Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Философия математики и технических наук. Учебное пособие для вузов

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
08.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
Глава 7. Социокультурные и метафизические «круги»...
кую систему геометрии — первую в истории челове ческой мысли логически доказательную, аксиоматичес кую систему научного знания. Из пяти исходных гео метрических положений (постулатов) и 9 математичес ких аксиом Евклиду удалось вывести (доказать) более 300 других геометрических утверждений (теорем). В на шу задачу не входит подробный анализ логической структуры «Начал» и других особенностей евклидовой геометрии. Отметим лишь два следствия, которые выте кали из построения новой системы геометрии.
Первое. Аксиоматическое построение геометрии привело к существенной корректировке содержания многих положений древневосточной геометрии. Напри мер, было доказано, что значение отношения длины любой окружности к ее диаметру должно быть равно 3,14...; что площадь равнобедренного треугольника дол жна быть равна половине произведения его основания на высоту и т. д. и т. п. Эти положения существенно от личались от того, что утверждала древневосточная гео метрия. И эта корректировка была получена не за счет более тщательных измерений реальных геометрических фигур, а благодаря их логическому выведению из акси ом. На примере развития геометрии Древней Греции мы четко видим, как изменение социокультурных условий приводит не только к выработке новых представлений о том, что такое наука и какой она должна быть, но и к существенному изменению содержания научного зна ния по сравнению с тем, которое имело место раньше по отношению к тому же самому предмету. В свою оче редь принятие нового, теоретического понимания науки привело к необходимости разработки новых методов и средств ее построения и, в частности, к созданию логи ки как науки о логическом доказательстве, о формах и способах правильного мышления (Аристотель).
Второе следствие. Оно касалось необходимости из менения представлений о характере непосредственно го предмета геометрии как науки. Начиная с Пармени да, Платона и заканчивая Аристотелем, древнегреческая философия пришла к твердому утверждению, что не посредственным предметом любой научной теории (в том числе и математической) являются не свойства
481
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
реальных объектов, которые можно зафиксировать в опыте, а идеи этих объектов и их свойств. Идеи же либо находятся в мышлении и суть элементы его бытия (Пар менид, Платон), либо познаются (конструируются) мыш лением с помощью интеллектуальной интуиции («умо зрения» — Аристотель). Если перевести это понимание на язык современной теории научного познания, то это будет означать, что древнегреческие мыслители откры ли, что в отличие от обыденного опыта и эмпирического познания, имеющих дело с реальными объектами и их свойствами (абстракциями), научные теории непосред ственно имеют дело с идеальными объектами, описани ем их свойств и отношений между ними. Правда, в вопросе об онтологическом статусе идеальных объек тов среди древнегреческих философов были серьезные разногласия между рационалистами (Парменид, Платон) и эмпиристами (Аристотель, Эпикур, скептики и др.). Однако по отношению к геометрии как науке все они (кроме Демокрита) были едины в том, что ее утвержде ния непосредственно относятся не к реальным объек там (эмпирическим), а к идеальным объектам опреде ленного рода (геометрическим точкам, геометрическим линиям и всем геометрическим фигурам, которые мо гут быть из них построены).
В отличие от реальных или физических объектов, идеальные объекты в принципе не наблюдаемы, ибо геометрическая точка вообще не имеет никаких разме ров, линия — это непрерывный континиум точек, име ющий длину, но не имеющий никакой ширины, и т. д. и т. п. А раз идеальные объекты геометрической теории принципиально не наблюдаемы, раз в них полностью отсутствует какоелибо эмпирическое содержание, то и утверждения о них никак не могут оцениваться с по мощью опыта, на предмет их соответствия последнему. Научная теория — продукт мысли, и поэтому критерий истинности ее утверждений также должен находиться только в сфере мышления. Поскольку идеи есть прооб разы, проформы, потенции вещей, а последние суть их материальное воплощение и, следовательно, некоторое подобие идей (вещи — суть «тени» идей — Платон), постольку любая научная теория, конечно опосредован
482
Глава 7. Социокультурные и метафизические «круги»...
но, нечто говорит о материальном мире, но а) только опосредованно и б) только приблизительно и неполно. Такое истолкование соответствия между миром теоре тических объектов (идей) и миром материальных объек тов вполне позволяло объяснить имеющее место при менение геометрии к материальному миру в ходе прак тической деятельности. Однако поскольку теорети ческое геометрическое знание и эмпирическое (прак тическое) геометрическое знание полностью не совпа дали, то в решении вопроса о гносеологическом стату се геометрии как науки было две возможности. Пер вая — считать ее попрежнему частью физики (как это было на Древнем Востоке), но уже теоретической физи ки, непосредственным предметом которой являются ре альные в своей основе пространственные отношения, но идеализированные в геометрической теории. По этому пути пошли Аристотель, Евклид и большинство древнегреческих математиков. Вторая возможность — считать геометрию наукой, непосредственно описыва ющей не реальные пространственные свойства и отно шения, а лишь возможные (идеальные). Этот путь ис толкования геометрии был намечен Парменидом и Платоном, но он оказался в целом не реализованным в античную эпоху. Таким образом, несмотря на суще ственные отличия античной геометрии от древневос точной, ей все же не удалось выйти из круга представ лений о геометрии как науки о реальном (физическом) пространстве.
Несмотря на блестящие успехи античных ученых в развитии геометрии, которые были во многом да лее развиты в Римской империи (тригонометрия), после упадка последней, завоевания ее варварами и последующего возникновения на ее территории ре лигиозной христианской цивилизации геометриче ские достижения древних греков в силу своей нево стребованности новой европейской культурой были не только не сохранены, но и просто утрачены (пере кочевав на Ближний Восток), а впоследствии и про сто забыты
35
.
35
См.: Клайн М. Математика. Утрата определенности. М., 1984. С. 43.
483
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
В этих условиях ни о каком дальнейшем развитии геометрической науки в Европе не могло быть и речи. Это — яркий пример чисто отрицательного влияния социокультуры определенного типа на развитие науки вообще, математики и геометрии в частности. Но бо лее интересен в этой связи другой факт. Доставшееся арабам математическое наследие древних греков ока залось невостребованным и там. В условиях восточной культуры геометрия Евклида считалась излишне слож ной и «заумной» для практического использования. Как отмечает М. Клайн: «Индийцам и арабам было извест но… понятие математического доказательства, достав шееся им в наследство от греков. Однако они не поза ботились о том, чтобы применить понятие дедуктивно го доказательства в арифметике и алгебре»
36
. Гео метрия на средневековом Востоке осталась по своим основным когнитивным характеристикам той же са мой, что и 20 веков назад. Она если и развивалась, то исключительно кумулятивно, экстенсивно, вширь, но не вглубь. Для нее древнегреческий идеал построения геометрии в виде логическидоказательной, аксиома тической системы знания был абсолютно чужд. Это является весомым аргументом против позиции фило софов и математиков — интерналистов, согласно кото рой возникновение евклидовой геометрии в Древней Греции было якобы закономерным и прямым продол жением ее развития на Древнем Востоке. Нет, возник новение евклидовой геометрии в Древней Греции было все же научной революцией, качественным скачком в развитии геометрии. И древнегреческая культура с ее культом Разума как высшей ценности, признания вер ховенства Мысли как главного орудия научного позна ния была необходимым условием свершения этой ре волюции. Этот пример исторического развития геомет рии можно рассматривать как убедительный экспе римент самой культуры, поставленный ею в отноше нии выбора между двумя главными, логически возмож ными моделями развития научного знания — интерна
484
36
См.: Клайн М. Математика. Утрата определенности. М., 1984.
С. 132–134.
Глава 7. Социокультурные и метафизические «круги»...
лизмом и экстернализмом. Демонстрация культурой предпочтения экстернализму в данном случае доста точно красноречива.
Открытие неевклидовых геометрий ознаменовало очередной, качественно новый этап в развитии геомет рии. Оно нанесло первый серьезный удар по господ ствовавшему до сих пор представлению геометров (как на Востоке, так и на Западе), что предметом геометрии являются и могут быть только пространственные фор мы и отношения реального мира, по существу взгляду на геометрию как на одну из физических наук.
Неевклидова геометрия была почти одновременно и независимо друг от друга открыта в первой трети XIX в. русским математиком Н.И. Лобачевским (1792–
1856), венгром Я. Бойаи (1802–1860) и немецким мате матиком Ф. Гауссом (1777–1855). Этот факт одновре менного и независимого открытия разными авторами принципиально новой математической теории весьма примечателен. Он свидетельствует о том, что даже в такой высокоабстрактной науке, как математика, про цесс выдвижения новых идей отнюдь не является про цессом абсолютно свободного творчества индивидуаль ного субъекта. И в математике имеет место детерми нация познавательной деятельности целым рядом объективных факторов как внутринаучного, так и со циокультурного порядка. Как справедливо отмечал один из творцов новой геометрии Я. Бойаи, «многие идеи как бы имеют свою эпоху, во время которой они открываются одновременно в различных местах подоб но тому, как фиалки весной произрастают всюду, где светит солнце»
37
. То, что кажется случайным, при уг лубленном рассмотрении часто оказывается истори чески подготовленным.
К числу важных внутринаучных факторов, подго товивших открытие неевклидовой геометрии, относит ся прежде всего та огромная теоретическая работа геометров, которая была проделана в связи с попытка ми доказать пятый постулат Евклида. Многочисленные неудачно заканчивавшиеся попытки сделать это все
37
Каган В.Ф. Очерки по геометрии. С. 39.
485
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
больше навевали и укрепляли у геометров мысль о принципиальной невозможности выведения пятого постулата из остальных четырех, о его логической независимости от последних. Вторым важным факто ром возникновения неевклидовых геометрий явилась настоятельная потребность боле интенсивного разви тия математического знания, которая все более рас сматривалась в качестве основного инструмента ана лиза явлений природы. Начиная с Нового времени, математика стала рассматриваться в качестве важно го средства анализа и описания явлений природы. («Книга природы написана на языке математики» — Галилей. И еще более решительно: «Бог — математик».) Наконец, третьим важным фактором, подготовившим возникновение неевклидовой геометрии, явилось ин тенсивное развитие в Новое время философской мыс ли, которая способствовала возрождению и утвержде нию интереса к вопросу о природе научного знания вообще и математического в частности, вопросам его обоснования, истинности и т. д. Эти вопросы активно обсуждались в работах Р. Декарта, Ф. Бэкона, Д. Локка, Г. Лейбница, Д. Юма, И. Канта и др. Таким образом, возникновение новых геометрий было подготовлено, с одной стороны, внутренней логикой развития геомет рии, а, с другой стороны, всем ходом развития науки Нового времени, испытывавшей потребность в фило софскометодологическом осмыслении своих основ.
С чисто логической точки зрения в основе открытия неевклидовых геометрий лежало принятие гипотезы о независимости пятого постулата евклидовой геометрии от остальных. Но из принятия этой гипотезы вытекала возможность построения новой, неевклидовой геометрии. Однако нужно было иметь большое когнитивное муже ство и волю, чтобы принять и отстаивать эту гипотезу в качестве математической истины. Против такого допу щения говорило более чем двадцативековое существова ние только евклидовой геометрии; «многомиллиардное», непосредственное (строительство, техника) и опосредо ванное (через естествознание и ньютонову физику, в частности) подтверждение ее положений на практике; сформированная на ее основе геометрическая интуиция
486
Глава 7. Социокультурные и метафизические «круги»...
ученых. Убеждение в том, что возможна лишь одна ис тинная геометрия и что таковой является именно евкли дова геометрия, было непреложной аксиомой для подав ляющего числа математиков. Многие философы видели одну из своих задач лишь в том, чтобы обосновать дан ную позицию. Характерной в этом отношении является концепция И. Канта, доказывавшего невозможность от личной от евклидовой системы геометрии априорными свойствами человеческого сознания.
Первым ученым, отважившимся принять гипотезу о независимости пятого постулата и тем самым бросить вызов господствовавшей в течение многих столетий убежденности математиков и философов в единствен ности евклидовой геометрии, был великий русский ма тематик Н.И. Лобачевский. В построенной им системе геометрии (опубликована в 1829 г.), впоследствии полу чившей название геометрии Лобачевского, пятый посту лат в отличие от геометрии Евклида гласил, что на плос кости через точку можно провести более одной прямой, параллельной данной. Аналогичное построение в 1832 г. осуществил венгр Я. Бойаи. Многие положения новой геометрии находились в разительном противоречии с привычной геометрической интуицией.
В этой геометрии:
1. Два перпендикуляра к одной прямой на плоско сти не остаются один от другого на равных расстояни ях, а беспредельно расходятся.
2. Нет подобных фигур.
3. Сумма углов любого треугольника всегда мень ше 180° и меняется от одного треугольника к другому.
4. Отношение длины окружности к диаметру все гда больше 3,14 и т. д.
Однако никакого внутреннего логического проти воречия в новой системе геометрии обнаружено не было. Тем не менее подавляющим большинством ма тематиков и философов первой половины XIX в. но вые идеи творцов неевклидовой геометрии были ре шительно отвергнуты, а после их смерти и вообще забыты. Корни подобного отношения к неевклидовой геометрии следует искать в господствовавших среди математиков представлениях о предмете геометрии и
487
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
природе геометрического знания, о критериях прием лемости и истинности геометрических теорий. Эти представления складывались веками и получили свое философское оформление как в эмпиристском, так и в априористском истолковании природы геометриче ского знания. Даже «король математиков» XIX в. Ф. Га усс не решился публично бросить вызов традиции от ношения к евклидовой геометрии как единственно ис тинной системе геометрии, хотя в частной переписке и высказывал положительное мнение о работах Лоба чевского. Гаусс считал геометрию, в отличие от ариф метики, эмпирической наукой, наукой о свойствах ре ального пространства, а поэтому критерием истинно сти ее утверждений полагал только их соответствие данным измерения соответствующих геометрических свойств реальных тел. Говорят, Гаусс даже осуще ствил измерение суммы углов треугольника довольно больших размеров (образованного вершинами гор, ок ружавших Геттингенский университет, где он препо давал). Это измерение хотя и дало величину меньше 180°, однако это отклонение лежало в пределах веро ятности ошибки измерения. Поэтому Гаусс вынужден был признать этот результат как эмпирически отри цательный в отношении подтверждения истинности неевклидовой геометрии
38
. Однако дальнейшее разви тие геометрии все же доказало правоту создателей неевклидовой геометрии. И в 70е гг. XIX в., то есть почти через 50 лет после ее открытия Лобачевским, новая геометрия была принята математическим сооб ществом в качестве «полноценной» геометрической теории. Это было обусловлено рядом обстоятельств. Решающее значение здесь имело, с одной стороны, до казательство относительной непротиворечивости не евклидовой геометрии, а с другой, последовавшее за этим изменение взглядов математиков на предмет и природу всего математического знания.
Среди тех вех, которыми был отмечен путь при
знания неевклидовой геометрии, важное место зани
488
38
См.: Карнап Р. Философские основания физики. М., 1971.
С. 192–194.
Глава 7. Социокультурные и метафизические «круги»...
мают работы итальянского математика Э. Бельтрами (1835–1900). Исследуя геометрические свойства евк лидовых кривых поверхностей, Бельтрами обнаружил, что на поверхностях с постоянной отрицательной кри визной выполняются соотношения плоской геометрии (планиметрии) Лобачевского. Наиболее важным мо ментом здесь было то, что эти поверхности полностью описывались в рамках стереометрии Евклида. Это оз начало, что каждому положению плоской геометрии Лобачевского могло быть поставлено в соответствие определенное положение евклидовой стереометрии. Отсюда вытекал важнейший вывод о том, что геомет рия Лобачевского по крайней мере столь же непроти воречива, сколь и геометрия Евклида. Это же было показано и в отношении созданной в 50х гг. XIX в. Б. Риманом (1826–1866) новой неевклидовой геометрии, получившей название частной римановой геометрии или эллиптической геометрии. В ней, в отличие от гео метрий Евклида и Лобачевского, постулат о параллель ности гласил, что через точку к прямой на плоскости нельзя провести ни одной прямой, параллельной дан ной. В этой геометрии: 1) все прямые имеют одинако вую длину и каждые две прямые пересекаются в двух точках; 2) два перпендикуляра к одной прямой всегда пересекаются; 3) сумма углов треугольника всегда больше 180° и т. д. Оказалось, однако, что все положе ния частной римановой геометрии выполняются на поверхностях постоянной положительной кривизны, также полностью описываемых в рамках евклидовой геометрии. Позднее Риманом чисто логически была построена обобщенная, так называемая общая рима нова геометрия, в которой, в отличие от геометрии Евклида, Лобачевского и Римана, кривизна простран ства являлась уже не постоянной, а переменной вели чиной. Геометрии Евклида, Лобачевского и Римана ста ли частными случаями общей римановой геометрии. Построение общей римановой геометрии продемонст рировало выход геометрии на более высокий уровень абстрактности. Вместе с тем оно показало, что с возра станием абстрактности математического знания суще ственно увеличивается роль чисто логических и конст
489
Часть I. Философские проблемы математики и информатики
руктивномыслительных методов в математическом познании.
Создание целой серии неевклидовых геометрий, оказавшихся столь же непротиворечивыми, сколь и геометрия Евклида, поновому поставило вопрос о при роде геометрического знания. Оно показало несостоя тельность традиционных как эмпиристских, так и ап риористских истолкований природы геометрического знания. Вопервых, само возникновение новых геомет рий явно не укладывалось в эмпиристскую схему. Новые геометрии появились вовсе не в результате обобщения какихто новых эмпирических данных, а в силу внутренней логики развития геометрии. Эти гео метрические построения длительное время (по суще ству, вплоть до создания и проверки общей теории относительности А. Эйнштейна) вообще не имели ни какого эмпирического подтверждения.
Кстати, сам Лобачевский также придерживался эмпиристского взгляда на предмет и природу геомет рии, считая при этом единственно истинной геометри ей именно свою систему. Геометрию же Евклида он рассматривал лишь как хорошее практическое прибли жение своей геометрии к пространственным свой ствам фигур земного масштаба
39
.
Возникновение неевклидовых геометрий нанес ло удар и по различного рода рационалистическим и априористским концепциям природы геометричес кого знания. Рационалисты издавна трактовали ак сиомы математики и геометрии, в частности, как очевидные разуму, интуитивноистинные положения. Однако многие аксиомы неевклидовой геометрии никак не поддавались такой трактовке. Дальнейшее развитие как геометрии, так и математики в целом показало, что различие между аксиомами и теорема ми вообще неверно связывать со степенью их интуи тивной очевидности, а только с их местом в структу ре конкретной математической теории. Любое мате матическое утверждение само по себе не является
39
См.: Молодший В.Н. О методологических предпосылках от
крытия и разработки Н.И. Лобачевским неевклидовой геомет
490
рии // Философские науки. 1980. № 4.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]