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世纪之交最伟大的数学家——集合统帅康托尔

康托尔

提起“集合”,除了像“集合起来搞事情”的意思,作为名词,上过高中的小伙伴们可能都还记得,这是高中数学最开始学的知识。内容不多,原理也比较简单,更是高考数学的送分题(做对了送分,做不对送命)。

不过大家可能对集合背后的这个神秘男子不太了解,今天浪子老师就给大家扒一扒“集合论”的创始人:康托尔大神和他的传奇故事。


1.天才求学

康托尔(Georg Ferdinand Philip Cantor,1845~1918),德国数学家,集合论的创始者,与其他天才一样,还在幼年时代,康托尔就表现出对数学的强烈兴趣。1862年,17岁的康托尔离开双亲,考入瑞士苏黎世大学,第二年转入柏林大学,兴趣开始转移到纯数学方面。于1868年以数论方面的论文获博士学位,1869年进入哈勒大学担任讲师,之后发表多篇论文,1879年成为哈勒大学的教授……巴拉巴拉等,反正都是些数学家的正常操作。


2.集合论诞生

康托尔的研究主要是在无穷集合领域,无穷这个东西,看不见摸不着,也数不过来,到底能不能拿来计算,怎么个用法,大家争论很大。因此大多数数学家,包括像高斯、柯西这样的大数学家,只好对无穷集合采取避而远之的态度。

但是老康却把无穷当作了自己的珍爱,他夜以继日地苦读、研究、计算、论证。最终,康托尔得出了许多惊人的结论,起初他都不敢相信自己的眼睛,他说,“我见到了,但我不相信。”按照康托尔研究的理论,下述观点是完全正确的——

1厘米长的线段内的点,和太平洋内的点,和地球内部的点竟是“一样多”!

这种整体等价于局部的理论,在世人眼里,就好比郭敬明和姚明同时站在你面前,你非得说他俩一样高。但是天才就是天才,在进行了严密的论证后,他证明了郭敬明和姚明一样高,不对,是发现自己的理论无懈可击。

这样,在1874年,年仅29岁的康托尔在《数学杂志》上发表了关于无穷集合理论的第一篇革命性论文。这篇论文的发表,标志着集合的诞生。

当时老康估计像这张照片上一样,意气风发,帅的掉渣。


3.遭受攻击

但是万万没想到,由于康托尔的思想过于超前,论文一发表,遭致当时一些赫赫有名的数学家的猛烈攻击。

集合论最激烈的反对者是克罗内克,克罗内克是当时名望颇高的大数学家,柏林学派的领袖,最重要的,他还是康托尔的导师。由于集合论的内容同他的主张大相径庭,所以克罗内克简直到了不能容忍的程度,连续不断地攻击康托尔达10年之久。

老师天天骂自己是神经病,还叫上一个学校里其他老师一块骂,这谁受得了。再加上康托尔天性神经过敏,容易激动,带有极强的感情色彩,把别人的批评看得过重。

于是康托尔忍无可忍,终于爆发了,他于1884年精神崩溃住进了精神病院。


4.神学附身

进入病院后,康托尔的精神时好时坏,精神不好的时候,他开始醉心于哲学和神学(似乎get到了新技能),但是当他清醒的时候,又开始沉迷于集合论的研究。后来有一天,他灵光一闪,“如果用哲学和神学来解释集合论的话,那是不是大多数人就能接受了?”

康托尔很快将这一想法付诸了实践,搞了一套理论,什么集合论是“神的启示”,“既具体又抽象的存在”等等让人似懂非懂的话都用上了,最后公布于众,充满了神秘力量的辩证法集合论就此诞生。

但他万万没想到,他的老师克罗内克就是一个用神来解释数学的高手,当年曾凭一手“上帝创造了整数”的惊人言论名声大噪(看来老康没从老师那里学到精华啊)。老康这一顿操作直接让克罗内克抓住要害来了个反杀,并且暴露了集合论发展中的某些薄弱环节。眼看着上帝都救不了自己,老康又一次住进了精神病院。

看这忧郁的眼神,浓密的胡子渣,还有日渐高起的发际线,就知道老康数学又学多了。


5.好友助攻,真理光辉

可是,真理毕竟是真理,任何嘲讽和攻击丝毫也抹煞不了真理的光辉。时间到了1891年,克罗内克去世,康托尔境遇好转。随着时间流逝,人们思想已经慢慢跟得上康托尔当年的步伐了,许多大数学家开始支持康托尔的集合论。

1897年,在苏黎世举行的第一次国际数学家会议上,康托尔的思想得以在大会上传播。1900年,第二次国际数学大会上,名噪一时的战斗数学家希尔伯特跳到台上振臂一呼“康托尔牛逼!集合论万岁!反正我信了,你们爱信不信!”(原话是:没有人能把我们从康托尔为我们创造的乐园中驱逐出去!),翌年,集合论得到世界公认。1904年,第三次国际数学大会,康托尔声望达到巅峰,“现代数学不能没有集合论”已经成为共识。

但这一切的荣誉康托尔都无福消受了,他自从第二次住进精神病院以后,太醉心于武功,不对,是太醉心与神学和哲学,以至于走火入魔,不问世事,终于在1918年1月6日与世长辞了。


6.总结

作为集合论的创立者,康托尔是数学史上最富有想象力,也最有争议的人物之一。19世纪末他所从事的关于连续性和无穷的研究从根本上背离了数学中关于无穷的使用和解释的传统,从而引起了激烈的争论乃至严厉的谴责。

然而数学的发展最终证明康托尔是正确的。康托尔创立的集合论被誉为20世纪最伟大的数学创造,集合概念大大扩充了数学的研究领域,给数学结构提供了一个基础,集合论不仅影响了现代数学,而且也深深影响了现代哲学和逻辑。

今天集合论已经成为整个数学大厦的基础,康托尔也因此成为世纪之交的最伟大的数学家之一。


读完了大师的故事,要不要来刷几个集合题助助兴呢?

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