theorem),一个关于素数中包含的等差数列长度的定理,可能是说明这种“搞坏了的”数论的好候选例子,事实上,这就为金明迥(Minhyong Kim)提供了一个好方式来表达不同的数学文化的差异。他问道,以下哪一项更吸引我们?
1:关于等差数列中的素数的定理
2:关于素数中的等差数列的定理
前者是狄利克雷的结果,这是早期代数数论中理论构建者的话题。
这并不是说,在理论构建方面,所有“搞对了的”数论的理论结果都注定重要。事实上,费马大定理多年来就遭到了大量的谩骂。而正是幕后的成功活动引领了谷山-志村猜想的证明,而后者普遍认为是重大成就。因此,即使关于素数等差数列存在的结果类似地被谩骂,也可能会有一些普遍的结果潜伏在幕后。然而,根据高尔斯的观点,在组合学中,与其说是处理普适的定理,不如说是处理宽泛的原理。例如:
如果一个人试图在一定的约束条件下最大化某些结构的大小,而这些约束条件似乎迫使极值以某种均匀一致的方式散布,那么随机选择一个极值可能会给出一个好的答案。(p6)
范畴论没有在高尔斯的“组合学”中发挥作用并非偶然。如果一个人是根据对整个数学的影响程度来衡量数学实践的重要性,那么相比起理论结果和理论装置在各领域之间的转移(范畴论使之变得简单多了),也许有必要寻找更微妙的关系,比如说,什么时候我们能说:
领域A在精神上与领域B足够接近,使得任何擅长领域A的人都可能擅长领域B,而且许多数学家对这两个领域都有贡献。(p14)
似乎这种共同的“精神”可以表达为一种理念。例如,在陶哲轩的论文《结构与随机性的二分法,等差数列,以及素数》(The dichotomy between structure and randomness, arithmetic progressions and the primes, Tao 2005)中,他向我们讲述了他的许多工作中结构/随机性这一对理念的表现。这块领域对洛特芒来说会更有希望吗?
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