数学家希尔伯特认为,鉴别好的数学问题的一般准则有两条:首先,问题应具有“清晰性和易懂性。因为清楚的、易于理解的问题吸引着人们的兴趣,而复杂的问题使人望而生畏。”
其次,“为着具有吸引力,应该是困难的,但却不应是完全不可解决而使我们白费气力。”
FLT就是这样一个好的数学问题。它形式简明,内容易懂,连中学生都可以理解;实践证明它又是十分困难的问题。
希尔伯特又说:“要想预先正确判断一个问题的价值是困难的,并且是常常不可能的;因为最终的判断取决于科学从该问题获得的收益。”是的,现在给出FLT的全面评价为时尚早,但就目前来说,已经可以看出它有着十分重大的意义。大体说来,它有着以下四个方面:理论方面的意义美国数学家爱德瓦德说:“数学家经常漂游在还未解决的问题的汪洋大海之中,但是力图解决FLT在将来正如过去一样,必将给我们带来数学上的进展。”FLT是举世公认的数学难题之一。三个多世纪来,数学家们用尽了现有的各种理论和方法,都没有获得最后成功,说明要解决FLT不仅要有既深又广的数学知识做基础,而且必须将现在的理论和方法用出新水平,或者创造新的理论和发现新的方法,像费马的“无穷递降法”和库麦的“理想数论”那样。数学家对后者抱着极大的热忱。
1900年,在巴黎召开的国际数学家代表大会上,希尔伯特做了一次震动数学界的讲演,他站在数学发展的前沿,高瞻远瞩地提出尚待解决的23个问题。这些问题的解决大都是相当困难的。他没有把FLT列入23个问题中,但他把它作为一个典型例子,说明这样一个非常特殊、似乎不十分重要的问题会对科学产生怎样令人鼓舞的影响。
这里有一个传闻,据说希尔伯特曾宣称他能证明FLT,但他认为,在解决FLT的过程中能给数学发展创造许多新途径,一旦解决了这个难题,这些有益的副产品就得不到了,所以他避而不去解决它。他满怀深情地说:“我应更加注意,不要杀掉这只经常为我们生出金蛋的母鸡。”希尔伯特能否证明FLT无从考查,但探索FLT的证明是“生出金蛋的母鸡”之说,从FLT的历史来看却颇有一些道理的。
应用方面的意义
数学是一门基础科学。随着科学技术的进步,不仅在自然科学中数学的作用越来越大,就是在社会科学中也得到广泛的应用。在解决FLT的过程中,势必推动着数学的许多分支的发展,从而促进科学技术的进步、以及整个人类的文明。科学技术生产力和精神力量是无法从经济上计算价值的,故我们称它们为“无价之宝”。
国际影响方面的意义
在FLT的研究上,许多国家的数学家都做出了贡献。如果哪个国家的数学家能在这个问题上取得重大突破,或者给予最后解决,无疑标志着这个国家至少在这个问题上处于领先地位,像陈景润在哥德巴赫猜想上证得(1+2)一样,为祖国赢得荣誉。
【注:大偶数表为一个素数及一个不超过两个素数的乘积之和,简记为(1+2)。】这里介绍一位数学家的轶事。20世纪著名的分析学家勒贝格创造了所谓“勒贝格积分理论”。这在分析学上是一个革命,大大推动了分析学的发展。勒贝格的晚年也沉醉于解决FLT中,他曾向法国科学院递交一份专论,叙述用他的理论可以彻底解决FLT。法国科学院接着这个报告后,科学家们欢欣鼓舞,由于勒贝格的声望,科学家对他的理论抱着极大的希望。如果他的理论成立,300多年中最难的数学问题之一,由法国人提出,最终又被法国人解决,以此可以说明法国人的聪明才智,值得向全世界骄傲。后来,一大批数学家研究了勒贝格的手稿后,非常扫兴地宣布,他也犯了错误,因此还是不成功。勒贝格接到退稿时,喃喃自语:“我想,我这个错误是可以改正的。”可是,直到他逝世时还没有改正过来。
批判唯心主义方面的意义
国际上有人散布唯心主义的不可知论,其主要论据之一是FLT。他认为,FLT从内容上说来是很简单的,但人们研究了300多年却解答不了。由此看来,人类虽然比其他动物聪明得多,但也不是无所不能的,人类的思维能力有个限度,而现在仿佛看出这个限度了。很明显,这是利用FLT宣扬唯心主义。可见,如果能完全解决FLT,对于捍卫唯物主义,批判唯心主义,也是十分有益的。