逻辑
证明(proof)
证明是一条滴水不漏的推理链条,它表明一个数学命题为真——不是「大概为真」,也不是「凡是查过的情形都对」,而是带着彻底的确定性,永远为真。每一环都凭纯粹的逻辑由上一环推出,就像一排多米诺骨牌:推倒第一张,最后一张必倒无疑。一旦证明成立,结论便永久尘埃落定;未来任何实验、任何反例都无法将它推翻。
这正是数学与几乎一切其他事物不同之处。科学家可以把一个论断检验一百万次,却仍可能在第一百万零一次被推翻;而一位证明了素数有无穷多个的数学家,知道这件事的笃定程度,就如同你知道二加二等于四。整座大厦都是这样建起来的:从少数几条朴素的假设出发,一步一步小心地推出其余的一切。
一个常见的误解,是以为「验证大量例子」就算证明。它不算。一个规律可以在前十亿个数里都成立,然后悄悄地破裂——数学史上这样的陷阱比比皆是。例子能让你相信某事很可能为真,并暗示其中的缘由,但唯有证明能担保它在每一种情形下都成立,连那些大到永远无法逐一核对的情形也不例外。
要证明 √2 是无理数,先假设它等于一个最简分数——再证明这一假设本身会迫使该分数其实并非最简。这个矛盾就证明了:这样的分数根本不可能存在。
反证法:先假设结论的反面,再看着它自我瓦解。
今天仍在沿用的这种系统化的公理式证明风格——从明确的公理出发,再一步步推导出定理——大约在公元前 300 年由希腊数学家欧几里得在《几何原本》中汇集整理、确立为典范,而这是在更早的希腊几何学家的基础上完成的。该书后来成为有史以来影响最深远的一部教科书。证明末尾常见的「Q.E.D.」缩写源自拉丁文 quod erat demonstrandum,意为「此即所欲证」。
又称
另见