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数学史话:三次数学危机

[12-26 22:43:52]   来源:http://www.suxue6.com  数学课堂   阅读:8574

概要:集合论中悖论的存在,明确地表示某些地方出了毛病。自从发现它们之后,人们发表了大量关于这个课题的文章,并且为解决它们作过大量的尝试。就数学而论,看来有一条容易的出路:人们只要把集合论建立在公理化的基础上,加以充分限制以排除所知道的矛盾。第一次这样的尝试是策梅罗于1908年做出的,以后还有多人进行了加工。但是,此程序曾受到批评,因为它只是避开了某些悖论,而未能说明这些悖论;此外,它不能保证将来不出现别种悖论。另一种程序既能解释又能排除已知悖论。如果仔细地检查就会发现:上面的每一个悖论都涉及一个集合S和S的一个成员M(既M是靠S定义的)。这样的一个定义被称作是“非断言的”,而非断言的定义在某种意义上是循环的。例如,考虑罗素的理发师悖论:用M标志理发师,用S标示所有成员的集合,则M被非断言地定义为“S的给并且只给不自己刮胡子人中刮胡子的那个成员”。此定义的循环的性质是显然的——理发师的定义涉及所有的成员,并且理发师本身就是这里的成员。因此,不允许有非断言的定义便可能是一种解决集合论的己知悖论的办法。然而,对这种解决办法,有一个严重的责难,即包括非断言定义的那几部分数学是数学...
数学史话:三次数学危机,标签:数学课堂大全,http://www.suxue6.com
  
  集合论中悖论的存在,明确地表示某些地方出了毛病。自从发现它们之后,人们发表了大量关于这个课题的文章,并且为解决它们作过大量的尝试。就数学而论,看来有一条容易的出路:人们只要把集合论建立在公理化的基础上,加以充分限制以排除所知道的矛盾。
  
  第一次这样的尝试是策梅罗于1908年做出的,以后还有多人进行了加工。但是,此程序曾受到批评,因为它只是避开了某些悖论,而未能说明这些悖论;此外,它不能保证将来不出现别种悖论。
  
  另一种程序既能解释又能排除已知悖论。如果仔细地检查就会发现:上面的每一个悖论都涉及一个集合S和S的一个成员M(既M是靠S定义的)。这样的一个定义被称作是“非断言的”,而非断言的定义在某种意义上是循环的。例如,考虑罗素的理发师悖论:用M标志理发师,用S标示所有成员的集合,则M被非断言地定义为“S的给并且只给不自己刮胡子人中刮胡子的那个成员”。此定义的循环的性质是显然的——理发师的定义涉及所有的成员,并且理发师本身就是这里的成员。因此,不允许有非断言的定义便可能是一种解决集合论的己知悖论的办法。然而,对这种解决办法,有一个严重的责难,即包括非断言定义的那几部分数学是数学家很不愿丢弃的,例如定理“每一个具有上界的实数非空集合有最小上界(上确界)”。
  
  解决集合论的悖论的其它尝试,是从逻辑上去找问题的症结,这带来了逻辑基础的全面研究。
  
  从1900年到1930年左右,数学的危机使许多数学家卷入一场大辩论当中。他们看到这次危机涉及到数学的根本,因此必须对数学的哲学基础加以严密的考察。在这场大辩论中,原来不明显的意见分歧扩展成为学派的争论。以罗素为代表的逻缉主义、以布劳威为代表的直觉主义、以希尔伯特为代表的形式主义三大数学哲学学派应运而生。它们都是唯心主义学派,它们都提出了各自的处理一般集合论中的悖论的办法。他们在争论中尽管言语尖刻,好象势不两立,其实各自的观点都吸收了对方的看法而又有很多变化。
  
  1931年,哥德尔不完全性定理的证明暴露了各派的弱点,哲学的争论黯淡了下来。此后,各派力量沿着自己的道路发展演化。尽管争论的问题远未解决,但大部分数学家并不大关心哲学问题。直到近年,数学哲学问题才又激起人们的兴趣。
  
  承认无穷集合、承认无穷基数,就好象一切灾难都出来了,这就是第三次数学危机的实质。尽管悖论可以消除,矛盾可以解决,然而数学的确定性却在一步一步地丧失。现代公理集合论中一大堆公理,简直难说孰真孰假,可是又不能把它们都消除掉,它们跟整个数学是血肉相连的。所以,第三次数学危机表面上解决了,实质上更深刻地以其它形式延续着。
  
  数学中的矛盾既然是固有的,它的激烈冲突——危机就不可避免。危机的解决给数学带来了许多新认识、新内容,有时也带来了革命性的变化。把20世纪的数学同以前全部数学相比,内容要丰富得多,认识要深入得多。在集合论的基础上,诞生了抽象代数学、拓扑学、泛函分析与测度论,数理逻辑也兴旺发达成为数学有机体的一部分。古代的代数几何、微分几何、复分析现在已经推广到高维。代数数论的面貌也多次改变,变得越来越优美、完整。一系列经典问题完满地得到解决,同时又产生更多的新问题。特别是二次大战之后,新成果层出不穷,从来间断。数学呈现无比兴旺发达的景象,而这正是人们同数学中的矛盾、危机斗争的产物。

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