希尔伯特
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余与友辩难,屡论及Hilbert,相互阐发,受益颇多。一隅之见,片石之得,
每抛撒风中,未觉可惜。矧余心多旁骛,意常萧索,昔时之思,多尘封于记忆之
中。一日漫步图书馆前,偶闻清香凛冽,方知丁香已开,又是一年初夏。洗心涤
情,追逝思往,始悟此花原在余心中。内情外物,交相映发,思如波涛,久遏不
止。遂作理董,稍加润饰,又假西洋影中长镜头之法,凸微显隐,探幽钩沉,敷
衍成篇。
《希尔伯特》 Constance Reid著,袁向东,李文林译,上海科技。
长镜头之一:1862,哥尼斯堡。
波罗的海的海风依然浓烈,21世纪的加里宁格勒依稀有那古老的容颜,
在世纪初的政治版图上依然喧闹。但那里的子民是否记得:伟大的历史走了又来,
来了又走,终于不再回头。
让我们打开历史的记忆,将目光投射到近一个半世纪前的加里宁格勒,那时称
作哥尼斯堡,是东普鲁士王国的领地。伟大的哲学家早已去世,但他关于星空和
道德的箴言依然在家乡传唱。Hilbert诞生了,他生长在这片崇尚理性的土地上。
三岁看老。孩提时代印在脑海深处的高远意象将对他的一生产生深远的影响,使
他的人生之河有了不竭的源泉,不管大地如何变迁,它终将流向大海。Hilbert
正是这样一条大河。
长镜头之二:威尔海姆.韦伯大街,Minkovsky的住宅,Minkovsky的女儿向Poincare鞠躬。
一木不成林,伟大的时代是能人辈出的时代,伟大的人物也往往结伴而生,宛
如双子星座。这一次,星空上闪耀着两个人的名字:Hilbert和Poincare。作为希
尔伯特的挚友,Minkovsky让他的女儿向Poincare鞠躬,像小女孩见到国王应当做的那样,
此中暗示不言而喻。诗律伤严似寡恩。他的诠释微妙,富有想象力。
Hilbert和Poincare分别代表着数学家中相反的两极,他们的差别,简而言之,
是逻辑和直觉的差别。Hilbert毕生的建树甚多,足迹遍布代数,几何,分析众
多领域。他将前人建造的大厦盖得更高了,基础打得更牢靠了,大厦与大厦间的
连接更紧密了。但遗憾的是,他没有开创全新的领域,他的23个问题更多
的是对过去的总结。反观Poincare,他一手开创了微分动力系统和代数拓扑,还留
下著名的Poincare猜想,对20世纪的数学产生了深远的影响,而恰恰是这些,
是Hilbert始料未及的。人们常常称赞Poincare是最后一位全才的数学家,不过我
更愿意称他是那个时代最有创造力的数学家。和Riemann一样,赢得我最深的敬意。
Poincare重视直觉。他对Hilbert 《几何基础》的评论就很好地体现他的趣味:
“Hilbert教授似乎对逻辑的观点感兴趣。 ”他的很多证明也是依赖直觉完成的,中
间有gap,但直觉的威力在于“不要问为什么,这样的断言就是对的” 。这仿佛是
在虚空中幻出楼宇,大海中辨出陆地,由此指明了人们前进的方向。
我常常想,为什么恰恰是Hilbert有一本享有盛名的传记,而Poincare没有?
Poincare的风格不是常人能捕捉的,也不是常人能欣赏的:羚羊挂角,无迹可寻。
加之这种人在人生的舞台上独来独往,他的神秘一如他的风格。即便人能追踪摄
迹,也是捕风捉影而已。赞叹,我们只有无休止的赞叹,别无他法。
长镜头之三:黑板上的y''=0和y''+y=0。
画外音:“你们能从这两个方程来学习整个理论,甚至包括初值问题和边值问
题在意义上的差别。”
作为老师,Hilbert赢得我全部的敬意。物理学史上大约只有Fermi和他并称。
他们简洁精练的授课背后,是深刻的洞察力和辛勤的劳动,务求以最便捷的方式
让学生通往彼岸。而我们很多老师只求自己省事,投影仪一开,万事大吉。哎,
师道之不传也久矣。
长镜头之四:课堂上,Hilbert对打断他授课的学生发脾气。
同伽罗华,阿贝尔,Riemann一样,Minkovsky的早逝是数学史上的大恨事。力未尽施,
才不得展,犹如爱而无缘,有家难归,适足令有心者坠泪。人世悠悠,恨海难填,
一叹。
全书这段最难捱:“Hilbert在给好友的信中这样写道:‘我亲爱的老朋友,对
于我,现在只有你一个人是……’” 他也是人啊,也会因此在课堂上发脾气。
长镜头之五:Einstein的侧影---逃学者和剽窃指控者。
广义相对论是人类历史上最庄严的智慧结晶。它的深邃和庄严巧不可阶。
智慧对智者而言,是一种痛苦。对此Einstein深有体会,他曾感叹在黑暗中思考
有着常人难以忍受的痛苦,个中况味,有如曹雪芹的感伤: “都云作者痴,谁解
其中味。”从狭义相对论到广义相对论,Einstein花了整整十年的时间,他是如何熬
过十年的黑暗,没有人知道。我们只知道他后来毫不掩饰自己对广义相对论的宠
爱:即使没有我,狭义相对论大概很快会有人做出来,但是广义相对论,只怕要
等很多年。
物理学的残酷在于它使物理学家晚熟,却又使物理学家早衰。十年,人生的一
次伟大历险。
因为残酷,所以懂得;因为懂得,所以自惜。
不过Einstein对广义相对论的自惜还是让我们有些吃惊。在Einstein提交了最初的论文
之后,Hilbert很快通过变分原理得到这组方程,论文的题目是《物理学的基
础》。Einstein对此十分恼火:“哥廷根的人有时给我很深的印象,就好像他们不是
想要帮助别人解释清楚某些事情,而只是想证明他们比我们这些物理学家聪明得
多。”私下里Einstein还有更激烈的词汇“剽窃”(派斯《Einstein传》 。)
Hilbert的工作是重要的,但这只是反映了Einstein方程呈现的数学结构,而数学
结构没有物理原理支撑,不会具备任何物理学上的意义,所以Einstein的懊恼大可不
必。后来Hilbert如是说:“哥廷根的马路上的每个孩子都比Einstein更懂得四维几
何,但是尽管如此,发明广义相对论的人依然是Einstein而不是数学家。 ”我想这是
他听了老爱的风言风语之后做的解释,坦诚的,毫不居功的解释阻止不了两人渐
疏渐远。
Hilbert的话值得我们进一步解剖。
不管数学家的研究方式如何,数学以逻辑为基础,所有的定理都需要得到证
明。从这个意义上说,数学是推出来的。数学家的直觉不管如何飘忽幽渺,总有
根逻辑的线将它系住。而对于物理学家而言,最重要的是如何解决问题,至于其
中用到的原理不论多么诡异,也没有限制,因为这是逻辑无法推导出来的。对于
物理学家而言,耽溺于逻辑是最大的危险。两个伟大的数学家先后在相对论上不
成功,并非偶然。
物理学家重要的是解决问题,所以他们对知识的选取是谨慎的。知识无边,而
人生有涯。以有涯人生追逐无边知识,定然疲于奔命。即便是穷尽了所以的数学
知识,解决不了问题又能如何?“弄一车兵器,无杀人手段;我有寸铁,亦可杀
入”。正因为此,我们回头看Einstein逃课才显得意味深长。而Minkovsky的抱怨凸现了数
学家对物理学的隔膜。语境不同导致两人的陌生和疏离,无足道哉。
长镜头之六:Hilbert的墓志铭。
Wir mussen wissen, Wir werden wissen。
我们必须知道,我们必将知道。
Hilbert见证了哥廷根的辉煌,也见证了哥廷根的衰落;他是幸运的,他又是
不幸的。上帝对他还算宽容,他生前没有看到哥尼斯堡归入俄罗斯版图的那一天。
维桑与梓,他的魂魄终须归去。他身后是否能找到回家的路? 他是否会听到这
样的声音:“Hilbert先生,你的证件已经作废,请你配合我们的工作?”即便
是他能回到故土,见到长满荒草的故园,他是否会有黍离之悲? 他是否有勇气面
对哲学家的箴言,感受古典美学原则在暴力冲击下风雨飘零? 他的泪水是否和波
罗的海的海风一样咸? 他还会有泪吗?
历史的车轮滚滚向前,无情地碾碎那多余的伤感。个人的感慨,家国的阵痛都
消逝在历史的灰烬之中。然而薪尽而火不灭。人类的理想以它固有的纽带将那些
追逐它的人联接:我们必须知道,我们必将知道。是的,我们必须知道,我们终
将知道。在风雨如晦的夜晚,我们怀着那久远的梦想,义无反顾地重新踏上那黑
暗的征程,哪怕因此而萧索,因此而零落。