著作甚豐,包括《微積分之旅》(A Tour of the Calculus)、《牛頓的禮物》(Newton’s Gift)、《演算法的誕生》(The Advent of the Algorithm)、《微分拓樸學的起源》(The Rise of Differential Topology)等書。現居巴黎。
12.勞倫斯(T. E. Lawrence)為道堤(Charles M. Doughty)的《阿拉伯沙漠旅行記》(Travels in Arabia Deserta)寫序時,在文中試圖描述他和道堤都很稱道的沙漠阿拉伯人的性格。「這個民族絲毫不令人厭惡。」勞倫斯寫道:「他們毫不質疑地接受生命這個禮物,將它當成公理。」
就數學普及書寫而言,本書主題近於大學數學系的傳統課程「數學基礎」(foundations of mathematics),是相當罕見且具膽識的選擇。顧名思義,數學基礎探討最基本的數學知識(如自然數概念等)的本質,尤其為什麼它具有確定性(certainty)。這或許可以解釋何以作者提出他所謂的「超基礎數學」(absolutely elementary mathematics)。
基於此一數學 vs. 法學之比喻,我們很容易可以猜測本書在數學論證方面的講究。現在,讓我簡介本書內容,或許讀者可以據以體會作者的用心。
本書共有二十五堂課,其中第5、13、16課分別以整課的篇幅,介紹三位數學家(阿伯拉、迪摩根和索菲雅.卡巴列夫斯基)的故事,其餘二十二課內容,就圍繞在自然數、0、負數與分數之概念及其運算所產生的抽象數學結構上。第1-3課主題是自然數與0的命名及位置記數法,其中並提及如何利用集合來定義自然數。在第4課中,作者介紹邏輯學中有關推論形式之意義,特別是與自然數的連結。第6-7課主題是公理系統與皮亞諾公理(Peano’s Axiom)。第8-9課主要解釋加法的定義。第10課主題是乘法的定義,而進一步延伸的,是第11課的基底以及位置記數法。第12課主題是遞迴定理(recursion theorem),其中作者也特別說明它與相關定義法(method of definition)之連結。在第14課中,作者介紹五個算術定律:結合律、交換律、(乘法對加法的)分配律、三一律以及消去律,並且預示運算決定了數系結構之事實。在第15課中,作者說明數學歸納法原理(principle of mathematical induction)與良序原理(well-ordering principle)之關聯。
在第17課中,作者演示數學歸納法,以證明加法的結合律。第18課介紹0與負數,其中罕見地提及負數在複式簿記制度中相當好用。第19課主題是整數系。在第20課中,作者引述新代數做為一種符號的科學(science of signs),以及偉大(女)數學家諾特(Emmy Nother)對現代抽象代數的偉大貢獻。由於諾特的貢獻之一是環(ring),因此,作者緊接著在第21課中,介紹此一抽象代數之結構。然後,在此一關聯中,作者在下一章(第22章)提供「負負得正」之證明。在第23課中,作者從《萊茵德紙草書》談到方程式求解,最終目的是討論多項式(可構成一個環)的角色。第24課主題是除法與分數,並進一步討論分數與小數的表徵形式。第25課的主題是數體(number field),作者引進這些抽象結構,完全基於它們的圓滿自足:「體的定義……本身只告訴我們,數學和『超基礎數學』需要人類心智投注所有力量,創造抽象概念,並且相信這些概念」。最後,在結語中,作者引用《蘇丹在後宮》這一幅畫,來強調數學的本質是關乎「自然生成與人為創造的兩種事物,滿足地彼此共存」。
就訴求目標讀者來說,本書可以跟《社會組也學得好的數學十堂課》(杰瑞.金著,商周出版,2010)做一個對比。後者顯然針對非科學主修大學生的數學通識課程。作者杰瑞.金(Jerry King)使用了數學 vs. 詩篇的類比,強調即使是人文社會科學主修的學生,也可以學好數學。如果一般人可以被詩篇所感動,那麼,他們又何嘗無緣參與數學知識活動呢?杰瑞.金認為基本的邏輯推理訓練、集合論、從自然數經整數、有理數、實數到複數的數系發展、數論、函數(含解析幾何)、機率論以及微積分等等,都是不可或缺的主題。同時,他又高度重視數學知識的結構面向,譬如從自然數系到微積分的縱深統整論述,就明確地演示數學的意義與價值不僅在於它的廣泛應用,而且也關乎它自身的真與美。
在頁196,作者提及群論(group theory)是在伽羅瓦(Evariste Galois)決鬥身亡前一天晚上寫成的作品中達到完善。又,在頁236,作者再次強調:「在決鬥身亡的前一天晚上,二十歲的伽羅瓦盡情發揮才能,重新檢視多項式方程式的根,首次發現了對稱性約束系統,這個系統可以決定哪些方程式可解、哪些不可解。」有關此一敘事不符合史實,數學史家早已貼心糾正,可惜,作者可能還是參考始作俑者的貝爾(E. T. Bell)的《大數學家》(Men of Mathematics)。事實上,在決鬥前夕,伽羅瓦寫信給他的好友,交代後者要幫忙珍惜他自認為畢生最偉大的數學貢獻,而那是他已發表的論文結果,因為他說:「我的命運已經無法讓祖國及時認識我的貢獻。」