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1.3 歐洲訪學與哈密的影響、返普林斯頓任教(1927–1929)#

1927 年取得博士學位後,丘奇獲得國家研究委員會(NRC)的獎學金,展開兩年的歐洲與美國巡迴訪學。這兩年短暫卻關鍵:他親眼確認了「數學基礎」這門學問的國際格局,也找到了自己要扮演的角色——美國的邏輯播種者。

巡迴的路線#

丘奇 1927–1928 年的足跡大致為:

  • 哈佛:與懷特海短暫共事——《數學原理》的作者之一就在咫尺,但懷特海已轉向形上學,兩人交集有限;
  • 哥廷根:希爾伯特學派的總部(→ 詳見《希爾伯特傳記》)。丘奇見到了希爾伯特綱領的日常運作:形式化、元數學、以及為證明論服務的有限方法;
  • 阿姆斯特丹:拜會布勞威爾(L. E. J. Brouwer)的直覺主義圈。布勞威爾主張數學是心智的構造,排中律在無窮集合上不可用——這場「希爾伯特對布勞威爾」的基礎之戰(→ 另見《維根斯坦傳記》中的同期哲學論戰)給丘奇留下了深刻印象。

直覺主義的種子#

與布勞威爾學派的接觸,是這兩年最重要的思想收穫:

  • 直覺主義者堅持:存在性證明必須給出構造——「證明某物存在」就必須「能造出它」;
  • 這與希爾伯特的古典立場針鋒相對,卻在丘奇心中埋下一個問題:「構造」能否被精確定義?
  • 十年後的答案正是「可計算性」:一個對象存在=存在一個計算它的程序。1936 年丘奇定義「有效可計算性」時,直覺主義的幽靈就站在幕後;
  • 丘奇並未成為直覺主義者(他是古典邏輯家),但他把布勞威爾的構造性直覺翻譯成古典數學可以接受的定義——這是比站隊更深的貢獻。

回到普林斯頓圈子的討論#

訪學歸來後,丘奇回到普林斯頓的圈子,與同輩同儕展開高強度討論。丘奇性格內向,真正能與他深度對話的人極少,這個小圈子——包括後來的合作者斯蒂芬·克林(Stephen Cole Kleene,當時還是他的學生)與 J. 巴克利·羅瑟(J. Barkley Rosser)——成為他第一批「受試者」:Lambda 演算的草稿,最早就是在此圈中推演、找反例、再修改的。

歷史的另一面同樣重要:1928 年,丘奇指導了普林斯頓第一位在邏輯方向深造的研究生——正是克林。師生二人後來合寫了 Lambda 演算的奠基論文(見 2.1 與 3.3)。

返普林斯頓:1929#

1929 年,丘奇回到普林斯頓任助理教授。這一年發生了兩件改變美國數學史的事:

  • 普林斯頓高等研究院(IAS)開始籌建(1930 年正式成立),馮紐曼、哥德爾等歐洲巨匠陸續到來;
  • 丘奇開設了美國大學中最早的數理邏輯系列課程之一——課堂上坐著克林、羅瑟,幾年後還會坐著一個叫艾倫·圖靈的英國人(→ 詳見《圖靈傳記》第 1 章)。

事件關聯與前因後果#

年份 事件 後續影響
1927 NRC 獎學金,訪哈佛 接近《數學原理》的源頭
1927–28 訪哥廷根 希爾伯特綱領的第一手觀察
1928 訪阿姆斯特丹 直覺主義→「構造」問題的種子
1928–29 與克林等同儕圈討論 Lambda 演算的草稿期
1929 任普林斯頓助理教授 美國邏輯學派正式起步

因果:哥廷根教會他「形式化」的野心,阿姆斯特丹教會他「構造」的直覺——丘奇一生的核心問題「什麼是可計算的」,正是這兩股力的交點。若沒有這兩年,他可能只是一位幾何基礎學者;有了這兩年,他成為希爾伯特問題的美國終結者。

同代人的位置#

人物 1929 年在哪 與丘奇的交會點
馮紐曼 剛落腳普林斯頓 同系同事(→ 詳見《馮紐曼傳記》)
卡爾納普 維也納學派核心 日後芝加哥、普林斯頓同事,可算度性討論(→ 詳見《卡爾納普傳記》03.2)
圖靈 劍橋大學部學生 1936 年來普林斯頓求學(→ 詳見《圖靈傳記》第 2 章)
布林 早已於 1864 年去世 其代數經香農工程化(→ 詳見《布林傳記》《香農傳記》02.2)

小結#

  • 歐洲訪學讓丘奇同時看清希爾伯特的形式化與布勞威爾的構造性兩大陣營;
  • 他的終身問題「什麼是有效可計算」在此成型;
  • 1929 年返普林斯頓任教,同步開設美國最早的數理邏輯課程;
  • 普林斯頓即將因 IAS 而群星雲集,丘奇的課堂成為世界邏輯的新中心;
  • 下一步:1930 年代初,他與克林把那份「Lambda 記法」的草稿打磨成正式的演算系統,並在 1936 年投出一枚震撼整個數學基礎界的炸彈(見 2.1)。

下一段:1936 年的兩篇論文、不可解性的證明、以及丘奇-圖靈論題的誕生——請見 2.1。