Чтение онлайн

Дело в том, что в XIX в. математика переживала период чрезвычайно быстрого и, в известном смысле, революционного развития. Были сделаны поразительные открытия, которые перевернули многие привычные представления. Достаточно назвать создание неевклидовых геометрий Лобачевским, Бойяйи, Риманом; работы по теории функции Вейерштрасса, теорию множеств Кантора. Одна из особенностей всех этих исследований состояла в том, что их результаты пришли в рази

212

тельное противоречие с чувственной интуицией, с тем, что кажется интуитивно достоверным. Действительно, со времен Евклида все люди (в том числе и математики) были убеждены в том, что через данную точку по отношению к данной прямой можно провести в той же плоскости только одну линию, параллельную данной. Лобачевский показал, что это не так - правда, в итоге ему пришлось радикальным образом изменить геометрию.

Прежде математики считали, что к любой точке любой кривой линии можно провести касательные. Вейерштрасс дал уравнение такой кривой, по отношению к которой невозможно провести касательную. Наглядно мы не можем представить себе такую кривую, но теоретически, чисто логическим путем, можно исследовать ее свойства.

Всегда думали, что целое больше части. Это положение казалось и математикам аксиомой и нередко приводилось как пример абсолютной истины. А вот Г. Кантор показал, что в случае бесконечного множества это положение не работает. Например: 1234567...
– натуральный ряд чисел, а 1 4 9 16 25 36 49...
– ряд квадратов этих чисел. Оказалось, что квадратов чисел в бесконечном ряду столько же, сколько и натуральных чисел, так как под каждым натуральным числом можно подписать его квадратную степень, или каждое натуральное число можно возвести в квадрат. Поэтому Кантор определил бесконечное множество, как имеющее части, содержащие столько же членов, сколько и все множество.

Все эти открытия потребовали гораздо более глубокого исследования и обоснования логических основ математики и перестройки нашего мышления. Несмотря на то что европейская математика, начиная с Евклида, весьма негативно относилась к чувственному опыту - отсюда фундаментальное для математической науки требование логически доказывать даже то, что представляется самоочевидным, например что прямая линия, соединяющая две точки, короче любой кривой или ломаной линии, которая их тоже соединяет, все-таки прежде математики охотно обращались к интуиции, к наглядному представлению, и не только неявно, при формулировании исходных определений и аксиом, но даже при доказательстве теорем (например, используя прием наложения одной фигуры на другую). Так обстоит дело, в частности, у Евклида. Теперь правомерность интуитивных представлений была подвергнута радикальному сомнению. В итоге были обнаружены серьезные логические промахи в "Началах" Евклида.

Кроме того, математика в Новое время развивалась настолько быстро, что сами математики не успевали осмыслить и привести в стройную систему свои открытия. Они часто просто пользовались новыми методами, поскольку те давали хорошие результаты, и не заботились

213

об их строгом логическом обосновании. Когда время безудержного экспериментирования в математике прошло и ученые стали разбираться в основаниях математических доказательств, то оказалось, что в основе математики лежит немало весьма сомнительных понятий. Анализ бесконечно малых блестяще себя оправдал в практике вычислений, но что такое "бесконечно малая величина", никто толком сказать не мог.

Больше того, оказалось, что определить сам предмет математики, указать, чем именно она занимается и чем должна заниматься, невероятно трудно. Старое традиционное определение математики как науки о количестве было признано неудовлетворительным. Ч. Пирс определил математику как "науку, которая выводит необходимые заключения"; Гамильтон и Морган - как "науку о чистом пространстве и времени". Дело кончилось тем, что Рассел дал свою парадоксальную характеристику математике, сказав, что это "доктрина, в которой мы никогда не знаем ни того, о чем говорим, ни верно ли то, что мы говорим".

Таким образом, во второй половине XIX века, и особенно к концу его, была осознана необходимость уточнить фундаментальные понятия математики и прояснить ее логические основания. В то же время были сделаны успешные попытки применить методы математики к логике. Усилиями Буля, Пирса, Моргана, Шредера, Порецкого была разработана "алгебра логики", эта первая форма математической, или символической, логики. В свою очередь, методы символической логики были применены к анализу основ математики. В результате были сделаны попытки строгой формализации арифметики (Фреге, Пеано, затем Уайтхед и Рассел) и геометрии (Гильберт, Веблен).

Формализация означает такое построение арифметики (или другой науки), при котором принимаются некоторые основные понятия, определения, положения (аксиомы) и правила выведения из них других положений. Строгость определения понятий исключает возможность неточностей, а соблюдение правил должно (по идее) обеспечить возможность непротиворечивого выведения всех предложений (или формул) данной системы.

Поскольку задача состояла в формализации и аксиоматизации уже давно сложившихся наук, естественно, что при этом можно было принять их как готовое наличное знание и попытаться поискать в них общую им логическую форму, совершенно отвлекаясь от вопроса о происхождении их отдельных понятий и принципов, от отношения их к эмпирической реальности и от их интуитивного содержания. Поэтому в "Основах геометрии" Гильберта мы находим очень мало чертежей и фигур.

214

"Основная мысль моей теории доказательства, - писал Гильберт, - такова: все высказывания, которые составляют вместе математику, превращаются в формулы, так что сама математика превращается в совокупность формул. Эти формулы отличаются от обычных формул математики только тем, что в них, кроме обычных знаков, встречаются также и логические знаки" [1]. Некоторые из этих формул были приняты в качестве аксиом, из которых по соответствующим правилам выводились теоремы.

Аналогичным образом была проведена и формализация арифметики. Поскольку и здесь речь шла о том, чтобы создать наиболее строгую и стройную дедуктивную систему, эта цель, казалось, могла быть достигнута при максимальном исключении всякого внелогического интуитивного содержания из понятий и предложений арифметики и выявлении таким образом их внутренней логической структуры. Грандиозная попытка полного сведения чистой математики к логике была предпринята в "Principia Mathematica" Уайтхеда и Рассела и, в известном смысле, стала естественным логическим завершением всего этого движения. Таким образом, математика была, по существу, сведена к логике. Еще Фреге положил начало так называемому логицизму, заявив, что математика - это ветвь логики. Эта точка зрения была принята и Расселом.

Попытка сведения математики к логике с самого начала подвергалась критике со стороны многих математиков, придерживавшихся, вообще говоря, весьма различных взглядов. Защитники логицизма утверждали, что все математические рассуждения совершаются в силу одних лишь правил логики, точно так же, как все шахматные партии происходят на основании правил игры.

Противники его доказывали, что вести плодотворное рассуждение в математике можно только введя предпосылки, "е сводимые к логике. Решающее значение для исхода этой довольно продолжительной полемики имела знаменитая теорема Гёделя. В 1931 г. Гёдель доказал, что в каждой достаточно богатой средствами выражения формализованной системе имеются содержательные истинные утверждения, которые не могут быть доказаны средствами самой этой системы; это значит, что полная формализация, например, арифметики принципиально неосуществима, что "понятия и принципы всей математики не могут быть полностью выражены никакой формальной системой, как бы мощна она ни была" [2].

1 Гильберт Д. Основания геометрии. М.-Л., 1948. С. 366.

2 См.: Новиков П. С. Элементы математической логики. М., 1959. С. 36.

215

Нас здесь все эти проблемы интересуют не сами по себе, а с точки зрения того влияния, которое они оказали на становление логического позитивизма. Опыт построения формализованных систем породил надежды на то, что вообще все научное знание можно выразить аналогичным образом. Это было, в общем-то, понятное увлечение успехами формализации. Казалось, что весь вопрос в том, чтобы подобрать соответствующий язык - знаковую символику, включающую как необходимые термины, так и правила оперирования ими, в частности правила выведения.

Как говорит Эрмсон в своей книге "Философский анализ", Рассел считал, что "логика, из которой может быть выведена математика во всей ее сложности, должна быть адекватным остовом языка, способного выразить все, что вообще может быть точно сказано" [1].

1 Urmson J. О. Philosophical analysis. Oxford, 1961. P. 7.

Большую роль сыграли здесь теория типов и теория дескрипции, созданные Б.Расселом.

Поводом для создания теории типов явились парадоксы, обнаруженные Расселом при изучении работ Фреге и Кантора. Эти парадоксы заставили вспомнить о старых парадоксах, известных еще древним. Например, парадокс "Лжец" состоит в следующем: Эпименид - критянин говорит, что все критяне лгут. Но так как он сам критянин, то, следовательно, и он лжет. Таким образом, получается, что критяне говорят правду. Второй вариант этого же парадокса: "Все, что я говорю, - ложь; но я говорю, что я лгу, значит, я говорю правду, а если я говорю правду, то значит, я лгу".