關於數學和科學異同的討論,人們從未停止過. 但我想,我們大致上不會認爲數學和科學互相隸屬. 這也很好理解:數學是純粹推理的結果,這個宇宙爆炸了,數學推理的結果依存;但那時候的物理規律卻可能需要改寫,即使這中間要用到數學來建立恰當的模型.
但是從純粹的職業角色來看,數學家事實就是科學家,而且很多人也確實默許了這一點,甚至潛移默化到數學和科學本身,認爲其界限不再那麽分明了.
數學家和科學家幾乎都需要發 paper,都要經過一般由人類同行進行的 peer review,而且是的都會有「打臉時刻」的僞 paper,無論那是有意還是無意的. 所以,哪怕數學本身是結果與經驗無關的,但只要數學家用自然語言寫 paper,有人類同行共同把關 paper 的正確性,那麽數學家就需要面對社群經驗的挑戰.
科學我們都知道往往是局部正確的,而且科學家從不避諱這一點,一旦發現了某個理論的 corner case 就會想新的理論 cover 各類場景. 數學就不存在局部正確性,對的永遠是一直對的,嗎?其實,數學也存在不同的公理系統,公理系統還有不同的宇宙(可以把一個宇宙當作是一個公理系統的 implementation),只不過絕大多數數學家默認的 ZFC + 經典邏輯系統足夠好用、强大,并且他們的絕大多數工作不至於需要研究不同 implementation 甚至 ZFC 外的公理系統下對結論產生的影響,畢竟這些都是更基礎的數學研究者比如集合論學家、構造/直覺主義者等需要考慮的問題. 但我們也知道了,數學家的結論之所以一般不會認爲是「局部正確」的,是因爲大多數人都擁抱 ZFC 系統,而大多數人都在 ZFC 系統下推理,這個社群基礎幾乎將局部性擴充爲了全局性. 當然,如果我們將全局錨定在一個特定的公理系統(就例如 ZFC)的話,那一個已發表的命題確實幾乎是全局絕對正確的.
既然數學家們都用 ZFC,爲什麽我要關心別的公理系統甚至同樣滿足 ZFC 約束的不同宇宙呢?其實,話應該反過來問,爲什麽數學家就心安理得地使用 ZFC 呢?之前已經回答了一部分,但最關鍵的是,大多數數學家也和科學家一樣是「實用主義者」,有一個公理系統能證明他們的命題那就足夠了,他們其實不在乎也沒有意識到他們只選擇了 ZFC. 就像發表了一個科學理論,只要實驗結果吻合,那就足夠了,即使未來有 corner case 了,那也會有人(同行,也可能就是自己)打 patch 的. 我們假設未來的數學社群,系統性地從經典邏輯轉移到了構造性邏輯(不太可能啦,其實這只是作者的 wishful thinking),肯定會有 workgroup 評估舊的 work 是否仍然成立,有沒有必要進行證明改造;同時也可能需要廢除一批結論,因爲這些結論可能不再 decidable(比如最默認最 trivial 的 LEM 排中律,而且這本身也是構造性邏輯的特色所在).
我其實不是數學家也不是科學家,數學家是不是/像不像科學家,有那麽重要嗎?其實沒那麽重要,但純粹是我無聊給未來的數學家社群的動向做一個預測,而且在 AI/LLM 時代下,這個預測描繪的景象其實變的更加容易實現的,更何況現在已經有人在這個方向上工作了.
簡單來説,爲了讓數學家更像數學家,我們首先就是要減少驗證一個 work 所需的經驗的成分,這個説簡單不簡單說難不難特別是在有 LLM 的今天,那就是數學的 work 應該形式化,這方面可參考 Terence Tao 在 Youtube 的直播,以及他在社區裏對自己的 “Analysis” textbook 的形式化工作. Rocq (Coq) / Lean 這些 proof assistant 語言可能是一個障礙,但是在 LLM 盛行的今天,學習/使用並不算難,大多數 trivial proof 甚至也可以完全用語言内建的自動 tactic 證明或者配合 LLM 構建 tactic 序列. 這樣我們的 peer review 的成員就變成了 proof assistant,這樣經驗成分顯著減少,而且可靠度顯著增加.
如果這一步成功了,興許會有更多人加入研究 proof assistant 的内部機制,從而可能使構造性邏輯變的沒有那麽小衆,成爲某種不差的第二選擇,讓數學社群變的真正多宇宙化,這樣那個「絕對正確」的斷言也在實踐中變的更加可信.
當然,即使數學家社群沒有這樣變化,現在的狀況其實也蠻好的,畢竟不同邏輯宇宙的擁躉還總是能找到屬於自己的一個庇護所的.
隨便寫的,暴論很多也不指望你反駁(其實是我懶得再回嘴啦),看看就好,真想討論其實也 OK.