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Tuesday, March 14, 2006

萬『數』皆『集』

道家曰:萬物為一。
佛家曰:萬法皆空。

數學家曰:萬數皆集!

道家及佛家的說法是以形而上學解答問題;數學家剛好相反,是希望避免形而上學。

在文明之初:數目生於實用,圖形始於美學;

隨時間演進:建築、天文、農耕、稅收等,產生新的數學,亦把各種數學枝派連繫起來;

宗教的數學:由天文與占卜,把數學引入宗教內;古希臘人,古印度教,古馬雅,以及易經等,都把數學賦與一定的神秘地位;

科技的發展:經濟及科技的火速發展,令數學的重要性大大增加,亦令『數學是甚麼?』的問題愈趨迷惑。而各種數學枝派,卻未能有效的連繫,冀望有一套共同的數學語言。 

集合,是數學家康托爾為研究無限所創造的概念。簡單來說,一個集合就是一堆東西。小學生也懂的温氏圖(見下圖),就是集合的最簡單表逹法。



集合所載的,不用是實物:可以是一個個的數字,可以是一種種的思想,可以是一層層的概念。

慢慢地,數學家把幾乎所有的抽象數學物件,變成了一個個的集合。譬如上一篇《零與空》,便提到0是一個甚麼都沒有的集合。集合論的語言,逐步成為所有數學的共同語言。

數學是甚麼?』在很多時候,都可變成『集合是甚麼?』。集合,就是一堆東西,看來是個非常堅實而簡明的概念,而絕大多數數學家,都可以安安樂樂的,不需要再考慮形而上學的問題。

但危險卻出現,這就是羅素悖論,最形象化的是如下問題:一個「要給所有不自已理髮的人理髮,不給任何自己理髮的人理髮」的理髮師,會不會為自己理髮?

這個例子,生動的說明不是所有的條件都可以運用;對數學來說,即不是隨便把東西放在一起,邏輯上就可以行得通。

二十世紀初的殺着,就是公理化 - 所有數學定理,由最基本的數條『公理』(即可行假設)經邏輯推論而來。於是數學變成了純粹的推理遊戲,杜絕了除便給與條件的運用問題;同時解決『集合是甚麼?』,答案是一些符號而已!

對於最深入的哲理問題,當然仍有哲學家及基礎數學家在努力鑽研(他們認為集合論仍有一些缺點,需要替代或改良)。但『萬數皆集』已是目前最一般的共識!

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