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1701056473 因此,康托尔不是唯一一个和克罗内克闹翻的人。当我们了解一下克罗内克具有的因素——他在数字和无穷上的固执观念;他在学术和出版界的声誉和强大地位;他向人施加影响和权威的能力时,我们会明白为什么康托尔会成为他最大的靶子。这里还有另外一个争议:他这样对待康托尔,他的对手们怎么看。施瓦茨,魏尔斯特拉斯,还有其他一些人,都对这事不高兴,但他们也不加干涉。正如我们在后面要看到的,康托尔在和克罗内克的相处过程中,麻烦不断,差不多一生都摆脱不掉。
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1701056478 数学恩仇录:数学家的十大论战 [:1701054506]
1701056479 数学恩仇录:数学家的十大论战 康托尔和他的奇怪想法
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1701056481 半个世纪前,我们可能会读到这两个人反目成仇的另一个有趣原因。埃里克·坦普尔·贝尔是20世纪早期的一位康托尔和克罗内克传记作者。他妙笔生花,想象丰富,是一位很有影响的数学史家。1937年,他这样写他们(康托尔和克罗内克)的争端:“一个犹太人和另一个犹太人,他们为了纯科学问题发生争议,或者仅仅是其中一位对另一位出于忌妒或担忧。学术上所生的怨恨,没有比他们这个时候所表现出来的更恶毒了。”(9)
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1701056483 贝尔的这段陈述中有些内容有误。康托尔不是犹太人,尽管这是个犹太发音的名字,他也确实选了希伯来语第一个字母做他的符号。实际上,贝尔在这篇文章的其他地方写道:“他的家人是基督徒,父亲已皈依新教,母亲生来就是罗马天主教徒。”(10)
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1701056485 因为血缘背景的原因,康托尔也许在某个地方有犹太人的因素。但他生在一个虔诚的基督教家庭,他后来也深深地被罗马天主教教义所吸引,并陷入其中。他甚至认为集合论是神揭示给他的。正如他在1896年所写的:“从我开始,真正的无穷理论将第一次提供给基督教哲学。”(11)
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1701056487 康托尔和克罗内克另一个不同在于他们的文化背景。克罗内克的父亲是一位商人。康托尔的父亲也经商,但一家人深深沉浸在艺术之中。小时候,康托尔就在音乐和绘画上展现出了天才。不过,他直到10多岁才显露出对数学的能力和兴趣。虽然他的父亲希望他学工程,但他抵制了父亲的反对,坚持了自己的选择。
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1701056489 康托尔1845年生于圣彼得堡,并在那里上了小学。但在格奥尔格11岁时,他父亲健康不佳,他们搬到德国,因为那里气候温暖。看起来,格奥尔格在德国从来没有真正感到过舒适,他常常深情地回忆着早年在俄国的生活。1863年18岁时,他进入柏林大学,开始跟随魏尔斯特拉斯、库默尔和克罗内克潜心学习。他还积极参与柏林数学学会的活动,在1864年到1865年,他担任了该学会的主席。
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1701056491 1866年在哥廷根大学学了一学期之后,1867年他在柏林大学完成了博士论文。论文的名字是《关于不定二次方程》(On Indeterminate Second-Degree Equations)。为了准备口头答辩,他还钻研“在数学里,提出问题的艺术比解决问题更重要”的课题。卡尔·弗里德里希·高斯在1801年他的《算术研究》(Disquisitiones Arithmeticae)中没有解决的一个数论问题,被他拿来作为例子。这是康托尔问问题方式特殊的一个早期迹象,后来这开创了全新的数学探究领域。
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1701056493 1867年,在获得博士学位后,他在柏林的一个女子学校教了一段时间的书,不久,就成为哈勒大学(the University of Halle)的教师。他余下的职业生涯都是在那里度过的:开始是讲师(只有讲课费);然后,在1872年成为一名助理教授;终于,在1879年成为一名正教授。这是一个让他犯难的境地。他感觉他是被放逐到一个根本就是二流的学校,对他整个的研究生命来说,与其他高水平同行的联系被切断了,很难从他们那里得到启发。在他研究生涯的后期,康托尔指责克罗内克通过这种方式排挤他。
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1701056495 然而在他整个数学生涯中,他都尽力和那些高水平的同行保持联系,比如卡尔·魏尔斯特拉斯、赫尔曼·A·舒瓦茨、理查德·戴德金、哥斯塔·米塔格-列夫勒(Gosta Mittag-Leffler)和费里克斯·克莱因(Felix Klein)。康托尔总认为,在哈勒大学任教,就好比(美国数学家)在马萨诸塞大学阿默斯特校区(UMass Amherst)任教,哈佛或麻省理工才是理想之地。实际上,阿默斯特不是二流学校,在那里也不会切断与学术界其他同行的联系,当然它确实不是哈佛。换句话说,尽管康托尔对没在柏林大学或哥廷根大学任教心存怨恨,但事实上,哈勒大学也不像他认为的那样糟糕。最后,正如我们将要看到的,他情绪容易剧烈波动,这会增强他的不快。
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1701056497 从积极的方面来看,无论如何康托尔取得了极大的成功。他开始撰写数学论文。起初是数论方面的,反映了高斯对他的影响和他对高斯的兴趣。有趣的是,也反映了克罗内克对他的影响和他对克罗内克的兴趣。接着,哈勒大学的一位前辈爱德华·海涅(Eduard Heine)认识到康托尔的过人之处。海涅曾经努力钻研过一个有趣的问题,并就此写过一篇论文。这个问题是这样的:如果某个方程能用三角级数表示,那么该级数是否唯一?在海涅的建议下,康托尔钻研了这个问题,并对这个级数的唯一性提出了重要的证明。
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1701056499 这不是一个简单的问题,需要好几个步骤才能完成,每一步他都发表了一篇论文,展示他的唯一性定理使用的范围。他早期大部分的论文都发表在瑞典的《数学学报》(Acta Mathematica)上。这份受人尊敬的杂志是瑞典人哥斯塔·米塔格-列夫勒创办并编辑的。他是最早认识到康托尔天才的数学家之一。在写这些论文的早些时候,克罗内克给康托尔提过一个被证明是很有用的建议。很显然,在这个时候两人依然相处得很好。
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1701056501 康托尔继续追究下去。他开始思考数(或点)集的问题,包括无理数,这跟三角表示不矛盾。在1872年的一篇论文中,他按照有理数的收敛序列详细说明了无理数。他正在进入一个让克罗内克感觉不舒服的领域。
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1701056503 康托尔对三角级数唯一性的证明也牵涉到实线上点集的性质,于是他开始探寻点集的复杂性和它们与其他数集之间的关系,并将它们扩展开来(12)。
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1701056509 数学恩仇录:数学家的十大论战 无穷集合论
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1701056511 自从古希腊以来,哲学家、神学家和数学家就已经开始努力摸索无穷这个观念和它的诸多寓意。例如,伽利略在他经典的《关于两门新科学的对话》(Dialogues Concerning Two New Sciences)中认为,很有必要指出平方数和自然数一样多,如他所说:因为“每一个平方数都有它的根,每一个根都有他的平方数,但没有哪一个平方数不止一个根,也没有哪个根不止一个平方数。”(13)
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1701056513 换句话说,如果我们考虑到正整数这个类别或集合,我们得到一个很大、没有边界的数集——(就它本身来说)一个超越人们理解的数集。然而,知觉上它应该存在。那么,考虑到伽利略的说法,我们也得到一个平方数的集合,其中每一个数都是一个正整数的平方。伽利略说,有多少个自然数就有多少个平方数。但伽利略也知道有些整数不是平方数,比如2、3、5、7等等。平方数怎么就比自然数少了呢?伽利略把这仅仅看成是一个难解之谜、一个矛盾,就把它扔在一边,谈别的事去了。
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1701056515 康托尔继续钻研这个问题。他从理查德·戴德金提出的一个观点出发,后者是他早期的崇拜者之一。1872年,戴德金定义:如果一个集合包含一个与它的元素一一对应的元素所组成的子集,那么这个集合是无穷的。例如,如果我们列出所有的自然数,即:1,2,3,…,n,… ,我们可以很容易把它们直接一一对应的平方数1,4,9,…,n2,…,得到的集合放进这个自然数集合里。康托尔从这里突飞猛进了。他说:这个全集(1,2,3,…,n,…)和子集(1,4,9,…,n2,…)都是“可数的无穷”,或者说是“可数的”。
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1701056518 他说,这种“可数的无穷”集有相同的“势”。为了表示这个势的级别,他用了希伯来字母表的第一个字母阿列夫(aleph)和下标0,将这个术语读作阿列夫零()。
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1701056520 换句话说,自然数集N可以包含一个与它的元素一一对应(同势)的子集。因此整个集合与它的部分相等。当然,这与人们长期信奉的欧几里得的公理“整体大于部分”是直接相悖的。
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