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形式本体论与东方思维

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学奇才拉马努金。[5] 用德国数学家的话来说\推进数学的,主要是那些有卓越直觉的人,而不是以严格的证明方法见长的人。\(克莱因)拉马努金正是一位有着卓越的数学直觉的天才,而他的导师则教会他证明和严格性,同时保证他的创造性的思想之源畅通。据潘氏二兄弟的《哥德巴赫猜想》一书介绍,1900年,德国数学家D、Hilbert提出了二十三个他认为是最重要的没有解决的数学问题,Goldbach猜想就是Hilbert所提出的第八问题的一部分,此后20年无进展。正当英国数学家G.H.Hardy1921年在哥本哈根数学会演讲中认为Goldbach猜想是没有解决的数学问题中最困难的一个时,也就在1920年前后首先由英国数学家哈代自己和印度的拉马努金提出的\圆法\和后来的\筛法\及密率从几个方向推进了数论。特别是拉马努金在模形式领域的工作则是目前相当流行的超弦理论不可或缺的,他生命中最后一项成果--仿θ函数--甚至有力地推动了用孤立波理论来研究癌细胞的恶化和扩散。

从拉马努金的模形式研究,自然就使人联想到日本的谷山一志村,因着迷模形式的研究而共同提出一个猜想:使数学界震惊地想到椭圆方程和模形式实质上是完全相同的东西、按他俩的说法,他们能够将模世界与椭圆世界统一起来。首先是谷山看到过一个具体的模型的M-序列中开头几项,他不但认出这种结构方式,而且意识到它与一个熟知的椭圆方程的E-序列中列出的数是完全相同的,这就形成两个对象的数学DNA完全相同的双重发现:首先它提示人们在深层次上模形式与椭圆方程这两个来自数学中不同方向的研究对象之间有一种

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基本的联系;其次,它意味着只要知道模形式的M-序列,那他就不必再计算对应的椭圆方程的E-序列,因为它与M-序列是相同的。 谷山从研究几个不同模形式发现每一种情形M-序列都完美对应着某个椭圆方程的E-序列。当他开始思索是否每一个模形式都可能有一个椭圆方程与之相配时,持怀疑观点的人认为谷山这种假设只是根据直觉而不是根据任何真实的证据提出的。只有志村是谷山惟一的同盟者,而他需要找到更多的证据来支持存在于模世界和椭圆世界之间的这种联系。但怎么把研究形状和形式的几何学语言和讨论风险和机遇的概率论语言沟通,却真正使众多数学家经历着一场物理学家寻求爱因斯坦相对论与玻尔量子力学统一的予演,从1955到1984年秋,经弗赖到肯里贝特,终于证明了谷山-志村猜想与费马大定理之间的联系,这才有了怀尔斯的十年奋斗。

如果说从哥德巴赫猜想和费马大定理的证明中,看到拉马努金和谷山-志村的东方思维模式与西方逻辑思维模式的互补意义,那么2006年庞加莱猜想的破解,就更应该看到以丘成桐为代表的中国思维模式在其中的卓越贡献。

谷山-志村猜想,集中体现了中国的类比思维。西方人评论它是一块具有某种魔力的罗塞塔石碑,因为这个猜想能把模世界中简单的直观直接转变成椭圆世界中深刻的真理,反过来也一样--深刻的能变成简单的。也就是说,对椭圆世界中非常难解的问题,有时候可以利用这块罗塞塔石碑将它转变成模世界的问题,并发现在模世界中已有办法和工具来处理这个经过变换的问题,从而使原问题得以解决。

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扩大到整个数学领域,根据朗兰兹纲领,\我们在某个数学领域中无法解答的任何问题,可以被转换成另一个领域中相应的问题,而在那里有一整套新武器可以用来对付它。如果仍然难以找到解答,那么可以把问题再转换到另一个数学领域中,继续下去直到它被解决为止。\

丘成桐从数学扩大到整个社会:\数学和工程科学乃是社会科学的基础,理论物理乃是工程科学的基础,数学乃是理论物理的基础。\数学的大统一将会比物理的大统一来得基本,也将由统一场论孕育而出。(弦理论企图统一重力场和其他所有场)。近代弦论的发展已经成功地将微分几何、代数几何、群表示理论、数论、拓朴学相当重要的部分统一起来。大自然提供了极为重要的数学模型,很多模型都是从物理直觉或从实验观察出来的,但是数学家却可以用自己的想象,在观察的基础上创造新的结构。\

丘在谈到物理直觉和新的结构之后,他特别提到近代弦论发现不同量子场论可以互相同构,然而能标(R 1/R)刚好相反,因此一个强耦合常数(交换信息)的理论可以同另一个弱耦合常数的理论同构,(正像谷山-志村猜想E-序列是椭同方程的DNA一样,M-序列是模形式的DNA)同样,由于R 1/R这种奇妙的对称可以保持量子场论的结构,使得我们可以用扰动性的方法去计算非扰动的场论。(只是时空的结构可能因此有基本上的观念的改变能标。因为极小空间不再有意义,时空的量子化描述需进一步探索)但是物理学家和几何学家就要能找到一个几何结构来描述这个量子化的空间。

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从对称到超对称。近20年来,超对称观念影响着基本物理和数学的发展,虽然在实验上尚未发现超对称,但我们宁可相信在极高能量时,它确实存在。在超对称的结构中,规范场和电磁场会与完全不相关的子流形理论同构。

丘成桐最后归结,对称的观念是基本科学中最基本的工具,但是\运用之妙,存乎一心\关键在于你的经验和直觉,这就又回到中国思维,在什么意义上和形式本体论具有相关性。

形式本体论指存在于对象和对象组成部分之间的形式结构的关系;中国思维讲究部分和整体的类比,全息和相似关系。

如果我们把形式结构之间的全息、相似关系既和西方现代数量科学相联系,又和中国类比思维相对应,使之成为中介,那么提出地球存在\第五度空间\的丽莎·蓝道尔所说的\相信直觉\也就成了更多人的\享受科学\了。西方科学讲逻辑理性,有人认为中国文化重情感轻理性:不讲道理,不讲科学,没有逻辑,一切从人情关系出发。这是从中国文化价值观高度上讲的,其实中国讲理性是讲整体理性,这是悟性,是超悟(熊十力语)。这种悟性或超悟不是形式逻辑推理,因为它不借助概念运用,而是直接靠意识与意识,潜意识的协同作用.按西方逻辑的正统观念,\类比\不是\推理\,而按中国整体理性看,逻辑理性不过是生活境界的一种类比。 中国人历来讲究直觉体验缺乏逻辑分析,西方人善于理性分析、概念推理、逻辑思辨。逻辑思维发达,意味着理性发达。但不能忽视还有另一种理性、另一种思维方式,这就是中国的东方理性和思维方式,只不过在这另一种形式中,理性可以表现

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