在整個高中階段,對李一觸動比較大的其中一本書是《數(shù)學:確定性的喪失》。通過閱讀這本書,李一對微積分、非歐幾何、不同的數(shù)學流派以及哥德爾不完備性定理等有了一些了解。
在讀《數(shù)學:確定性的喪失》這本書之前,數(shù)學給李一的印象是嚴謹而準確的。然而,這本書顛覆了他的這種認知。盡管書中有些內容他沒有完全看懂,但是他從此對數(shù)學產生了懷疑。
有一次,數(shù)學老師在立體幾何課上提到數(shù)學中的點是理想化的,并且長度都為零。李一對此表示疑問,他帶著疑惑問道:“老師,現(xiàn)實中長度為零的點到底是什么樣的?”
“它們表示位置?!崩蠋煵患偎妓鞯卣f。
“那么長度為零的位置是什么樣的呢?”李一顯然要刨根問底。
“這不是你要考慮的問題,你只要把課本的知識學好就行了?!崩蠋煹脑捵尷钜粵]法接著追問下去。
實際上,李一的老師并不知道這個問題的答案,而且當時沒有一本書或者某個人能回答這個問題。不過,成年后的李一自己找到了答案。那就是,所謂的長度為零的點純屬虛構??墒?,大量的數(shù)學知識都要基于存在長度為零的點這一假定,這意味著大量的數(shù)學知識實際上跟科幻故事或者無厘頭的小說情節(jié)一樣可有可無。
對數(shù)學產生懷疑讓李一無法繼續(xù)專注地學習課本上的數(shù)學知識,尤其是在學習立體幾何時,他的頭腦里會不時浮現(xiàn)非歐幾何中的一些論斷。這種狀態(tài)讓他的數(shù)學成績有所下降,但是他所看重的是事實真相而不是學習成績。
《數(shù)學:確定性的喪失》這本書中最為觸動李一的是哥德爾不完備性定理。書中這樣描述這個定理:“如果一個形式理論T足以容納數(shù)論并且無矛盾,則T必定是不完備的?!苯又?,書中又進一步解釋道:“這意味著,有這樣一個數(shù)論的有意義的語句S,使S和非S用這個理論都證明不了。因為S或非S總會有一個是真的,于是就有一個數(shù)論的語句S,它是真的,又是不可證明的,故其是不可判定的?!?p> “這個定理到底是怎么證明的呢?”李一很想掌握哥德爾不完備性定理的證明細節(jié)。
盡管在《數(shù)學:確定性的喪失》這本書中,對于哥德爾不完備性定理的證明思路有所提及,但是僅僅根據(jù)書中所寫,不足以讓讀者弄清楚這個定理是如何證明的。李一很想知道這個定理是如何證明的,但是他家附近的書店以及學校的圖書館都找不到相關的書。
幾經尋找,李一找到了一本相關的書,即郭世銘寫的《遞歸論導論》。在這本書中,“哥德爾不完備性定理”被翻譯成“哥德爾不完全性定理”,或者更明確地說是“哥德爾第一不完全性定理”。這本書對一個高中生來說,并不容易讀懂。這次,李一雖然看到了這個定理的具體證明,但是他沒能弄懂其中的一些細節(jié)。
盡管李一對哥德爾第一不完全性定理曾經看得很重,但是隨著年齡的增長,他對這個定理的興趣變得很淡。他逐漸認識到數(shù)學中的形式系統(tǒng)不過是人為設計的產物,而且所有公理也都是人為給出的,它們并不都是基于客觀事實的。從某種程度上來說,它們只是些推理游戲罷了。