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數學家可以被計算機取代嗎?

將來數學家會被計算機取代嗎?如果數學僅僅由程序計算組成,那麽答案將是肯定的。但如果妳想讓計算機做數學證明,甚至解決困難的邏輯問題,妳也知道這些問題需要直覺和想象力的飛躍,而這是計算機無法做到的。即使只是決定哪個問題在數學上是有趣的、無聊的或不可研究的,似乎也需要人來做。

計算機能取代數學家嗎?

在B(A)管理委員會事務委員會就“已證實的未來”進行辯論。

計算機輔助證明

計算機輔助證明並不是什麽新鮮事。第壹個例子是1976年對四色定理的證明,該定理指出,任何畫在平面上的地圖只需要四種顏色,就可以確保任何兩個相鄰的國家可以用不同的顏色標記。為了證明這壹點,計算機檢查了大量的地圖,以證明定理是正確的。1998年,著名的開普勒猜想在計算機的幫助下得到了證實。開普勒猜想是關於如何將球體堆積起來,從而使它們占據最少的空間。

計算機能取代數學家嗎?

壹張使用四種顏色的地圖

在這些證明中隱含的問題是,沒有人能檢查計算機是否犯了錯誤。有些人會反對這樣的證明不能被認為是完全的證明,但是其他人願意在機器的幫助下接受這些證明。正如巴羅-格林所指出的那樣,壹個數學家無法完成的證明並不壹定需要借助計算機來完成:100多位數學家***同努力對壹個有限的簡單群進行分類就是壹個例子。當然,計算機的使用並不是什麽新鮮事。Martin引用了Hardy和Ramanujan的例子,他們在20世紀早期使用由MajorMacMahon計算的表格來研究配分函數。

計算機做的校樣

計算機還可以以壹種更神奇的方式幫助數學研究。Automated mprovers (ATPS)是壹個程序,它利用邏輯規則來產生壹個數學結果:壹個可以從假設和公理和邏輯推導得出的結果。

atp在數學方面取得了壹些成功,但有趣的是,它也對我們的生活產生了影響。從控制飛機、核反應堆到心臟起搏器,計算機程序的用途非常廣泛。為了安全和省錢,妳需要知道系統是否正常工作。測試壹個系統來確保這壹點的方法之壹是在大量的場景和確保它總是做正確的事——但這是費時的,至關重要的是,如果妳不能測試所有可能的場景,測試可能仍然錯過了發現錯誤的機會。相反,我們可以使用ATPS從數學上驗證運行在其上的特定硬件系統或代碼是正確的,並且總是按照預期的方式運行。

atp仍然需要大量的人力投入才能發揮作用,但皮茨相信,至少在計算機科學領域,atp的作用是巨大的。許多數學家可能會覺得這種發展有點可悲:正如皮茨所指出的,這意味著人們不再關心如何使數學論證變得優雅。計算機不關心使用蠻力解來獲得證據,比如遍歷所有的概率,只是為了找到壹個證明。相比之下,人類數學家總是在尋找壹種高階原理,將所有這些可能性結合在壹個優雅的過程中。事實上,計算機科學中的校樣通常“又大又醜”。

真的不需要人類嗎?

但是,這些發展也許不需要數學家過多關註;畢竟,它們只是數學在不同領域的應用。但高爾斯相信,即使是在數學領域,偉大的事物也會出現。人類數學家與計算機的不同之處在於,他們不僅喜歡做出優雅而美麗的證明,他們還想提供壹些關於為什麽結果是真實和可靠的見解。他們發現了似乎只有人類才有的證據,例如,數學的不同領域以及數學和科學之間的聯系可以在更高的水平上建立起來,而這在目前的計算機中顯然是不可能的。

但是高爾斯認為,即使在人類使用的數學方法中,證明也不是完全抽象的。如果我們能真正理解我們所說的“證明”的含義,即人們如何發現證明,並創建壹個數據庫,將現有的數學知識歸類為背景知識,那麽也許有壹天,我們將能夠像人類數學家那樣,讓計算機證明。

高爾斯相信,到本世紀末,人類數學家很有可能將自己從證明中解放出來。壹旦計算機能夠很好地證明某些結果,它們也能很好地決定要證明哪些結果,完全不需要人類的指導。