21世紀的數學
      “21世紀幾乎肯定會把數學再轉變為全人類的活動” 

      數學界普遍認為希爾伯特是歷史上最后一個數學全才,只有他能夠在1900年發表那著名的演講,提出了23個數學上有待解決的重大問題,對20世紀的數學產生了很大的影響。

      100年之后,已經沒有一位數學家能夠或者敢于為21世紀整個數學的發展指出方向,所以在2000年,國際數學聯盟組織了來自全世界的30位數學精英,集體撰寫了《數學:前沿與展望》一書,希望該書能夠從總結20世紀的數學中指出21世紀數學發展的一個大致趨向。 

      但該書在前言中就指出,此書還是有不少遺漏的地方。此書指出的方向有多少是正確的,有多少錯誤的,到時候才會知道。人非神仙,誰能料事如神?就是希爾伯特的演講,經100年的實踐檢驗,也被證明有較大的失誤。 

      在歷史上,對數學應如何發展,一直存在兩種不同的意見。著名數學家 龐加萊認為,數學離開物理就會走入歧途,物理學不僅迫使人們面臨大量的數學問題,而且能影響我們朝著夢想不到的方向前進。而另一位數學大師希爾伯特則認為,數學的發展主要是由于數學自身產生的問題,并提出一些他 認為對數學有重要影響的數學本身的問題,即著名的希爾伯特23個問題。這使得以后許多數學家沉湎于尋找這些問題的答案。

      阿迪雅(前英國皇家學會主席,三一學院院長,牛頓研究所所長)認為,20世紀下半葉數學的發展已經回歸到“更多的龐加萊精神。強調幾何的思維,甚至在代數與數論的領域也是如此。”我認為這是21世紀數學發展總的趨向。然而這僅針對基礎數學而言。20世紀中數學已滲透到人類活動的許多方面,如物理學、化學、生物學、工程學、計算機科學、經濟學、控制論、決策理論……難以盡列。日本大企業喜歡從大學數學系的畢業生中招聘管理人員,認為他們有邏輯的頭腦,而邏輯思維在企業管理中是至關重要的。國際上,曾有好幾位國防部長(包括美國的)是數學系畢業的。

      阿迪雅說,“21世紀幾乎肯定會把數學再轉變為全人類的活動”,這是有根據的。

      能否把21世紀數學的趨向說得更具體一些呢?這是大大超出我的能力所及。《數學:前沿與展望》是組織了30位最著名的數學家寫成的,還是有許多遺漏的地方,特別是應用數學方面。我只能用統計的方法,根據此書中哪一方面的作者最多來預測基礎數學在未來的主要趨向。 

      書中關于“數論”的作者最多,共有5位。看來在21世紀“數論”又將重登“數學的皇后”寶座。這與懷爾斯在20世紀末解決了歷史上的大難題費馬大定理有關。幾百年來這個問題耗費了不少數學工作者的心血,毫無辦法解決,以至于有一位哲學家把它稱為人類思想的極限。他的意思是說這個問題非人類的思想所能解決。所以這問題的解決不但有科學的意義,而且有哲學的意義,即極限是可以突破,正如音障可以突破一樣。下一世紀主攻的難題,自然是黎曼假設(即黎曼猜想),書中有好幾位作者(包括不是數論方面的作者),都提出這個世紀難題。值得注意的是,正如阿迪雅所說,費馬大定理的證明“強調了幾何的思維”,而不是用陳法解決。這說明一個真理:知新才能創新。看來肯定或否定黎曼假設的證明也將如此。

      書中另一個作者最多的領域是數學物理,共有四個半。如果加上序言的作者阿迪雅(他過去一直宣傳數學物理的重要性)則有五個半。為什么會有半個呢?因為其中有一位作者 ,丘成桐——所寫的題目是“幾何與分析的回顧”,其內容多半與數學物理有關。

      丘成桐近期的工作與現在數學物理最熱門的超弦理論密切相關。當然,不論國內或國外的物理界都對超弦理論褒貶不一。2000年9月,阿迪雅在清華大學的楊振寧講座上作報告,認為超弦理論是21世紀理論物理的主要方向。有意思的是楊振寧對超弦理論是屬于不以為然之列。但是兩人對21世紀的中國數學皆寄予厚望。 

      書中對其他數學分支的展望,都只有一二篇,在這里也無法一一列舉,但它們對數學家及數學政策的決策者會有很大的參考價值。 

       

       
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