Из книги в настоящую заметку перенесены введение и заключения.
Габриэле Лолли. Философия математики: наследие двадцатого
столетия / Пер. с итал. А.Л. Сочкова, С.М. Антакова, под ред. проф.
Я.Д. Сергеева. – Н. Новгород: Изд-во Нижегородского госуниверситета
им. Н.И. Лобачевского, 2012. – 299 с.
Перенесено не все.
Из "Введение"
В этой книге рассмотрен широкий спектр философии математики двадцатого века, представленный, прежде всего, теми ее направлениями, которые во второй половине столетия явили собой концепции, актуальные и сегодня. На рубеже веков к таким течениям С. Феферман отнес
- платонизм, структурализм, натурализм, предикативизм, конструктивизм и формализм.
Наш список богаче, в него вошли и философии, может быть, не столь знаковые, но определенно показательные.
Книга представляет собой беглый обзор существующих философских течений, обзор, который, однако, достаточно точен и последователен. Выбор рассматриваемых направлений, как всегда, является упрощающим и субъективным. Исключены некоторые оригинальные идеи, которые не получили дальнейшего развития. Не посвящено отдельной главы основаниям теории категорий, которая понемногу сдает свои позиции несмотря на то, что ранее претендовала на радикальный пересмотр концептуальной организации математики. Амбиции теории категорий отчасти обоснованны, если исследования по основаниям математики разрабатываются нетрадиционным образом. Если же их рассматривать только как предложение новой понятийной структуры, то категории порождают те же самые проблемы, что и множества, причем эти последние связаны, в основном, с классической философской проблематикой, в то время как категории закладывают в основания математики специфическую концепцию – понятие функции, которая не принадлежит естественному бытовому языку. Теория категорий, во всяком случае, совместима с различными основными течениями философии математики, как, например, с реализмом, так и с формализмом.
Философия математики представляет собой научную дисциплину, которую продолжают культивировать с прилежанием, что приносит многочисленные плоды. Видимо, это происходит потому, что нет окончательных выводов и можно вновь и вновь возвращаться к тем же самым проблемам с новыми идеями и аргументами. Само название этой науки подсказывает, что она интересует и философов, и математиков, которые ведут исследования различными способами, по-своему формулируя и проблемы, и решения. Откровенно говоря, философия математики, которая достаточно непроста и требует широкого кругозора и глубоких знаний во многих отраслях науки, не всегда оценивается по достоинству и теми, и другими, если, конечно, не сводится к простым и незатейливым формулам.
Из "Заключение"
...смелая (или легкомысленная) экстраполяция первых нейрофизиологических результатов, которые подтверждают генетическое наследование элементарных понятий арифметики. Предлагается гипотеза, что математические объекты могли бы являться тем, что осталось в результате отбора (в дарвиновском смысле) в процессе приспособления. Естественный отбор мог быть фактором филогенетического развития с целью обеспечить построение мозгом определенных внутренних представлений, обладающих преимуществами в плане их приспособленности к закономерностям мира, как, к примеру, глаз приспособился для зрения.
В недавнем n-м предложении оживить философию математики Б. Голд (Bonnie Gold) составила список 38 вопросов или проблем, разработка которых могла бы интересовать математиков. Многие из них являются традиционными и касаются существова ния математических объектов, природы математического знания, его достоверности и границ, роли доказательства и различных видов интуиции или других источников знания, перехода от первых конкретных практических опытов к более продвинутому знанию, возможной пересматриваемости или, наоборот, перманентности математических результатов и их фальсифицируемости, связи с естественными науками, роста математических идей, ошибок, свободы и необходимости, изобретения и открытия. Мы затронули практически все, кроме явно выраженных социологических, как то одновременные открытия или роль сотрудничества, происхождение проблем, мотивации для исследований, национальные различия. Некоторые вопросы направлены, прежде всего, на участие математиков, когда Голд просит ответить на вопрос, что общего есть между алгеброй, анализом, топологией и комбинаторикой и почему все эти дисциплины классифицированы под одним и тем же названием (математика), и каково значение глубоких связей между разделами, которые кажутся внешне различными. К вопросам для математиков относятся и исследование роли эстетических критериев и окружающей культуры, использование символов и определений или лемм как сокращений доказательств, значение обобщения, отношения между математикой письменной и устной, или неформальной, а также стиль изложения. Речь идет о приглашении к целому спектру разнообразных исследований, причем не обязательно связанных друг с другом или сходящихся к одной общей цели. Большую часть из них могут выполнить лишь математики, другие исследования лучше проводить в сотрудничестве.
Среди положительных уроков мы поняли, благодаря Дедекинду и логицизму, что можно определить натуральные числа: повторение следования дает отдельные числа, но абстрактная идея итерации, которая позволяет нам сказать, что все они имеются в распоряжении, помимо ее утверждения может быть определена, если принимается понятие бесконечности. Всего лишь сто лет тому назад математики сомневались в том, можно ли с помощью одного единственного мыслительного акта получить бесконечные заключения, которые устанавливают результат для всех натуральных чисел, и спрашивали себя, нужно ли придумывать либо отбросить понятие бесконечных доказательств.
Мы поняли также, благодаря логике, что натуральные числа не поддаются определению. Поняли, что определить не значит перевести что-то в плоскость объективного существования, не значит выступить Создателем. Но это значит подготовить возможность отношений, которые зависят от логики, которую предполагается использовать для вывода следствий. Мы знаем действительно все по поводу возможностей, которые дают различные типы логики первого или высших порядков, или неклассических.
Мы поняли, благодаря дедуктивизму, что такое теорема, и как применяется аксиоматический метод. Поняли, что дедуктивный вывод есть некая формальная структура, которую можно запрограммировать в машине для выполнения, и что машины могут выполнять доказательства. Поняли, что такое структура, и что математика изучает структуры и становится все более чем-то, что не является наукой о числе.
В итоге мы поняли две или три действительно важные вещи о математике (фрагментарно, может быть, и, кто-то мог бы сказать, запоздало). Да, потребовалось время для всего этого, но, с другой стороны, сколько времени потребовалось, чтобы увидеть эллипсы в небе?
Достижения логицизма, дедуктивизма, структурализма, логики являются богатством знаний о математике, которые имеют непреходящее значение, никогда не будут опорочены и должны быть приняты всеми, не должны стать поводом философских споров. Совсем не обязательно принимать философию, которая сопровождала их открытие, чтобы признать значение этих результатов.
К сожалению, когда говорится, что мы что-то поняли, это не означает, что поняли все. Иногда в полемике продолжают отрицать очевидные факты. К примеру, Дж.-К. Рота прокомментировал теорему Дезарга, которая выделяется своей центральной ролью из мириадов прочих забытых результатов проективной геометрии, справедливо отметив, что ее важность заслуженна, поскольку «она открыла новые горизонты возможностей, которые связывают алгебру и геометрию неожиданным образом». После чего не смог отказаться от попытки антиаксиоматического выпада:
То, что аксиоматическое представление некоторой математической темы скрывает, для понимания математики не менее значимо, чем то, что аксиоматическое представление претендует раскрыть.
Правда же состоит в том, что теорема Дезарга занимает то место, которое занимает, потому, что стали понятны ее эквивалентность с погружаемостью плоскости в пространство, ее связи с пространственными аксиомами, с возможностью представить аффинную плоскость телом, с теоремой Паскаля и коммутативным законом умножения, а все это обязано аксиоматическим исследованиям Гильберта в Grundlagen der Geometrie 1899 года. Забывать – это просто.
Стоит предостеречь, что все то, что было понято, может оказаться забыто, прежде всего, если это не преподается, если этому отдается должное словами, а потом не подготавливается и не снаряжается для передачи последующим поколениям или, что еще хуже, если продолжаются бесплодные идеологические споры. Нет никакой гарантии перманентности. Достаточно вспомнить, на сколь большое время была забыта эмпирическая индукция Эйлера, потому что, естественно, все занимались другим. Эйлер не был потерян целиком, мы его восстановили. Но не всегда будет происходить так, как в период мрачного Средневековья, и не всегда придут арабы, чтобы помочь нам. Если правда то, что трудно стереть все следы какого-то интеллектуального достижения, то правдой является также и то, что «большая деревня» представляет собой опасность из-за своей унификации и отсутствия экологических ниш для сохранения сокровищ прошлого.
Еще многое, конечно, нужно понять. Горячей темой, но, кажется, лишь потому, что она сейчас стала актуальной из-за компьютера, является, без сомнения, соотношение между алгоритмами и доказательствами и соотношение их с третьим центральным моментом математики, каковым является творческий акт определения. Алгоритмы и доказательства отделяются от понятий, представленных определениями, но именно последние, накапливаясь, утверждают и делают их работоспособными моделями.
Тот факт, что вычисление и логический вывод являются одним и тем же в абстрактных моделях, представленных формальными системами, не говорит ничего (это как заявить, что всякая информация сводится к 0 и 1). Другой пример: обязательное сопровождение алгоритмов соответствующими доказательствами их корректности или, наоборот, извлечение алгоритмов из конструктивистских доказательств. Это интересные результаты и процедуры, но факт остается фактом (вспомним Витгенштейна) – с точки зрения психологии, практики, культуры, антропологии доказательство и вычисление представляют собой две различные деятельности, которые, однако, обязательно и неотвратимо сливаются.
С другой стороны, возможно, что эта проблема вместо того, чтобы оказаться в центре философского внимания, исчезнет, как того желают многие, те, кто считает доказательство морально устаревшей вещью вместе со всем тем, что имеет дело с языком. Ничего нельзя предвидеть заранее.
Философия математики будет определяться исследованиями и результатами математики, а они непредсказуемы, даже если уже сейчас известны. Непредсказуемым является процесс их концентрации в некую критическую массу, в ударный кулак, который порождает сдвиг в некотором направлении. За последние два столетия, как можно заметить, философия математики сформировалась, своеобразным и непредвиденным со стороны философии образом, событиями, происходившими в математике.
В той части, где излагаются философии математики, очевидной альтернативой представлению различных течений мог бы быть вариант, прослеживающий хронологическое развитие, который мы рассматривали и отклонили лишь потому, что он слишком сложен и имеет большое количество переплетающихся связей, которые необходимо отследить. Внутри некоторых философских направлений историческая составляющая видна под определенным углом зрения. Нет основания принимать априорно, что уменьшение числа точек зрения до очень небольшого количества позволило бы установить суть дела. Наоборот, взгляд с одной лишь точки зрения неизбежно будет упрощенным, потеряет в познавательном содержании и сразу станет идеологическим. В случае философии математики последних двух столетий краткое историческое изложение представляется приблизительно следующим.
Девятнадцатый век предъявил математике драматическую проблему отделения от физического мира, необходимость рационального определения всех математических понятий и, прежде всего, континуума, открытие интриги аксиоматического метода и приключения бесконечности, порожденные Анализом и формальным представлением его функций. Здесь лежат корни логицизма и теории множеств, новой логики, программы Гильберта, дедуктивизма и структурализма. Из всех кризисов (иррациональности, бесконечно малые, ряды) математики всегда выходили, разрешая трудности при помощи новой математики. В данном случае произошло то же самое (алгебраические структуры, теория множеств, теория вычислимости), но в этом кризисе, который был преимущественно кризисом оснований, была приобретена также большая мудрость относительно самого способа существования математики со всеми достижениями, о которых говорилось и которые не должны рассматриваться обязательно приводящими к единообразному представлению математики. Иллюзии о существовании окончательных оснований математики были потеряны по дороге.
Возможно, математика не нуждается в основаниях или не подлежит обоснованию, но значительное развитие абстрактной математики конца девятнадцатого и начала двадцатого столетия (функциональные пространства, геометрические многообразия, топология) требовало систематизации или новой организации, которая не могла быть обеспечена теорией множеств, хотя она и принималась в качестве базисной теории.
Теория множеств предлагала удобный и адекватный язык, но там, где она показывала, каким образом любое математическое понятие, любая структура определяется на ее языке, она совершала акт редукционизма, что не соответствовало потребностям математиков. Они, увидев теоретико-множественные определения своих творений, не узнавали их более, как художник не узнает свои краски среди длин волн, которые обусловливают цвета.
Организация всего нового материала была выполнена Бурбаки к середине столетия. Согласованное изложение математики, осуществленное Бурбаки, было полезным, корректным, глубоким, но это было упорядочение сверху, некое унифицирующее объединение наиболее общих понятий и их сочленений в соответствующих разделах.
Такие чрезвычайно общие понятия не встречаются в построении снизу, в реальном развитии теорий и в их стандартных изложениях, например, для специалистов, занимающихся прикладными задачами. Объединение понятий, зарождающихся в различных разделах, в одно общее является неотъемлемой и важной частью развития математических теорий, но всеобщность должна быть пунктом назначения и не может быть пунктом отправления.
Совершенство бурбакистской конструкции усилило, однако, искушение работать над надстройками (или внутри) этого неестественно огромного, сочлененного и самодостаточного абстрактного построения, как если бы существовало только оно, а не реальный мир, как природный, так и человеческий.
От этого появилось несколько нереальное представление о математике, будто бы живущей в некоторой платоновской гиперурании. Оно на несколько десятилетий (почти для двух поколений) определило вектор исследований и преподавание математики на всех уровнях.
Платоновский мир – это, все же, не человеческий мир. В последнем история, которая развивалась в результате действий конкретных людей, приносила, между тем, новые открытия и новые виды деятельности (в то же время не отвергались и традиционные, к примеру, связанные с физическими исследованиями).
Исследования, которые стали возможны благодаря компьютерам (или были порождены ими), обеспечили расцвет математики проб и ошибок, предположений и экспериментов. Компьютеры возвратили вычисления также и в алгебру, где они были оставлены и где предпочтения были сделаны в пользу (необходимых и полезных) абстракций.
В тот же самый период под влиянием социальных перипетий рождались или укреплялись новые научные тематики и исследования, которые вовлекали математику или ускоряли развитие ее новых разделов (исследование операций, статистика или экономические приложения). Это происходило за счет импульса, приданного в том числе и ими (помимо воздействия со стороны компьютерных наук) комбинаторной математике с конечными величинами.
Философия математики отреагировала, перенеся математику из разума или из гиперурании в мир, но уже не в природный, а в человеческий. Конец столетия увидел появление ряда разнообразных тенденций, которые можно было бы назвать гуманитарными и которые имели бы в качестве общего знаменателя желание рассматривать математику как один из видов человеческой деятельности настолько, насколько подобная формула может что-то означать.
Было уже упомянуто предложение Уайлдера (Wilder) рассматривать математику как культурную систему. Понятиями, подходящими для изучения культурных систем, являются, к примеру, понятия напряжения, консолидации, давления внешней среды. Уайлдер сформулировал несколько законов эволюции, касающихся принятия новой концепции, ее закрепления, распространения или изоляции, роли проблем и решений, проявления нарушения непрерывности, феномена антиципаций и множественных открытий и многого другого, пытаясь охватить все аспекты важных явлений в истории математики.
Социальный конструктивизм Херша (и другие еще более нетерпимые теории) видит объективность (в том числе и законов природы) как интериоризацию навязанных обществом конвенций. Семиотика рассматривает математику как часть общей деятельности по созданию и использованию символов. Эмпиризм в качестве программного манифеста выдвигает подверженность ошибкам, временный характер и пересматриваемость всех знаний, приобретенных конечными существами, каковыми являются люди.
Все эти тенденции стремятся сгладить и свести к нулю специфичность математики как в культурных и социальных системах типа денежных систем или права, так и в практике индуктивного исследования. Для того чтобы проделать это, все вынуждены отрицать роль и само понятие доказательства, и они счастливы делать это. Объектам придается тот же самый статус, который имеют любые другие мысли, доказательствам – статус простых разговоров, болтовни или риторики. Почему тогда математика, отличающаяся от политики, не человечна?
Непонятно, что мешает увидеть то, что математика создана существами, которые несмотря на то, что они ограничены и подчинены условностям и правилам совместной жизни, в состоянии развивать интеллектуальную деятельность, предусматривающую элементы типа схем и patterns, которые показали себя полезными для познания мира и которые не являются ни материальными, ни запечатленными в материи, ни чистым социальным соглашением. К семейству этих формальных продуктов принадлежат доказательства, поскольку это лингвистические схемы отношений между схемами. Со времен Аристотеля известно, что люди могут узнавать и использовать лингвистические формы. Интересным с философской точки зрения является вопрос, как возможно, при нашем познавательном оснащении, не строить и продавать как эквивалентные математике запутанные постройки, откуда исчезли доказательства.
Без признания доказательств и, кроме того, в целом, универсального, вневременного, транскультурного характера математики вряд ли эти философии просуществуют долго (поскольку сиюминутная мода пройдет) или серьезно завладеют математиками. Надеемся в этом не быть плохими пророками. Единственное предсказание, которое можно сделать помимо предсказания, касающегося краха любых предсказаний, состоит в том, что никогда не стоит поддаваться периодически появляющемуся искушению считать, что наступил конец истории. Благоразумно, следовательно, надеяться, что какой-нибудь уже существующий активный фермент принесет последующим поколениям новые и неожиданные поводы для удивления и возможности философской работы.
