愚风科普(2):数学的基础

人饥饿非因无饼,干渴非因无水,乃因不听耶和华的话。
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自然科学代表理性的精华,而数学被称为“自然科学的皇冠”。从十九世纪后期到二十世纪初,一些思想家认真开始反思一个问题:数学的基础是什么?这个问题实际上一直可以追溯到古希腊人欧几里德的著作《几何原本》
---第一个将数学从玄学和形而上学的杂烩中分离出来的公理体系。

两千年前的《几何原本》可以看作是自古至今所有硬科学的范本;这种结晶化的公理体系展现出理性的威力:从几个抽象的基本假设推理出非常不明显、却完全正确的自然命题。这里就产生了一这根本问题:既然所有结论都从基本假设推演出来,那么,基本假设是从何来的?如何知道这几个基本假设在逻辑上是相互独立的?如果它们对理论体系的构造和形式如此重要,我们又如何验证它们是最优化的?

欧几里德显然对自己所作的五个基本假设的来源不太明白,他仅仅指出它们是出於经验,就把这个问题留给后人。但是,随着牛顿等人将解析数学建立起公理体系,又创立了经典力学,公理体系渐渐成为科学理论的标准形式。这样,基本假设来源的问题越来越突出。

在十八世纪的科学进展中,特别有冲击性的一个事件是非欧几里德几何学的发现:原来基本假设可以被改变,只要改变一个,就可以推导出另一套完全不同的公理体系,即,非欧几里德几何。在尚未明白非欧几何实际意义的当时,这发现彻底打破了数学思想家的心理平衡。难道数学没有坚实的客观基础?难道数学只是游戏?难道现实世界可以被游戏描述吗?到了二十世纪初,统一数学基础的努力终於以四种互不调和的观点并立而告一段落。除了经验主义仍有信徒外,另外三种也被不同程度地坚持:罗素的逻辑主义,希尔伯特的形式主义,以及彭加勒的直觉主义。

由於这个问题一直到现在还留在那里,我们可以说,知识的根本来源并不仅仅是人类意志、理性、以及身体活动可以说明的。那么,在人类理性、以及身体活动之外,一定还有别的更根本的东西,能够为认识提供动力。其实,有两点至关重要:第一是作为绝对真理本体的上帝自己;第二是人对真理的信念。所以,圣经开门见神,神是明明可知的。智慧和科学,不过都是祂的普遍恩赐所发的光辉。


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