一位数学家的辩白——G H 哈代(一位数学家对他的妻子说) ypxx.net

初版于 1940 年 11 月。作者:G H 哈代。

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哈代(Godfrey Harold Hardy,1877年2月7日-1947年12月1日) ,英国数学家

第一节

一位职业数学家发现自己竟在“解释数学”,而非真正“做数学”,这滋味颇有些凄凉。数学家的本分是去“做数学”——证明新定理,为数学大厦添砖加瓦,而不是在这里絮絮叨叨自己或别人做过什么。

政治家瞧不起政治评论家,画家瞧不起艺术评论家。生物学家、物理学家或数学家通常也有着同样的轻蔑:创造者对那些只会解释的人,向来报以最深、且大体上也最合理的鄙视。阐释、批评、赏析,终究是二流头脑干的活儿。

我还记得,曾就这一点与豪斯曼有过一次少有的严肃争论。豪斯曼在其莱斯利·斯蒂芬讲座《诗的名与实》中,斩钉截铁地否认自己是“文学评论家”;可那否认的方式在我看来,说不出的别扭,而他流露出的对“文学评论家”的艳羡,更令我瞠目结舌,简直觉得有伤风化。

他先引了自己二十二年前就职演说里的话:

“文学评论之才是否是上天宝库中的最佳恩赐,我不敢妄言;但上天似乎总是如此认定。演说家与诗人,若与珍馐相比还算稀罕,但是却比哈雷彗星的回归要更常见。而文学评论家则更是稀罕……”

接着他又说:

“这二十二年来,我某些方面有所长进,某些方面则退步了;但我既未成长到文学评论家的高度,也未退步到会自以为自己已然成了文学评论家的程度。”

在我眼里,一位大学者兼优秀诗人竟口出此言,实在可悲。几星期后我与他恰好在餐厅里坐邻座,我便单刀直入地表露了看法。

他是否真把那些话当真?

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在他眼里,一流的文学评论家的一生竟能与一流的学者、诗人的一生相提并论?

我们整场晚餐都在辩论这两个问题,我想他最后被我说服了。我并非要宣称在辩论上击败了一位已无法还口的人。

但他对第一个问题的最终回答是“也许不尽然”。

对第二个问题则是“大概不会”。

豪斯曼究竟怎么想,或许尚有疑义,我也无意拉他站队。但科学家们的感受是毫无疑问的,而我亦全然赞同科学家的看法。因此,倘若我此刻写的不是数学,而是关于“解释数学”的文字,那不过是我力不从心的自辩。年轻而精力充沛的数学家们,尽可鄙夷或怜悯我。我之所以“解释数学”,是因为——如同任何年过花甲的数学家——我已不再拥有那份敏锐、那份劲头,也不再耐得住那份寂寞,去干我本该干的正事了。

第二节

我打算为数学作一番辩护;有人也许会说,数学如今已然无须辩护——无论出于好理由还是坏理由,它几乎被公认为是一门“有用且值得称颂”的学问。此话不假,甚至能更进一步:自爱因斯坦的胜利轰动世界以来,在公众心目里,大概只有恒星天文学和原子物理的地位或比数学更高。数学家如今确已不必时时处于守势,再不会遇到布拉德雷在《现象与实在》序言中为“形而上学”辩护时所描述的那种诘难。

照布拉德雷的说法,形而上学家总会被教训:“形而上学知识全然不可能”;或者“即便可能,也毫无实际价值”。“老问题、老争论、老失败——何不趁早放弃?世间就没有更值得你耗费精力的东西?”没人蠢到会拿这套话去数落数学。数学真理的体量庞大且显赫。桥梁、蒸汽机、发电机之类的应用,即便是最迟钝的想象力也无法回避。公众根本无需被说服“数学的的确确有点东西”。

这一切固然令数学家安心,却难以让一位真正的数学家就此满足。任何真正的数学家都明白,数学的真正价值并不在于这些粗显的功业。数学在大众口中的名声,多半建立在无知与混淆之上,因而仍有待更理性的辩护。无论如何,我打算试上一试——这总比布拉德雷那份艰难的申辩容易些。

那么,我不禁要问:

数学究竟为何值得被认真钻研?

数学家一生的正当性何在?

我的回答,将多半出于数学家本位的立场:我认为值得,且理由充足。但必须先声明,我为数学的辩护,同时也是为自己的辩护;这份“自白书”注定带有几分自我中心。倘若我自认自己是数学的失败者,我便不会觉得为数学及自己辩护有何意义。

这类“以自我为中心”在所难免,我也不觉得需要为此辩解。卓越的工作从不是“谦卑”之人做出来的。以任何学科的教授为例,其首要职责之一,便是把自己的学科以及自己在其中的分量,都稍稍夸大那么一点。

一个人若总是自问“我所做是否值得?”“我是否合适的人选?”那他必然使自己一事无成,亦令他人失望。他必须稍稍闭上眼睛,让学科与自己都比实际更值得尊敬一点儿。做到这一点并不难;更难的是别把眼睛闭得太紧,以致学科与自身都沦为笑柄。

第三节

一个试图为自己的存在以及自己的行当辩护的人,必须分清两个不同的问题。

第一,他所做的事是否值得做?

第二,无论其价值如何,他为何偏要做这个行当?

第一个问题往往极难,答案也常令人沮丧。但大多数人即便在第一个问题上碰壁,也会发现第二个问题轻而易举——只要诚实,他们的回答通常只有两种形式,而第二形式的回答不过是第一种形式回答的谦逊版,因此我们只需认真考虑第一种形式的回答。

(1)“我做这件事,是因为它是唯一一件我做得还不错的事。我是律师、股票经纪人或职业板球手,皆因我在那一行当真有点天赋。我当律师,是因为我口齿伶俐,又喜欢法律上的细枝末节;我做股票经纪人,是因为我对市况的判断既快且准;我打职业板球,是因为我击球异常出色。我也承认,若能当诗人或数学家或许更好,可惜我无此才能。”

我并非说大多数人都能搬出这套说辞——毕竟大部分人什么都做不好。

但若能毫不荒谬地这样说,比如确实有五分之一乃至十分之一的人能把某件事做得“相当好”,则此回答的防线固若金汤。

真正能把一件事做到“极好”者,凤毛麟角。

而能同时把两件事做到“极好”的人,几近于零。

一个人若真有天赋,便应该将这天赋发挥至极,而宁愿牺牲其他一切。

约翰逊博士曾表赞同。当我告诉他,我去看了与约翰逊同名的人士骑三匹马。约翰逊博士说:“先生,此人应受鼓励,因其表演展现了人类能力之极限……”

同理,人们也会为登山者喝彩、为横渡英吉利海峡的勇士喝彩、为蒙眼下棋者喝彩。就我而言,我由衷同感于一切此类超凡绝技。即便对魔术师、口技艺人,我依然抱存嘉许。当阿廖欣或布拉德曼挑战纪录时,如果他们失手,我会切齿扼腕。在此,约翰逊博士与我都和公众同频共振。正如 W. J. 特纳所言,唯有“臭棋篓子”才不仰慕“真正的高手”。

当然,我们得顾及不同行当之间的价值差异。我宁做二流小说家或画家,也不愿当个二流的政客。通往声名的许多条路,我们多半会视其为公害而拒绝。然而,这种价值差异很少左右一个人对职业的选择——选择几乎总受限于天赋。诗比板球更有价值,但若布拉德曼为写二流小诗而放弃板球,便是蠢材(且我怀疑他也写不出更好)。若板球水平略逊,而诗才更高,抉择或许更难:我不知自己是选择维克托·特兰珀,还是鲁珀特·布鲁克。幸而此类两难极少出现。

我还可以补充:数学家尤其不太可能遭遇这种抉择。人们惯于过分夸大数学家与常人思维方式的差异,但不可否认,数学天赋是最专精的才能之一。数学家作为一个群体,并不以全面或多才多艺著称。一个人若在某种意义上是“真正的数学家”,则十有八九,他的数学远胜于他所能做的任何其他事情。若他为在别的不起眼的领域干活,而放弃任何像样的机会去施展这唯一的天赋,那就太傻了。这种牺牲唯有在经济所迫或年老力衰之时方可原谅。

第四节

此处最好就“年纪”问题说几句,因为它对数学家尤其要紧。任何数学家都不该忘记:数学,比任何其他艺术或科学,都更像是一场年轻人的游戏。举一条较“底层”的简单证据:皇家科学会会员当选的平均年龄,在数学界是最低的。当然,我们还能找到其他更惊人的例子。

试看一下公认的世界前三数学家:牛顿五十岁便彻底放下数学,且早在此之前已失去热情;他无疑在四十岁左右就意识到自己最具创造力的年华已逝。他最伟大的思想——微积分与万有引力定律——诞生于约 1666 年,当时他二十四岁。“那时我正处发明盛年,对数学与哲学的专注此后从未再现。”近四十岁前他仍有重大发现(“椭圆轨道”时年三十七),但之后的工作几乎只剩修修补补。

伽罗瓦卒年二十一,阿贝尔二十七,拉马努金三十三,黎曼四十。也有人晚年仍有大成:高斯关于微分几何的巨著发表时已经五十岁,但是其核心思想十多年前就已成熟。我尚不知哪项重大数学进展是由年过五十的人发起的。若一位“不惑之士”对数学兴味索然、并就此罢手,其损失对数学而言并不严重,对他本人而言,亦是如此。

反之,如若转行,他的“收益”也难称丰硕:数学家后来的履历并不鼓舞人心。牛顿当铸币厂厂长还算称职,只要他不跟人吵架;潘勒韦当法国总理并不算成功;拉普拉斯的政治生涯更可谓丑闻,但他不算公允例子——他并非无能,而是不诚实,且从未真正“放弃”数学。

要找一位一流数学家放弃数学后又在别的一流领域登峰造极的例子,几乎遍寻不得。也许有些年轻人仅凭数学,本可成为第一流数学家,但我从未听过真正可信的实例。就我极有限的亲身观察,也完全印证这一点:凡我所识的、有真才实学的年轻数学家,无不对数学忠贞不渝;并非他们缺少雄心,恰恰相反,他们深知,若欲此生有所成就,那条路几乎非数学莫属。

第五节

还有一种我称之为“标准辩词”的谦逊版,但可三言两语打发了。

(2) “我没什么特别做得好的事。我做这个,是因为它恰好落到我头上——我从来就没机会干别的。”

我也承认这番自辩算得“结案陈词”。确实,大多数人什么都做不好;若真如此,他们选哪一行都无所谓,自然更无赘言。只是,这虽是个“结论”,却不大可能出自尚有自尊者之口;而我敢断言,在场诸位没人会对这个答案满意。

第六节

该认真思考我在第3节提出的第一个问题,这是一个远比第二个棘手的问题:所谓数学——我和其他数学家所理解的数学——究竟值不值得做?若值得,又为何值得?

我又翻出1920年在牛津就职演说开头那几页,其中勾勒了一份为数学辩护的纲要。它极不充分(不过两页纸),行文风格(我当时自以为的“牛津腔”处女秀),如今也让我汗颜。但我仍觉得,无论需怎样扩充与修正,其骨架依旧抓住了要害。现将当时所言作一提要,作为深入讨论的引子。

(1)我首先强调数学的“无害”——“数学研究,即便无利可图,也是一门完全无害且清白的职业。”我仍坚持此说,但显然需大幅展开与澄清。

数学真的“无利”吗?某些方面显然并非无利——它毕竟给相当多的人带来巨大乐趣。不过我取“利”字较狭之义:数学是否如化学、生理学那般“有用”——直接有用?这并非轻而易举亦无争议的问题,我最终将给出一个“否”字,尽管若干数学家与局外人无疑会说“是”。

数学又是否“无害”?答案亦非显而易见,且此问我本欲回避,因为它牵出科学对战争之影响的整个难题。数学是否如化学那样“有害”?我稍后需回到这两个问题。

(2)我接着说:“宇宙尺度宏大,若说我们浪费时间,区区几个大学先生的生命浪费,亦算不上惊天大祸。”此处我似乎摆出了方才还鄙夷的“夸张谦卑”姿态。我敢信那并非我心:我不过想用一句话概括第3节已详述之意——假定我等先生们确有小才,则尽力将其培育,总不会错到哪儿去。

(3)最后(如今读来颇觉辞藻堆砌的几句),我要强调数学成就之“永恒”。

“我们所作所为,或许微小,却带有一种永恒性;若能产出任何一丝永久价值之物,无论是一首小诗或一条几何定理,皆已做到绝大多数人力所不能及之事。”

以及“当古典与现代学问冲突之时,必有一种研究值得称道:它既不起于毕达哥拉斯,亦不会终于爱因斯坦,而是最古亦最新。”

凡此皆“修辞”,然其骨仍真,我可立即展开,而不损及我所留而未决的其他问题。

第七节

我假定自己写给那些胸怀壮志的读者,抑或曾经胸怀壮志的读者。一个人的首要责任,尤其是年轻人的责任,就是要“有雄心”。“雄心壮志”是一种高贵的激情,可以合法地表现为多种形式;阿提拉或拿破仑的“雄心”里也有某种高贵,但最高贵的“雄心”,是留下某种永恒的东西——

在此,沙平海阔之间,

我该筑什么、写什么,

才能抵御夜幕之降?

告诉我,该刻下怎样的咒符,

能挡住崩裂之潮,

或设计怎样的堡垒,

比我寿命更恒久。

“雄心”几乎是世间一切最杰出成就的策源地;具体而言,人类幸福的大幅提升,也几乎全由此类人完成。举两个著名例子:李斯特与巴斯德不正是雄心壮志之人?再低几级,吉列国王(保险剃刀)与威廉·威利特(夏令时倡议者)又如何?近代还有谁比他们更让人类过得舒适?

生理学尤其能提供好例子,正因为它显而易见地“有益”。我们得提防科学辩护者常犯的一桩谬误:以为那些最造福人类的人,工作时总想着“造福人类”;例如,以为生理学家因此拥有特别高贵的灵魂。一位生理学家或许乐于记得自己的研究将惠及人类,但赋予他力量与灵感的动机,与古典学者或数学家并无二致。

促使人们投身研究的动机,有许多备受尊崇,但有三项远胜其它。

第一是理智的好奇心,对真理的渴望。缺了它,其余皆成泡影。

第二是职业自尊心。对自己表现的极致苛求。任何自重的工匠在作品配不上自己才华时都会感到羞耻。

第三是雄心壮志。对名誉、地位,乃至由此带来的权力或金钱的欲望。

当你完成工作后,或感觉增添了他人幸福,抑或感觉减轻了他人痛苦,那感觉或许美妙,却绝非你当初去做的原因。

因此,倘若一位数学家、化学家,甚至生物学家告诉我,驱使他工作的主要动力是“造福人类”,我不会相信他。即便信了,我也不会因此更敬重他。他的主导动机,正是我上面所列的那些,而其中,无疑没有任何一项会让一个正派人士感到羞愧。

第八节

如果说促使研究的根本动力是理智的好奇心、职业的自豪感与对“永恒”的雄心壮志,那么没有人比数学家拥有更公平的机会去同时满足这三者。

数学家的研究对象最为离奇——再没有一个领域,真理会如此恣意地恶作剧;它拥有最精致、最迷人的技巧,也为纯粹的职业技艺提供无可匹敌的舞台;而历史更充分证明,无论内在价值如何,数学成就是所有成就中最“永恒”的一种。

即便在半史前的文明里,我们也能看到这一点。巴比伦与亚述帝国早已灰飞烟灭,汉谟拉比、萨尔贡、尼布甲尼撒只剩空名;然而巴比伦的数学依旧有趣,其六十进制至今仍用于天文计算。当然,最关键的例证是希腊。

希腊人是我们至今尚能“真切”感知的第一批数学家。东方数学或许可称为有趣的猎奇,希腊数学却是“真货”。希腊人最先说出一种现代数学家仍能听懂的语言:正如利特尔伍德曾对我说,他们并非“聪明学童”或“奖学金候选人”,而是“另一所学院的院士”。因此,希腊数学比希腊文学更“恒久”。阿基米德仍会被铭记,而埃斯库罗斯终将被遗忘——因为语言会死,数学思想不会。“不朽”或许是个可笑的字眼,但数学家最有机会触及“不朽”,以及“不朽”可能意味着的一切。

数学家也无需过分担心未来会待己不公。“不朽”常显荒谬甚至残忍:少有人愿做奥格、亚拿尼亚或加利奥。即便在数学里,历史偶尔也开玩笑:罗尔在初等微积分课本里俨然像是牛顿级别的数学家;法里因“未能理解”哈罗十四年前已完美证明的定理而名垂青史;五位可敬的挪威人只因一次“尽责的蠢行”仍留在阿贝尔传记里,以他们国家最伟大人物为代价完成了那次义务。

但总体而言,科学史是公正的,数学尤其如此。再没有一个学科拥有如此泾渭分明且被一致接受的评判标准;被铭记的,几乎总是应当被铭记的人。数学声望是最稳固、最可靠的投资之一,只要你能得付出价码。

第九节

这一切对大学先生们、尤其对数学教授们,无疑是莫大的安慰。律师、政客或商人有时会说:学术生涯大抵是由“谨慎”而“缺乏野心”之辈所选,他们图的无非安逸与稳当。此言大谬。

一位先生既选择当先生,便放弃了某些东西,尤其放弃了赚大钱的机会。教授年薪想达两千英镑已实属不易;而终身教职的保障,正使这种“放弃”变得容易。这并非豪斯曼拒绝当“西蒙勋爵”或“比弗布鲁克勋爵”的原因。他之所以拒绝,恰因他的野心:他不屑于在二十年后便被人遗忘。

编者注:2000英镑折合471盎司黄金。

然而,坐拥这些“优待”却仍可能失败——这痛苦难言。我仍记得伯特兰·罗素向我讲述的一场噩梦:

公元约2100年,他置身大学图书馆顶层。一名馆员推着巨桶巡架,抽书、翻几页,或放回原处,或随手掷入桶中。终有三巨册落入他眼——罗素认出那是《数学原理》的最后传本。馆员抽出一册,翻数页,对那古怪符号略一皱眉,阖卷,托在手中,踌躇……

第十节

数学家,如同画家或诗人,是模式的创造者。倘若他的模式比他们的更恒久,那是因为模式是用“观念”(ideas)铸成。画家以形色构形,诗人以词句成象;一幅画可以“寓意”其观念,但那观念通常平庸且无足轻重。在诗里,观念分量加重,然而正如豪斯曼所坚持:诗里观念的重要性被习惯性地夸大了——“我不承认存在所谓诗意观念……诗并非所言之物,而是言之方式。”

怒海狂涛, 洗不去膏油君王之香。

还能有比这更妙的诗句吗?又能有比此更陈腐、更虚妄的“观念”吗?观念的匮乏几乎无损于文字、油画之美。数学家则不然,他手边只有观念可用,故其图案更可能长存,因为观念比文字更能耐受住时间的磨损。

数学家的图案,与画家、诗人的一样,必须美丽;其观念如色彩、如词语,须和谐相嵌。美是首要检验,丑陋的数学在这个世界无立足之地。此处我得澄清一种至今尚存的误解,即怀特海所称的“文学迷信”:对数学的审美欣赏被视为“每代仅少数怪癖者才有的偏执”。

如今要找一个对数学之美毫无所感的受过教育者,已颇不易。数学美也许难以定义,但任何美皆如此。我们未必说得出何谓美丽诗篇,却能在阅读时一眼认出。连霍本教授——那位不惜一切贬低数学审美因素的人——也不敢否认其存在。“确有个别人,对数学感到一种冷峻而非个人的吸引……数学的审美感召对极少数人可能很真实。”但他暗示这“极少数”既“冷峻”又可笑,蛰居狭小大学城,吹不到辽阔天地的清风——他只是重复怀特海的“文学迷信”。

事实恰相反:几乎没有比数学更“大众”的学科。多数人都能欣赏一点数学,正如多数人能享受一段悦耳旋律;真正对数学感兴趣的人,或许比爱好音乐的还多。表面看似乎相反,原因却简单:音乐可用来煽动集体情绪,数学却不能。乐感缺失被视为轻度可耻,而大多数人对“数学”二字如此恐惧,以至毫不做作地夸大自己数学方面的愚钝。

稍一思索,便足以揭穿“文学迷信”之可笑。每个文明国家都有大量棋迷。在俄国,几乎全体知识阶层皆然;每位棋手都能欣赏一盘“美丽”的对局或牌局。然而棋局牌局纯是数学练习(对局不完全是,因心理亦起作用)。任何人高呼一局棋“美极了”,都是在为数学之美喝彩,纵使其棋技较低。任何棋局牌局,均可谓数学的“赞美短歌”。

在更低端却更广众的层面,桥牌。再往下,比如大众报纸的益智栏,皆属同趣。那些栏目惊人的吸引力,几乎全归功于初等数学的勾魂术;优秀谜题作者如杜德尼或“卡利班”,几乎只用这点法宝。他们太懂行:公众需要的只是稍微一点点智力“刺激”,而世上没有哪种刺激比数学更带劲。

还可补充:世上最令名人快意之事,莫过于发现或重新发现一个真正的数学定理。赫伯特·斯宾塞在其自传里重刊一则关于圆的定理,二十岁时自证(不知柏拉图早在两千多年前已证)。索迪教授是更近也更轰动的例子——不过他的定理确属原创。