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轉載-----一個數學家能知多少? from 楊子

(2006-06-15 17:42:19) 下一個
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        一個數學家能知多少?

今天的數學分為十幾個大方向,每個方向又有若幹分支,每個分支又都相當複雜,進入其中任何一個領域都要花費三五年的功夫,要像一百年前的 Hilbert 那樣通曉數學的所有領域 , 現在可以說是不可能的了。要像更早期的歐拉那樣通曉數學和物理更是是天人說夢。

一般來說,數學分為兩大部分:基礎數學和應用數學。但看看世界上一流的數學大獎項,幾乎清一般地頒給了“純數學”。何況要想在這裏再加上一個大部分:“數學史記和數學哲學”那在如今的數學界,更是上不得大多數數學係的殿堂的。

我們來看看這稱為基礎數學的”純”數學領域到底有多少分支. 但願你看了以後能理解數學”家”的痛苦---他們多數窮其一生,也隻能在其中一個小小的領域內做一點小小的事情.如果他再鑽到那小小的領域裏一個小小的難題上--- 而這難題對別人對別的分支來說又沒多大的影響和作用,幹了一輩子,又無所結果,那才叫冤哪. 好在多數數學”家”隻是一位教書匠,主觀上不誤人子弟,客觀上有溫飽日子,不會STICK在某一個對老婆孩子來說都極其無聊的”難題”上,也算是人生一大樂事.

I.基礎數學:

1. 數論:古典數論 解析數論,代數數論,超越數論, 模型/模函數論. ( 陳景潤 , 楊樂 , 張廣厚 , 王元 ,… 都是做這個領域以及下麵的函數論的 )

2. 函數論: 函數逼近論.

3.代數學: 線性代數 群論, 群表示論, 李群, 李代數, 代數群, 典型群, 同調代數, 代數K理論, Kac-Moody代數, 環論, 域論和多項式, 體, 格, 序結構. 拓撲群 矩陣論 向量代數 張量代數

4. 幾何學: ( 整體,局部)微分幾何, 代數幾何, 流形上的分析, 黎曼流形與洛侖茲流形, 齊性空間與對稱空間, 調和映照, 子流形理論, 楊振寧--米爾斯場 纖維叢理論, 辛流形. 凸幾何與離散幾何, 歐氏幾何, 非歐幾何, 解析幾何

5. 拓撲學: 微分拓撲, 代數拓撲, 低維流形, 同倫論, 奇點與突變理論, 點集拓撲, 同調論, 微分拓撲, 流形和胞腔複形 大範圍分析, 複流形

6. 泛函分析:線性非線性泛函分析, 算子理論, 算子代數, 廣義函數論, 差分與泛函方程, 變分法,積分變換 積分方程

7. 微分方程:泛函微分方程, 特征與譜理論及其反問題, 定性理論, 常微分方程, 穩定性理論、分支理論,混沌理論, 奇攝動理論, 動力係統, 非線性橢圓(和拋物)方程, 偏微分方程, 微局部分析, 一般偏微分算子理論, 調混合型及其它帶奇性的方程, 非線性發展方程和無窮維動力係統.

8. 數學物理:規範場論, 引力場論, 經典力學理論, 電動力學, 量子理論, 孤立子理論.

9. 概率論:馬氏過程, 隨機過程, 隨機分析, 隨機場, 鞅論, 極限理論, 平穩過程, 概率論, 統計學;

10. 數理邏輯:遞歸論(遞歸過程論, 遞歸函數論), 模型論, 證明論, 公理集合論, 數理邏輯 範疇論 算法論, 可計算性, 複雜性分析

11. 組合數學:組合論, 圖論(代數圖論.解析圖論), 數據結構, 算法論, 算法分析

12. 數學分析:序列、級數、可求和性微積分 實變函數 抽象測度論 逼近與展開 特殊函數, 複變函數論, 調和分析, Fourier分析

你看了這一大列, 服了吧? 這純數學就像一片大洋, 你隻是這滄海一粟, 當今沒有一個數學家敢誑論整個”數學”, 就是這個道理---沒有一個人能了解其所有的領域. 一般能兼顧兩個方向的就實在了不得了,要是兩個領域都接觸,那就是熊貓類了----少之又少的希奇動物!

再來看看第二部分 ,

II.應用數學

13. 數學邊緣學科:係統論; 控製論, 運籌學(包括華老的優選法), 位勢論

14。計算數學:偏微分方程數值計算,初邊值問題數值解法,非線性微分方程及其數值解法,邊值問題數值解法,有限元、邊界元數值方法,變分不等式的數值方法,辛幾何差分方法,數理方程反問題的數值解法,常微分方程數值解法及其應用,二點邊值問題, STIFF問題研究, 奇異性問題, 代數微分方程, 不確定性的數學理論, 分形論, 大型稀疏矩陣求解, 代數特征值及其反問題, 非線性代數方程, 一般線性代數方程組求解,

15。數學算法: 快速算法, 並行計算, 算法分析

16。函數逼近:多元樣條, 多元逼近, 曲麵擬合, 有理逼近, 散亂數據插值.

你可能會說, 這應用數學原來也是一堆理論. 是的, 不過它強調的是提供一套實用的理論和工具, 沒那麽”抽象”罷了.

第三大部分, “數學史記和數學哲學”其實是曆史最悠久的。讀史明人,活躍你的思維,開闊你的視野,啟迪你的人生, 成就你的事業,都是大有裨益的。

我老在想,改革開放以來,有四件事推動了中國科學技術的進展,尤其象數學這些純理科性的方麵在中國得以進步。

一是老鄧的三個發展綱要:工業發展綱要, 農業發展綱要,和科技發展綱要.(後來又加了國防發展綱要和教育發展綱要);
二是王梓坤的“科學發現縱橫談“
三是徐遲的“歌德巴赫猜想”
四是全國召開的科學技術大會,老鄧說的“科學技術是第一生產力”。

你會發現,兩個是政策方麵的,兩個是“史記,人物,發展史"方麵的, 它們的作用是如此的大,決不亞於任何一個"難題"的求解.從而本人一直認為數學史記和數學哲學的教育是極為必要的.隻是某些數學"家"沒有意識到罷了----當年陳省身在南開所成立時,一再強調讀數學史對數學大學生的重要性---知道別人在做什麽,是你研究的第一步.---那時候,作為一個"旁聽生",我感觸良多,一生難忘, 也一生受惠.

我們能知道多少? 連數學家都知之不了多少,何況我們這些泛泛之輩?! 懂一點已經心滿意足了.....如有一點點成就, 那更是沾沾自喜,光宗耀祖,甚感榮焉.

數學就像詩歌,沒事時,稍有撥弄,也嚐嚐數學詩的味....

 
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