数学家研究的不是对象,而是对象之间的关系。
对于他们来说,只要关系不变,就完全可以用另一组对象来取代现有的对象。
他们不关注对象的内容,只关注形式。
——庞加莱(Poincaré),《科学与假设》(Science and Hypothesis)
抽象方式的革新在数学史中随处可见,因为数学家总是想借此来解决更为通用的问题。例如在第5章中,大家可以看到,欧拉把费马小定理的适用范围从素数推广到了合数。数学家后来发现,某些结论的适用范围其实还能够推得更远一些,从而由数字推广到抽象的实体。他们把这样的实体叫做代数结构(algebraic structure),也就是一组符合特定规则的对象。这种推广方式,产生了一个全新的数学分支,该分支称为抽象代数(abstract algebra)。本章将要初步演示几种抽象实体,并证明它们的某些属性。和前一章类似,我们在这一章里面也要暂时把编程问题放下,因为第7章将会讲解一种通用的算法,而那种算法的推导过程需要以本章所讲的知识为基础。