1926年的初秋,数学世界的目光聚焦于瑞士宁静而优雅的苏黎世。第一届战后国际数学家大会(Iional gress of Mathematis, ICM)在此召开,它不仅是学术交流的圣殿,更象征着跨越战争伤疤的、知识共同体的重建。对于罗伯特·卡尔顿和艾琳娜·诺特而言,这次大会则意味着更多——这是他们长达两年密集通信后的首次重逢。
苏黎世湖畔的氛围与哥廷根的随意或剑桥的凝重皆不相同。它更为国际化,也更正式。西装革履的学者们与穿着长裙的女士们穿梭于报告厅之间,空气中混合着多种语言,以及一种小心翼翼的、战后首次大型国际聚会的庄重感。
罗伯特提前一天抵达。他代表剑桥,带着一份关于加权圆法及其应用的分会报告,心情混合着年轻学者首次登上国际舞台的紧张与自豪。他下榻的旅馆房间里,摊开着精心准备的讲稿,上面布满了哈代和李特尔伍德审阅后留下的、鼓励性的批注。
大会开幕当日,他在人头攒动的主报告厅里,一眼就看到了艾琳娜。
她坐在靠前的位置,侧着身,正与身旁一位气质严肃的学者激烈地讨论着什么。她比两年前在哥廷根时似乎清瘦了些,面容轮廓更加清晰,但那双栗棕色的眼睛里的光芒,却更加炽烈和专注。她穿着一条深蓝色的、样式简洁的连衣裙,与周围许多衣着华丽的女士相比,显得有些朴素,却自有一种不容忽视的知性力量。她的手指快速地在空中比划,仿佛正在勾勒某个复杂的代数结构。
罗伯特的心跳莫名地漏了一拍。通信中的那个抽象、热情、思维飞驰的笔友,此刻以一个鲜活、生动、充满能量实体的形式出现在眼前。他犹豫着是否要上前打招呼,但会议很快开始了。
大会的主题演讲涵盖了当时数学最前沿的浪潮。希尔伯特虽然未能亲临,但他的问题集如同幽灵般萦绕在许多报告之中。关于量子力学数学基础的讨论——外尔、冯·诺依曼等人的工作——引发了激烈的兴趣,预示着数学与物理学新一轮的深刻交融。而在数学内部,拓扑学无疑是最令人兴奋的新兴领域之一,尽管大多数报告仍基于布劳威尔和庞加莱的传统方法。
罗伯特的分会报告在第二天下午。他站在讲台上,面对台下数十位知名的数论学家,尽力保持镇定,清晰地阐述了他的加权筛选技巧如何结合维诺格拉多夫的最新估计,有效地优化了圆法。他展示了几个关于华林问题的新上界结果,它们虽非惊天动地的突破,却体现了扎实而精巧的改进,赢得了台下包括哈代在内几位前辈的点头认可。提问环节,他也能有条不紊地回答关于技术细节的疑问。整个报告过程严谨、清晰,符合剑桥的风格。他走下讲台时,感到一种完成任务的轻松。
然而,他很快得知,艾琳娜的遭遇与他截然不同。她的工作过于新颖和抽象,未能入选正式的分会报告。但她并未气馁,而是在会议间隙,组织了一个小型的、非正式的讨论圈,就在酒店一间小小的休息室里。罗伯特寻迹而去时,里面己经挤了十来个人,空气闷热,却弥漫着一种思想前沿才有的兴奋张力。
艾琳娜站在人群中央,一块临时找来的小黑板靠在壁炉架上。她没有讲稿,全凭一腔热情和清晰的思维脉络。她正在解释她的“同调论”构想。
“……因此,关键不在于空间的具体几何实现,而在于我们赋予它的链复形结构!”她的声音清晰而富有穿透力,“一个链复形,就是一串由自由阿贝尔群(或更一般的模)构成的序列,通过一系列‘边缘同态’??: C? → C??? 连接,并且最关键的是,满足 ???? ° ?? = 0!这个条件,?2 = 0,是整个理论的基石!”
她在黑板上写下:
\cdots \lhtarrow C_{k+1} \stackrel{\partial_{k+1}}{\lhtarrow} C_k \stackrel{\partial_k}{\lhtarrow} C_{k-1} \lhtarrow \cdots
然后重重地在 ?? ° ???? = 0 下面画了几道线。
“现在,我们定义第k个同调群:”她继续写道,
H_k = \frac{ \text{Ker}(\partial_k : C_k \to C_{k-1}) }{ \text{Im}(\partial_{k+1} : C_{k+1} \to C_k) } = \frac{ \text{Z}_k }{ \text{B}_k }
“这个商群的元素,就是‘闭链’模去‘边缘链’的等价类。它的秩,给出了k维贝蒂数!但更重要的是,这个群本身,它的挠子群(Torsion Subgroup),它与其他同调群的关系,包含了远比贝蒂数丰富的拓扑信息!”
台下的人们反应各异。几位年轻学生一脸茫然,完全跟不上。几位组合拓扑学家皱着眉头,交头接耳,显然在质疑这种抽象框架的实际计算能力。但也有少数人,眼中闪烁着极度感兴趣的光芒。其中最为专注的,便是赫尔曼·外尔(Hermann Weyl)。这位哥廷根的数学全才,以其在分析、几何、物理数学方面的深刻工作而闻名,他抱着双臂,身体微微前倾,紧紧盯着艾琳娜的每一个公式和手势。
在提问时间,外尔第一个发言,他的声音平静却极具分量:“诺特小姐,你的构想非常大胆,也极具一般性。你试图将拓扑不变量完全代数化。我想问,你这个框架,如何与我们己知的、基于单纯剖分的组合拓扑学相容?你的‘链群’C_k,在具体例子中,是否就是k维单纯链的群?你的边缘同态?,是否就是几何上的取边缘运算?”
艾琳娜的脸上焕发出光彩,她显然期待并欢迎这样的问题:“外尔教授,正是如此!经典的单纯复合形(Simplicial plex)及其链群,是这套公理化的同调理论的一个特例,一个非常重要的模型(Model)!但它不是全部。我相信,只要满足 ?2=0 这一基本公理,任何链复形都可以产生同调群。这允许我们未来可能从其他途径(比如,从微分形式,或者……甚至从数论对象中)定义同调,只要我们能构造出合适的链复形!”
这个回答让外尔若有所思地点了点头,没有再追问,但眼中的兴趣更浓了。其他一些质疑者则仍然保持怀疑。讨论在激烈中持续了很长时间,首到酒店服务员前来提醒休息室即将关闭。
罗伯特一首站在人群外围,安静地听着。他再次感受到了那种熟悉的、被艾琳娜的思维高度和想象力所震撼的感觉,同时也为她面对质疑时的勇气和清晰感到钦佩。他注意到,当她深入阐述她的想法时,整个人仿佛在发光。
当晚,大会组织了一场在苏黎世湖畔的招待会。夏末的微风拂过湖面,带来清凉,远方的阿尔卑斯山轮廓在夕阳下显得柔和而神秘。罗伯特终于找到了与艾琳娜单独交谈的机会。他们各自拿着一杯葡萄酒,沿着湖边缓缓散步。
最初的交谈有些拘谨,围绕着大会的见闻和各自的报告。但很快,话题就转向了更深层的地方。
“你的报告很成功,”艾琳娜真诚地说,“我虽然听不懂所有细节,但我能感受到那种……剑桥式的严谨和完美。像一件精心打磨的首饰。”
“谢谢,”罗伯特笑了笑,“而你的……更像是一场风暴。一场试图重塑地貌的思想风暴。外尔似乎很感兴趣。”
“外尔教授的理解力是惊人的,”艾琳娜感叹道,“他能瞬间看到问题的核心。但大多数人……”她摇了摇头,语气中有一丝不易察觉的疲惫,“他们仍然问‘这有什么用?能计算什么?’”
“这或许就是数学的两面,”罗伯特沉思着说,“一面是发现和计算具体的结果,像勘探金矿;另一面是创造新的语言和框架,像绘制地图。两者都不可或缺。”
艾琳娜停下脚步,望向波光粼粼的湖面:“罗伯特,你认为数学是‘发现’还是‘发明’?我们是像哥伦布一样,发现了一个早己存在的数学新大陆,还是像建筑师一样,凭空的发明创造了这些结构?”
罗伯特几乎没有思考:“我认为是发现。素数分布的模式,ζ函数的零点,它们就在那里,独立于我们的意志。我们的工作是去发现它们永恒的规律。哈代教授坚信,数学真理是客观存在的美丽现实。”
“但我更倾向于‘发明’!”艾琳娜转过身,眼睛在暮色中闪亮,“我们认为的‘规律’,或许只是我们当前选择的公理系统和逻辑框架所‘显现’给我们的投影。我定义同调群,我规定?2=0,这是我发明的一套语言,用来描述‘形状’的一种方式。也许存在其他语言,其他公理,会让我们看到完全不同的数学宇宙!数学是人类心智的自由创造!”
这场关于数学本质的争论,没有火药味,反而充满了一种智力探索的愉悦。他们引经据典,从柏拉图谈到希尔伯特,从欧几里得谈到布劳威尔。谁也无法说服谁,但都在对方的观点中看到了值得尊敬的深刻之处。
“也许,”罗伯特最后妥协般地笑了笑,“我们是站在一座山峰的两侧攀登。你在北坡,我在南坡,我们看到的是不同的风景,但最终可能会在山顶汇合,发现我们看到的是同一片星辰。”
这个比喻让艾琳娜安静了下来。她看着他,夜色渐渐模糊了周围的景物,却让彼此的轮廓更加清晰。
“谢谢你,罗伯特,”她轻声说,“谢谢你的信,也谢谢你能听懂……或者说,愿意尝试去听懂我的风暴。”
罗伯特从公文包里取出一个精心包裹的礼物,递给她:“这是送给你的。哈代教授的《纯数学教程》。我想,这里面体现了他所信仰的那种数学之美——严谨、清晰、永恒。或许你能从中看到一些……‘骨架’?”
艾琳娜接过书,显得非常高兴。然后她也在自己的手提包里翻找起来,拿出一个厚厚的、用线扎起来的笔记本,塞给罗伯特:“这是我……这是我关于同调论所有想法的笔记。手写的,很乱。里面有很多错误和半成品,但……但这是我最真实的想法。送给你。或许……或许你能从中看到一些……‘血肉’?”
交换礼物的举动笨拙而真诚,充满了象征意味。他们互相赠送的,不仅仅是书籍和笔记,而是各自数学世界的核心与信仰。
在苏黎世湖畔的夜色中,隔着两种数学哲学的巨大差异,一种明确的、无法忽视的浪漫情愫悄然滋生,并迅速变得浓烈。他们不再仅仅是通信的笔友,也不再仅仅是学术上的对手。他们凝视着对方,看到了彼此眼中倒映的湖光与星光,也看到了智力之火燃烧所带来的吸引力。
远处的招待会传来了音乐声,但他们谁也没有动。一种无声的默契在两人之间流转,仿佛此刻,在这片介于发现与发明之间的数学湖畔,他们共同站在了一个全新的、未知的定理的门槛上,而这次,他们渴望一起去探索和证明。
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