2 非欧几里得几何(“公理式”问题)

希尔伯特是位非常重要的德国数学家,1943年离世。他于1885—1890年开始了数学研究,并于1899年发表了一部非常著名的作品,叫《几何基础》(《Les fondements de la géométrie》)。

他在书的前言宣称:我们习惯称作“点”“线”“面”的,也完全可以叫作“啤酒”“杯子”“桌子”。这些物体的属性完全不依赖于它们的本质,与它们的名称更加无关,而是取决于它们之间所保持的关系。

希尔伯特因此成功地将整套欧几里得几何归并到很少的几个公设中,由此建立了被称作“公理式”的方法。

在他之前,早在19世纪中叶,德国数学家黎曼(Riemann)和俄国数学家罗巴切夫斯基(Lobatchevski)也曾发展出两种新几何,每一种都与欧几里得的几何不同。这三种非欧几里得几何的区别之一,就在于它们各自用到的一个公理非常不同。


我相信你们对几何知识足够了解:在一个平面上,通过一个点只有一条直线与已知直线平行。多少个世纪以来,数学家们想要验证这一属性却从未成功。因为他们的验证都不得不重新从这一真理出发,尽管它是否是真理还未得到论证。

因此,这是一个“公设”,换言之,无法验证,因而要求对话者接受。

就“什么是公设”的本性问题,再没有比中世纪一个叫伊本·西拿(Avicenna)的哲学家说得更好的。

我想你们知道亚里士多德的无矛盾律?(不知道)不可能不知道!(某学员玩笑地:忘记了!”现场笑)无矛盾律取决于这样一个事实:如果你否定一个否定,那就等于是一个肯定。

伊本·西拿就说,要是碰上你的对话者不接受这个定律,你是没办法验证给他看的。所以你就只有烤了他的双脚,直到他讨饶承认烤和不烤不是同一件事。也就是说,表面上看最抽象不过的定律背后,有着身体的投入。

所以,理解所谓公设的本性很重要:它是一种本身无所谓真假或成立与否的宣称,但只要你不接受,就玩不下去了。


学员:是不是也就是公理啊?

姚洁(对GLG):能不能区分一下公设与公理?

GLG:不是这么讲的。


到现在为止,我混淆了公设与公理。实际上,它们之间有个陈述性的区别。公设是我要求你接受的;而公理呢,虽然我肯定,但还要你接受它才成。

相反,我现在要在“公设postulat /公理axiome”与“定理théorème”之间非常清楚地划分出不同。

如果你正确地从一个或几个公理出发,推演到一个定理,这个定理会在公理的保护下,被宣称为成立。

我给你们举一个简单的例子。


在欧几里得几何中,所有三角形的角度总和为180°,这是个成立的定理。如果你接受“从一个点出发,只有一条直线与已知线平行”这个公理或公设,你就不得不接受它。黎曼和罗巴切夫斯基从他们各自的角度出发,却分别做出与欧几里得不同的决定。

黎曼几何:经过直线外一点,没有任何直线与该直线平行;而罗巴切夫斯基几何说,经过直线外一点,会有无穷条直线与已知直线平行。所以,经过一个点,一个是零平行,另一个是有无穷的平行线。最终造成的结果之一:对黎曼来说,一个三角形里,三个角的总和大于180°,而对于罗巴切夫斯基来说,小于180°。

这都成立,重点要选对自己的几何。比方说,在有人居住的这个世界里,欧几里得是最好的。我们在学校学的是这个,建筑师用来造房子的也是这个。相反,研究无穷小的物理学家,通常来讲,他们偏爱罗巴切夫斯基,如果我没弄错的话。而研究天文的,考虑的是宇宙的本质和极大,偏向黎曼。但没有一个人能在绝对的条件下说,哪一个就比别的好,比别的更“成立”。

你们看,这会把所谓“真理”的概念弄得何等的多样化!


所以,这里有个思路上的危险,因为你们很可能会滑入最绝对的“相对主义”中,说:实际上根本就没有最终真理。但这立马就是个矛盾。因为在你宣称“世上没有最终真理”的时候,这个宣称本身正试图成为最终真理。所以,相对主义,也不是个靠得住的思考体系。逻辑上靠不住,伦理上靠不住,我要加一句,政治上也靠不住。所有这些,都将取决于你们对公理/公设的选择。


但有时候,当我们称为“精神分析”的这个长程工作接近尾声时,会认出病人最为关键的幻想。也就是说,是从什么出发,他会认为这个是好的,那个是坏的。没有一个“好的”能对整个人类成立,包括最基本的东西。在加入汉莎同盟的那些波罗的海的沿海城市,阿姆斯特丹、拉埃、鹿特丹,有个格言说:“航行是必需的,活着未必。”要想活着,你就得航行,但没有人是被迫一定要活着的。粗粗地看个大概的话,这句话几乎对整个人类都成立。