23個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題是如何提出的?

——是蘋(píng)果樹(shù)下散步結(jié)出的果實(shí)

在哥尼斯堡大學(xué)教書(shū)這段時(shí)間,他同兩位年輕的數(shù)學(xué)家的交往使他受益終生。一位是比他大3歲的胡爾維茨,在希爾伯特還是學(xué)生時(shí),這位見(jiàn)多識(shí)廣的青年就已是副教授 ,另一位是閔可夫斯基,雖比希爾伯特小兩歲,但已榮獲巴黎科學(xué)院大獎(jiǎng)而名揚(yáng)國(guó)際。

 

蘋(píng)果樹(shù)下散步討論問(wèn)題結(jié)出的果實(shí)

希爾伯特他們?nèi)硕紝?duì)數(shù)學(xué)有濃厚的興趣,每天下午“準(zhǔn)5點(diǎn)”都會(huì)在校園旁邊的蘋(píng)果樹(shù)下相聚,邊散步邊討論數(shù)學(xué)問(wèn)題。有時(shí)他們也會(huì)爭(zhēng)得面紅耳赤。一天曾有一位訪問(wèn)學(xué)者偶然經(jīng)過(guò)這里,聽(tīng)到有爭(zhēng)吵聲,他駐足觀看發(fā)現(xiàn)有三位年輕人正在激烈地爭(zhēng)論著數(shù)學(xué)問(wèn)題,并沒(méi)有注意有其他人路過(guò)這里。

后來(lái)希爾伯特回憶這段生活時(shí)說(shuō),“日復(fù)一日的散步中,我們?nèi)悸耦^討論當(dāng)前數(shù)學(xué)的實(shí)際問(wèn)題;相互交換我們對(duì)問(wèn)題新近獲得的理解,交流彼此的想法和研究計(jì)劃!彼麄?nèi)酥,赫維茨有著廣泛堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí),又經(jīng)過(guò)很好的整理,所以他是理所當(dāng)然的帶頭人,并使其他兩位心悅誠(chéng)服。希爾伯特發(fā)現(xiàn)這種學(xué)習(xí)方法比鉆在昏暗的教室或圖書(shū)館里啃書(shū)本不知要好多少倍。這種例行的散步一直持續(xù)了整整八年半之久,他們以這種悠然有趣的學(xué)習(xí)方式探索了數(shù)學(xué)的“每一個(gè)角落”,并思考著數(shù)學(xué)未來(lái)的發(fā)展。希爾伯特后來(lái)回憶道:“那時(shí)從沒(méi)有想到我們竟會(huì)把自己帶到那么遠(yuǎn)!”三個(gè)人就這樣“結(jié)成了終身的友誼”。

其實(shí)這就是希爾伯特之所以能夠在1900年提出23個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題背后的故事,這些問(wèn)題都是他們?cè)谏⒉綍r(shí)討論過(guò)的,希爾伯特把他們的討論的內(nèi)容又做了深入的思考和整理。 蘋(píng)果樹(shù)下的散步結(jié)出了豐碩的成果。 

理性的洞察力

希爾伯特的一生都充滿了理性的精神。在柯尼斯堡市政會(huì)授予他“榮譽(yù)市民”稱號(hào)的儀式上,希爾伯特作了“認(rèn)識(shí)自然和邏輯”的著名演說(shuō)。他從宣布“認(rèn)識(shí)自然和生命是我們的最高任務(wù)”的論題開(kāi)始,論及到自然客體、經(jīng)驗(yàn)事實(shí)、邏輯思維、理論表述在人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然中的地位和作用,人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然的途徑、機(jī)制和法則,以及數(shù)學(xué)在認(rèn)識(shí)自然中的地位。希爾伯特的演說(shuō),充滿著哲理,閃爍著理性地看待自然的光輝,引人入勝,感染著眾多的聽(tīng)眾。

希爾伯特在數(shù)學(xué)研究中的理性精神,充分表現(xiàn)在他對(duì)“數(shù)學(xué)問(wèn)題”在數(shù)學(xué)研究活動(dòng)中的作用和地位的認(rèn)識(shí)上。歷史上眾多的數(shù)學(xué)家整天忙于解決數(shù)學(xué)問(wèn)題,但常常對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題本身的認(rèn)識(shí)論問(wèn)題缺乏反思。1888年希爾伯特成功地解決了代數(shù)不變量中的“哥爾丹問(wèn)題”,1898年又成功地解決了變分法中的“狄利克雷原理問(wèn)題”。這兩個(gè)問(wèn)題都是當(dāng)時(shí)著名的數(shù)學(xué)難題,它們的解決對(duì)數(shù)學(xué)這兩個(gè)分支領(lǐng)域的發(fā)展起了積極的作用。

希爾伯特切身地體驗(yàn)到:重大的個(gè)別問(wèn)題是數(shù)學(xué)的活的血液;單個(gè)重大問(wèn)題的解決,其意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了問(wèn)題的本身。接著,他對(duì)數(shù)學(xué)問(wèn)題的一般認(rèn)識(shí)論意義進(jìn)行了深刻的反思。1900年他被特邀在巴黎第二屆國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)上作了“數(shù)學(xué)問(wèn)題”的演說(shuō)。在這篇著名的演說(shuō)中,他論述了“數(shù)學(xué)問(wèn)題對(duì)數(shù)學(xué)發(fā)展的推動(dòng)作用”,論述了“數(shù)學(xué)問(wèn)題產(chǎn)生的源泉”,論述了“解答數(shù)學(xué)問(wèn)題的一般要求和途徑”等認(rèn)識(shí)論和方法論問(wèn)題。

接著,他在總結(jié)19世紀(jì)數(shù)學(xué)研究成果和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)上,在世紀(jì)之交向全世界的數(shù)學(xué)家們提出了“二十三個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題”,他認(rèn)為這些問(wèn)題可能是20世紀(jì)數(shù)學(xué)領(lǐng)域中最活躍、最關(guān)鍵、最有影響的課題。20世紀(jì)以來(lái)數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史表明,這些問(wèn)題涉及到現(xiàn)代數(shù)學(xué)的許多重要領(lǐng)域,引起了數(shù)學(xué)界持久的關(guān)注,對(duì)20世紀(jì)數(shù)學(xué)發(fā)展的確起了重要的指導(dǎo)作用。不管哪位數(shù)學(xué)家,若能解決其中一個(gè)問(wèn)題,就能在數(shù)學(xué)家共同體內(nèi)獲得一個(gè)榮譽(yù)地位。