波利亞的推理模式

美國著名數學家波利亞(1887~1985)在名著《數學與猜想》—書中提出了以下論證推理模式(Ⅰ)與嘗試推理模式(Ⅱ)。 波利亞的論證推理模式(Ⅰ)極為清晰地告訴我們:要推翻一個結論,只需舉一個反例就足夠了! 論證可以正面推證,又可以反例推證。反例需要經驗的積累,需要嘗試的提煉,下面是令中國人自豪的一個例證。

波利亞的推理模式波利亞的推理模式的提出

美國著名數學家波利亞(1887~1985)在名著《數學與猜想》—書中提出了以下論證推理模式(Ⅰ)與嘗試推理模式(Ⅱ)。

波利亞的論證推理模式(Ⅰ)極為清晰地告訴我們:要推翻一個結論,只需舉一個反例就足夠了!

論證可以正面推證,又可以反例推證。反例需要經驗的積累,需要嘗試的提煉,下面是令中國人自豪的一個例證。

反例舉出

1979年,中國科學技術大學年輕的研究生史松齡,有力地舉出了一個反例,推翻了蘇聯科學院院士彼得羅夫斯基為解決希爾伯特第16問題而得出的重要結論:“二次代數系統構成的微分方程組(簡稱ED,其極限環至多只有3個。”

這個結論,彼得羅夫斯基於1955年得出,在世界數壇統治了四分之一世紀之久,可是一夜之間,竟被史松齡舉出的反例(E2至少出現4個極限環)所推翻。

可見,反例推證有時會收到驚人的功效!

波利亞的嘗試推理模式(Ⅱ),可以進一步深化,變為更為一般的形式。豐富的經驗,可以使嘗試變得更加有的放矢。在模式(Ⅱ′)中,選取“本身很不像是可靠的”命題加以論證,將能得“A極為可靠”的結論。

具歷史意義的有趣例子

下面是令人難忘且具歷史意義的有趣例子。

瑞士著名數學家雅·伯努利(1654~1705)生前曾遺憾地提出:“假如有人能夠求出我所不知道的,自然數平方的倒數之和並把它通知我,我將不勝感激。”

雅·伯努利逝世後,他弟弟約·伯努利(1667—1748)的學生——數學家歐拉把上式計算到小數點後第六位,即1.644934,並猜測它等於。

之後,歐拉採用了獨特的方法:選擇類似於韋達定理的思路,並套用於有無窮多個根的方程,得到了竟然使他的猜測變得“極為可靠”的結論。

然而,“極為可靠”畢竟不是最後結論,是真理還是謬誤還得接受現實的挑戰與歷史的考驗。

不過,波利亞的模式(Ⅱ)卻可使猜測的信念更為牢靠、堅定,逼近最終目標將是指日可待I類似於歐拉猜想的,還有世人皆知的哥德巴赫猜想,依據波利業推理模式(Ⅱ)。

200多年來,世界優秀數學家艱苦卓絕的努力已達到了(1+2)的高峰,離抵達頂峰摘取“皇冠上的明珠——(1+1)”只有一步之遙了。

由此可見,波利亞的推理模式確是一條探求科學真諦的重要途徑,它既可能會支持已有的經驗與信念,也甚至會改變著人類的經驗與信念。

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