Эрик Белл - Магия чисел. Математическая мысль от Пифагора до наших дней

На первый взгляд некоторые из этих логических упущений были странно нематематическими. Одни были того же рода, что и высказывание Эпименида Критского «о лживости критян». О других же поговорим, когда представится случай. Пока будет достаточно рассмотреть, как тщательно возделывалась почва для этой сорной травы математиками и логиками в интервале между Пифагором и Платоном.

Из трудов Платона ясно видно, насколько отчетливо он ощущал фундаментальные трудности для эпистемологии, создаваемые иррациональными числами. Борьба по их преодолению, возможно, частично послужила причиной предполагаемого отказа Платона от теории идеальных чисел. Некоторые исследователи считают, что в преклонном возрасте Платон разуверился в своем главном научном достижении – теории идеалов, убедившись если не в полной безнадежности этой теории, то в ее неосуществимости. Правда это или нет, но существенно другое. Один из величайших философов в истории счел необходимым направить основательные усилия на понимание природы чисел, в особенности иррациональных. Проблема иррациональных чисел сильно занимала Платона, и он ругал своих собратьев греков, что они все еще верят (в большинстве своем) вместе с пифагорейцами, что все «измерения» рациональны. «Кто не признает, что диагональ квадрата несоизмерима с его стороной, – заявлял Платон, – не человек, а животное».

Примитивное сознание, по-видимому, испытывает инстинктивный ужас перед бесконечностью – беспредельной, безграничной, бескрайней – в любой из многочисленных форм, в которых бесконечность вынуждает обращать на себя внимание даже дикарей. Знакомые объекты их повседневной жизни кажутся им статичными и по существу неизменными, каждый со своей собственной, постоянно распознаваемой индивидуальностью. Дерево росло здесь, на этом самом месте, сегодня и не исчезало завтра. Оно могло считаться живым, и, без сомнения, в нем укрывался дух, но это было одно и то же дерево, а не другое каждый новый день. Но ветер был динамичным, изменяющимся от момента к моменту, он непрерывно менялся по силе и направлению. Ветер находился вне человеческой власти – «ветер веет где хочет», и его появление и его исчезновение были недоступны человеческому зрению. В некотором смысле ветер оказывался более живым, нежели камни и деревья; ведь ветер никоим образом не был ограничен ни местом, ни временем. Спустя столетия, когда люди научились свободно и без страха считать, предметы, которые были ограничены своим местом в пространстве, как галька и деревья, подчинились правилам чисел и были сосчитаны. Но ветры и непрерывно текущие воды рек и ручьев избежали владычества человека. Что позволяло им перемещаться с места на место и при этом оставаться неизменными во времени, оставалось тайной, и они не поддавались подсчету. Движение ускользало от чисел. Движение оставалось безграничным, бескрайним, бесконечным, не единицей и все-таки не множеством, как, например, горсть гальки.

Но много раньше этого инстинктивного осознания существования неисчислимой бесконечности не столь значительная, но все-таки достаточно тревожащая душу бесконечность появилась из, казалось бы, поддающейся пересчету природы. «Натуральные числа», которыми нумеровались камни и деревья, как выяснилось, не имели конца, хотя осязаемые предметы, обозначенные числами, можно было собрать в конечное множество. Что считали числа, когда все предметы в мире и все звезды в небе были пересчитаны? Хотя человек легко представлял конец всему количеству исчисляемых осязаемых предметов, разуму не удавалось постичь, где лежит предел числам и как выглядит самое большое число, которое уже не превысит никакое другое. Что тогда останется считать во вселенной числам, которые самопроизводились, если только не сами числа? Ничего. Получалось, числа существовали сами по себе. Поэтому пифагорейцы придумали, а за ними в это поверили и все, кто верил им, что числа не были изобретены людьми, а были обнаружены и записаны.

Некоторые выдающиеся математики (современные и из ближайшего прошлого), отказываясь приговаривать себя к подобной резкой дихотомии, пошли на компромисс и остановились на промежуточной позиции. Для Гаусса (1777–1855) (обычно включаемого в число трех или четырех величайших математиков в истории) число, одно из всех математических понятий, являлось потребностью разумной мысли, если не фактически «созданием этой мысли». Для Л.Э.Я. Брауэра (1882—[1966]), лидера в пересмотре логики бесконечного, люди рождены с «первоначальной интуицией» «бесконечной последовательности индивидуально различимых предметов», и поэтому, может статься, уже при рождении им дана способность представлять, что последовательность натуральных чисел не имеет никакого конца.

Но для большинства нет середины. Числа или плоды человеческого изобретения, или они существуют «вне времени и вне пространства», как существовали для Платона его идеальные числа, навсегда независимые от человеческого сознания, хотя и не за пределами некоторого восприятия со стороны человеческой мысли.

Кем бы ни был тот, кто первым постиг, что натуральные числа не имеют конца, он, видимо, был сокрушен внезапным открытием. Конечно, исчисляемые дни его жизни, даже если бы ему предстояло прожить миллион лет, оказывались ничем в бесконечной продолжительности вечности, и вся его жизнь была всего лишь мгновенной вспышкой в бесконечной темноте. Частица того позабытого ужаса нашла отражение в декаде пифагорейцев. Чтобы избежать «исчисляемую бесконечность» чисел, противостоявшую им, они спрятались за сказку, что все числа за пределом примитивных десяти, которые можно пересчитать по пальцам, имеют лишь повторную, подражательную действительность и могут игнорироваться для целей науки и философии. Самое раннее документарное свидетельство, что этот суеверный ужас перед «исчисляемой бесконечностью» был преодолен, – это доказательство Евклида (приблизительно III век до н. э.), что последовательность натуральных простых чисел 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37… бесконечна. Доказательство косвенное, и сами пифагорейцы могли бы додуматься до него, если бы они столь не боялись довериться разуму за пределами конечного свидетельства очевидности чувственного восприятия.

В чрезвычайно искусном доказательстве Евклида есть намек на коварные логические трудности, на которые реально прольется свет уже только в ХХ столетии. Особенно это касается метода доказательства от противного и значения «вещественности» в математике. Прежде чем описывать суть, следует вспомнить две детали традиционного дедуктивного умозаключения. Позже мы еще раз столкнемся с этим в связи с диалектикой Платона.