数学与文化的经典
《西方文化中的数学》是一本重要的经典,对数学知之不多的人们从中可以更多地了解数学,对数学有一定知识的人 们从中可以了解文化,特别是西方文化。虽然多年来我们大力提倡科学与文化相结合(特别是“两种文化”),科学与人 文面对面,不同学科之间的交叉,可是成果甚傲。究其原因,缺少像M·克莱因这种有份量的著作可能是一个原因。
克莱因这本著作已经问世整整半个世纪了,对于追逐时尚的现代人来说,首先想到的是这本书是否有点过时。否!道 理很简单,这本书是数学与历史的交又,但数学不会过时,历史也不会过时,20世纪如此,21世纪也是如此。在克莱因 写这本书时.没有激光,没有个人电脑,没有互联网,更没有克隆羊,可是早就有了解析几何,有了微积分,有了非欧 几何,有了群论,而这些足够让受过相当教育的人学一阵子的,如果他们想学的话!说老实话,不用说这半个世纪的拓扑 学、辛几何、随机分析、非交换几何等连隔行的数学家都不知何云,就是19世纪初的伽罗瓦理论,恐怕也不能为数学系 本科大学生所掌握。对比一下就十分清楚,50年前的DNA双螺旋结构早已进入中学生物学课本,150年前的化学也是中学 化学的开头,从法拉弟到电磁波这19世纪物理学也在中学详详细细的介绍,可是,中学学的数学只是17世纪的东西。至 于300年前诞生的微积分,对不起,只能到大学去学。而大多数人对于这300年的数学只能说是教育!
当人们面对他所不能理解的事情时,其心情是复杂的,有人迷惘,有人厌恶,有人忽视,有人崇拜。罗素在他的《自传》第一卷中,就谈 到他的一位朋友,只崇拜像罗素那样的数学家,因为所有其他领域,他都能够掌握,而数学却超出他的能力之外,不管 他费多大劲,更多的人则对数学产生种种之误解。正像克莱因在书中所说,把数学当成一系列技巧,甚至魔鬼的骗术。 这激起他们的厌恶与排斥感。那时候,美国的数学教育是十分落后的。就在克莱因这本书出版后4年,前苏联的人造卫星 上了天,这把美国吓坏了,各方人士一研究,发现他们落后在数学.和自然科学教育上,从此,局面大有改观。中国现在的情形可不一样,数学是受到尊重的一门学科,升学、考研、求职都少不了它,因此,教材、教辅、题海、奥校、游戏等大行其道,当然,更有许多把数学神秘化的东西。
其实,数学并不神秘,它是人造的,也必为人所能理解。要想丢掉神秘,一个好的方法是了解历史,正如克加莱所 说“一门科学无非就是它的历史。”历史是通往数学的一条途径。《西方文化中的数学》正是这样一本书。但是这本书与他的名著《古今数学思想》不同,它不是从思想到思想,而是从文化到思想,也就是数学思想如何在西方文化背景中产生出来。而这正是本书比一般数学史的书更容易为大家所接受的缘故。
这里所谈的西方文化,较为偏重的是精神文化,参照罗素的观点,我们可以说,西方文化的基础是希腊的哲学,基督教与近代科学。这三种精神正是其独特之处,而且同数学的发展有着积极的互动。从历史的发展就可以看出,西方的数学发展有三个高峰时期,一个是希腊化时期,一个是牛顿时期,一个是20世纪。第一时期主要是公元前3世纪,那是欧几里得、阿基米德、阿波罗尼奥斯三大数学家活跃,同时奠定希腊数学的基础的时代。欧几里得的《几何原本》无疑是希腊哲学精神,特别是毕达哥拉斯一柏拉图路线的产物。这是一种完全脱离实际的,“为数学而数学”的精神。没有这种文化背景,很难想象会产生《几何原本》,这种文化背景体现在下面三个传说的故事中。一个是柏拉图的学园门口竖 立起“不懂几何学的人不准人内”的告示;一个是某数学家对埃及国王所说的“几何学中没有王道”;再有就是欧几里 得的某个学生问学这些几何有什么用,欧几里得就给他钱把他打发走了。这里我们还要强调阿波罗尼奥斯的重要性,他对圆锥曲线的系统研究为科学革命奠定基础,要知道哥白尼的行星轨道仍是至高无上的圆,投有关于椭圆的知识,开普 勒难以表述他的三定律。当然,我们也必须承认,希腊数学有先天的不足之处,那就是没有位值制,这造成他们在算术 和代数方面1000年的落后状况。这也与基督教排斥数学的态度有关。圣·奥古斯丁说:“好的基督徒应当提防数学家和 那些空头许诺的人。……数学家已与魔鬼签定了协约,要使精神进人黑暗,……。”基督徒的狂热也使有史以来第一位女数学家希帕夏残死。
西方数学遗产得到保存还得感谢他们的对手——伊斯兰世界的学者们。在西方世界处于黑暗时期,伊斯兰世界的某些君主却发展学术,翻译了不少希腊典籍。而且更重要的是,他们吸收中国和印度先进的算术和代数。正是这东方和西 方两条路线的结合,促成了西欧17世纪的科学革命。牛顿站在巨人的肩膀上,宣告近代科学的诞生。《西方文化中的数 学》用了3章篇幅评估了这场数学与实验相结合的革命对思想、哲学、宗教、社会和文化的巨大影响,而这是一般历史著作很少谈到的。苟而言之,借助纯粹理性(数学是其典型代表)力量,人们在精神上已经提高到新酌高度,许多宗教权威的教条不攻自破,它们从许多原本由神统治的领域后退。这是一种真正的人本主义——人以其数学理性在神的面前站起来了。人的无限自我扩充也使自己吃尽了苦头。 西方数学第三个高峰出现在20世纪,由于时代的关系,它在本书中语焉不详。这个时期一个特点是真理的相对性而不是绝对性,本书中用非欧几何与相对论来说明多少是不够的,哥德尔的不完全性定理才是关键。这个欠缺在作者另一本书《数学:确定性的丧失》中多少有些补足,但是,另外的不确定性,特别是量子物理学与浑沌等等,仍然超出作者 视野范围之外,老实说,我们对上帝是否掷骰子还没有太大把握。
最后,我也不能不谈到,这样一本文化气息极浓的书对译者构成的挑战,专业化与缺少文化底蕴总会使某种不足之 处暴露出来。当然这与那些既不懂专业又投有文化的翻译不可同日而语。至少译者还是很认真的,诚实的。例如他把拜 占廷译成布札丁(译本99页),把查士丁尼译成君士坦丁(译本41页),都是译者注上原文暴露出来的。这里指出只是希望 精益求精,对于真正认真的读者,总会从《西方文化中的数学》获益。