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和中学生谈唯物辩证法(2)

 生意盎然 2018-10-13

二、从猜想的提出看认识论的全过程

什么是哥德巴赫猜想呢?对这个问题,同学们一定都知道。哥德巴赫猜想,指的是1742年德国著名的数学家哥德巴赫在写给大数学家欧拉的信中提出的:每个不小于6的偶数都可以表示为两个奇素数之和。这就是著名的哥德巴赫猜想。

现在,让我们回顾一下哥德巴赫是怎样提出这个猜想的。

1、观察实例,提出猜想

由于一些偶然因素,我们随手写出了以下几个等式:

3+7=10

3+17=20

13+17=30

17+23=40

……

粗看,它们反映出这样的规律:奇数+奇数=偶数

这显然正确。但没有多大价值。细看,左边的几个数不仅是奇数,而且还是素数。所以它们又反映出:

奇素数+奇素数=偶数

这似乎也没有多大价值。但一个有心于数学研究的人也许会从另一个角度来看待这些等式,将这些等式左、右换个位置,改写成:

10=3+7

20=3+17

30=13+17

40=17+23

……

从而猜想:偶数=奇素数+奇素数

这就有新义了。两个奇素数之和必为偶数,但一个偶数是否一定可表示为两个奇素数之和呢?原命题成立,其逆命题不一定成立。有时形式上的改变可以启发出思维的灵感,从而得到有意义的猜想。

2、验证猜想,修改猜想

2=1+1

4=1+3=2+2

一开始就遭到了挫折。1不是素数,2又不是奇数,看来猜想有失真之处。但继续往下验证:

6=3+3

8=3+5

10=3+7=5+5

12=5+7

14=3+11=7+7

16=3+13=5+11

18=7+11=5+13

它们又都与猜想相符。把招致麻烦的2与4去掉,将猜想修改为:

任何大于4的偶数都可表示成两个奇素数之和。这就是著名的哥德巴赫猜想。我们把它简记为(1+1)。这里的“1”表示一个奇素数。

3、验证与证明一直在继续进行

进一步的验证全都支持这一猜想。十九世纪,康托验证了1000以内的偶数都是对的;奥倍利验证了1000至2000的偶数也是对的。1911年,梅利验证了4至9,000,000之间的绝大多数偶数也是对的。后来竟有人验证到三亿三千万以内的偶数,结果也是对的。

多么浩繁的工作,多么艰辛的劳动!只要其中出现一个反例,便足以决定哥德巴赫猜想的命运。然而,至今所作的一切验证都一致地支持这一猜想,使它变得更加可信。

从猜想提出的过程中我们可以看到:偶数=奇素数+奇素数这一命题是从偶数的具体分解过程中归纳出来的。归纳出这个猜想之后又进行了一系列的验证,最后使这个猜想完整地准确地表述出来。

整个过程可以概括为:分解——归纳——验证——表述这样四个阶段。我们把具体的分解和验证工作称作实践,把进行归纳和表述阶段称作认识,那么就可以用哲学上的术语概括出这一全过程,它们是:实践——认识——再实践——再认识。这样一个循环往复的过程。这个过程就是人类认识所具有的一般规律。

由此可见,哥德巴赫猜想作为科学的认识具有以下特点:

(一)、它不是主观想象、随意编造出来的,而是从实际分解过程中总结和归纳出来的。这个特点在哲学上就叫做观察的客观性,不是枝节而是就整体而言。在抽象过程中我们将不符合实际的偶数2与4的分解情况排除出去,这两个偶数的分解形式属于个别情况,是枝节问题。偶数=奇素数+奇素数这一关系式则反映了偶数分解的普遍情况,它具有规律性。

(二)、整个过程经历了由个别、特殊上升到普遍这样几个不同的阶段。从哲学上讲,它从个别上升到了一般,由感性认识上升到了理性认识。对个别偶数分解的情况进行的认识属于感性认识,如6=3+3,8=3+5,这些具体的偶数6、8、10等可以表示为两个素数之和的形式。当连续不断的偶数越来越多地都能分解为两个素数之和的形式,这种印象和感觉越来越深刻地在头脑中映现出来之后,人们就会自然而然地推断出这种分解形式具有规律的性质。于是就会得出“偶数=奇素数+奇素数”这一结论。这样一来,就使人们的认识上升到了它的高级阶段,达到了理性的高度。作为理性认识,它的特点是将偶数具有的量的规定性抽象掉,从个别、部分进到了事物的本质高度,把握住了全部。

(三)、整个过程经历了实践、认识、再实践、再认识这样一个循环往复的阶段,它表明了人们认识问题遵循的一般规律。

(四)、作为认识的最终产物,就是数学上的猜想,而哲学上则将这一猜想称作理性认识的产物。由于它经过亿万次的验证之后仍然成立,所以这一结论就属于科学的抽象,或者说,它是一个正确的认识。在哲学里,人们将正确的认识称作真理,将错误的认识称作谬论。这一点又构成了哲学与数学这两门科学之间的本质区别之一。

将上述结论用哲学图像展示出来,是这样的:

现实中,由于偶数=奇素数+奇素数这一关系式没有经过理论上的证明,因此数学上只能将它称为猜想。一旦给出了证明,它就会成为定理。然而,在哲学思维看来,无论人们从理论上给出了证明还是像现在这样没有给出逻辑证明,它都将是一个真理。因为它是人们对偶数与奇素数之间关系的正确认识,是科学抽象的产物。其成立与否的根据就在于,经过人们亿万次地验证,这个关系式均成立。所以它是人们从实践中总结出来的规律,是经得起实践检验的真理。

未完待续


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