Кіріспе

Ағылшын математигі және англикан дін қызметкері (1791–1858)

Джордж Пикок FRS (9 сәуір 1791 – 8 қараша 1858) – ағылшын математигі және англикан дін қызметкері. Ол логиканың британдық алгебрасы деп аталатын бағытты қалыптастырды.

Ерте өмір

Пикок 1791 жылғы 9 сәуірде Дарлингтон, Дурхам графтығының жанындағы Дентон қаласындағы Торнтон Холлде дүниеге келді. Оның әкесі Томас Пикок Англия шіркеуінің дін қызметкері, 50 жыл бойы Дентон приходының иесі және сол жерде 50 жыл бойы мектеп ұстаған. Пикок бала кезінде ерекше дарындылық танытпады, оқуға деген артық құштарлығынан гөрі, қауіпті биікке көтерілудегі батылдығымен көзге түсті. Алғашқыда ол әкесінен, содан кейін Седберг мектебінде білім алды, 17 жасында Кембридж университетінің түлегі Джеймс Тейттің басшылығымен Ричмонд мектебіне жіберілді. Бұл мектепте ол классика және Кембриджге қабылдану үшін қажетті қарапайым математика пәндерінде өте жақсы білімдерін көрсетті. 1809 жылы ол Кембридждегі Тринити колледжінің студенті болды. 1812 жылы Пикок екінші ренглер атағын және екінші Смит сыйлығын алды, ал аға ренглер Джон Гершель болды. Екі жылдан кейін ол колледжінде стипендияға үміткер болып, бірден жеңіп алды, бұл оның классикалық әдебиеттерді кең және дәл білуінің арқасында болды. Стипендия сол кезде жылына 200 фунт стерлингке тең болатын, егер стипендиат үйленбесе жеті жылға дейін сақталатын, ал стипендиат дін қызметкерінің қызметін атқаратын болса, жеті жылдан кейін ұзартуға болады, және Пикок 1819 жылы осы шартты орындады.

Математикалық мансап

Бір жылдық стипендияны алғаннан кейін Пикок өзінің колледжінің оқытушысы және лекторы болып тағайындалды, және ол көп жылдар бойы осы лауазымды сақтап қалды. Пикок, оның сияқты білімі жоғары басқа көптеген студенттермен бірге, Кембриджтің жағдайын реформалау қажеттігіне терең ойланып, есептеуде дифференциалдық белгілерді пайдаланбауын сынға алды. Әлі студент кезінде Бэббидж бен Гершельмен бірігіп, осы мақсатқа жету үшін шаралар қабылдады. 1815 жылы олар «Аналитикалық қоғам» деп аталатын ұйым құрды, оның мақсаты университеттегі нүктелік белгілерге қарсы континенттік стильдегі дифференциалдық белгілерді қолдау еді. Аналитикалық қоғамның алғашқы қадамы – Лакруаның дифференциалдық және интегралдық есептеулер жөніндегі кішігірім еңбегін француз тілінен аудару болды, ол 1816 жылы жарияланды. Ол кезде француз тілінде математика бойынша ең жақсы оқулықтар мен маңызды еңбектер болды. Пикок аударманы Дифференциалдық және интегралдық есептеуді қолдану мысалдарының кең жинағын қамтитын кітаппен толықтырды, ол 1820 жылы жарияланды. Екі кітап та жылдам сатылып, қоғамның мақсатына үлкен үлес қосты. Сол кездегі жылдың үздік студенттері үш-төрт жылдан кейін математикалық трипостың емтиханшылары болып тағайындалатын. Пикок 1817 жылы емтиханшы болып тағайындалды және ол реформаның ісін ілгерілету үшін осы лауазымды тиімді құрал ретінде пайдаланды. Ол емтиханға қойған сұрақтарында дифференциалдық белгілер Кембридж университетінде алғаш рет ресми түрде қолданылды. Бұл жаңалық сынға ұшырамады, бірақ ол достарына былай деп жазды: «Мен реформаның ісінде барынша күш жұмсайтыныма және оны ілгерілетуге мүмкіндік беретін кез келген лауазымды қабылдамайтыныма сендіремін. Мен 1818-1819 жылдары Модератор лауазымына тағайындалатыныма көз жеткіздім, және мен емтиханшы ретінде лауазымымды пайдалана отырып, келесі жылы бұрынғыдан да қатаң боламын, себебі адамдар өзгеріске дайын болды деп ойлаймын, содан кейін жақсартылған бастапқы кітаптардың жариялануы арқылы жақсы жүйеге ие бола алады. Мен лектор ретінде айтарлықтай ықпалым бар, мен оны пайдаланамын. Тек табандылықпен ғана біз көп басты әдепсіздікті жеңіп, университеттің жақсы білім мен ғылымның мейірімді анасы ретіндегі беделіне сай болуына үміттене аламыз». Осы сөздер Пикоктің мінезін көрсетеді: ол жақын реформатор болды және бірнеше жылдан кейін Аналитикалық қоғамның ісіне сәттілік келді. Пикок еңбек еткен тағы бір реформа – алгебраны оқыту еді. 1830 жылы ол «Алгебра туралы трактат» атты еңбегін жариялады, оның мақсаты алгебраны континенттік математиктердің жетістіктеріне сай келетін ғылыми негізге қою болды. Астрономиялық ғылымды дамыту үшін Лондонның Астрономиялық қоғамы құрылды, және үш реформатор Пикок, Бэббидж және Гершель осы істің бастамашылары болды. Пикок Кембридждегі астрономиялық обсерваторияны құруды ынтамен қолдады және Кембридждің Философиялық қоғамын құрушылардың бірі болды. 1831 жылы Британдық ғылымды дамыту қауымдастығы (Америкалық, Француз және Австралиялық қауымдастықтардың прототипі) өзінің алғашқы кездесуін ежелгі Йорк қаласында өткізді. Қабылданған алғашқы шешімдердің бірі – белгілі бір ғылымдардың жай-күйі мен дамуы туралы есептерді алу, оларды жыл сайынғы кездесулерге ақпарат беру үшін құзыретті адамдар дайындап отырады, ал тізімге бірінші болып математикалық ғылымның дамуы туралы есеп енгізілді. Математик және философ Уивелл кездесудің вице-президенті болды: оған репортерді таңдау тапсырылды. Ол алдымен Уильям Роуэн Гамильтоннан сұрады, ол бас тартты; содан кейін ол Пикоктан сұрады, ол қабылдады. Пикок өзінің баяндамасын Ассоциацияның үшінші кездесуіне дайындады, ол 1833 жылы Кембриджде өтті; алгебра, тригонометрия және синустық арифметикамен шектелгенімен, ол Ассоциация дайындаған және басып шығарған құнды баяндамалардың ұзақ сериясының ең жақсыларының бірі. 1837 жылы Пикок Кембридж университетінің астрономия профессоры болып тағайындалды, бұл орынды кейін Нептунды ашқан Адамс, содан кейін Шлюхтар теориясымен атақты Роберт Болл иеленді. Университеттің жарғысын реформалау да мақсаттарының бірі болды; ол мұнда көп жұмыс істеді және Үкімет тағайындаған комиссияның мүшесі болды. 1818 жылдың қаңтарында Корольдік қоғамның мүшесі болып сайланды. 1842 жылы Пикок Америка философиялық қоғамының мүшесі болып сайланды.

Қызмет жолы

1819 жылы диакен болып қабылданды, 1822 жылы священник болып қабылданды және 1826 жылы Лестерширдегі Уаймсвольд приходының викарийі болып тағайындалды (1835 жылға дейін). 1839 жылы Кембриджширдегі Эли соборының деканы болып тағайындалды, бұл қызметін өмірінің соңына дейін, шамамен 20 жыл атқарды. Архитектор Джордж Гилберт Скоттпен бірге собор ғимаратын толық қайта жаңарту жұмысын жүргізді. Бұл жұмысқа ағашпен қапталған төбе орнату да кірді. Осы қызметте жүргенде алгебра бойынша оқулық жазды, «Алгебра туралы еңбек» (1830). Кейіннен екінші басылымы екі томдық болып шықты, бірі «Арифметикалық алгебра» (1842) деп, ал екіншісі «Символдық алгебра және оның орналасу геометриясына қолданылуы» (1845) деп аталды.

Символикалық алгебра

Пикоктің математикалық талдауға жасаған негізгі үлесі – алгебраны қатаң логикалық негізге қоюға жасаған әрекеті. Ол логиканың британдық алгебрасы деп аталатын іргелі қағиданы құрды, оған Грегори, Де Морган және Буль жатты. Пикок Мазерес пен Френдке берген жауабында алгебра ғылымы екі бөлімнен тұратынын – арифметикалық алгебрадан және символдық алгебрадан айтты, ал олар ғылымды арифметикалық бөлімімен шектеуде қателік жасады. Оның арифметикалық алгебраға қатысты көзқарасы былай: «Арифметикалық алгебрада символдарды сандарды білдіретін деп қарастырамыз, ал оларға қолданылатын амалдар да ортақ арифметикадағыдай бірдей анықтамалармен сипатталады. Белгілер + және – қосу және алу амалдарын олардың әдеттегі мағынасында ғана білдіреді, ал бұл амалдар символдарға қолданылғанда, егер олар сандық сандармен алмастырылғанда сондай нәтиже беретін мәндерге ие болған жағдайларда ғана мүмкін деп есептеледі. Сондықтан, мысалы, өрнегінде және бірдей түрлі шамалар болуы керек; ал сияқты өрнектерде шамасы шамасынан үлкен болуы керек және оған гомогенді болуы керек. Көбейтінділер мен бөлінділерде, мысалы, және , көбейткіш пен бөлгіш абстрактілі сандар болуы керек. Егер қандай да бір операциялардың анықтамаларынан заңды түрде шығарылмайтын, тіпті теріс шамаларды қоса алғанда, қандай да бір нәтижелер болса, оларды мүмкін емес немесе ғылымға жат деп санау керек». Пикок принципін былай тұжырымдауға болады: арифметикалық алгебраның элементарлық символы цифрлық, яғни бүтін санды білдіреді, ал элементарлық символдардың кез келген комбинациясы цифрлық санға дейін келуі керек, әйтпесе ол мүмкін емес немесе ғылымға жат. Егер және сандар болса, онда әрқашан сан болады, бірақ саны тек кем болғанда ғана сан болады. Сонымен қатар, бірдей жағдайларда, әрқашан сан болады, бірақ нақты бөлгіш болғанда ғана сан болады. Осыдан келесі дилемма туындайды: немесе өрнегі жалпы түрде мүмкін емес деп санау керек, немесе алгебраның негізгі символының мағынасын рационалды бөлшектерді қамтитын етіп кеңейту керек. Егер дилемманың бірінші жағы таңдалса, арифметикалық алгебра тек көлеңкеге айналады, ал екінші жағы таңдалса, алгебраның амалдарын элементарлық символ бүтін сан деп қарастыру арқылы анықтауға болмайды. Пикок қиындықтан шығу үшін, көбейтуші ретінде қолданылатын символ әрқашан бүтін сан, бірақ көбейтілмелінің орнындағы символ бөлшек болуы мүмкін деп есептейді. Мысалы, өрнегінде тек бүтін санды білдіре алады, ал рационалды бөлшекті білдіре алады. Арифметикалық алгебраның ең негізгі қағидасы – ; бұл Пикок принципі бойынша заңсыз. Арифметика бойынша ең алғашқы ағылшын жазушыларының бірі Роберт Рекорд, ол өз еңбегін король Эдуард VI-ға арнады. Автор өз трактатын ұстаз бен оқушы арасындағы диалог түрінде жазады. Оқушы бір нәрсені көбейту оны азайтады деген қиындықпен ұзақ күреседі. Ұстаз бұл аномалияны пропорцияға сілтеме жасау арқылы түсіндіруге тырысады: бөлшекке байланысты көбейтінді көбейтілген нәрсеге бөлшек бірлікке қатысты болғандай пропорционалды болады. Бірақ оқушы қанағаттанбайды, ал ұстаз былай дейді: «Егер мен бірден көп еселеп көбейтсем, ол нәрсе көбейеді, егер мен оны бір рет алсам, ол өзгермейді, ал егер мен оны бір реттен аз алсам, ол бұрынғыдан кем болады. Егер бөлшек бірден аз болса, бөлшекпен көбейтуді бір реттен аз алуды білдіреді». Сонда оқушы: «Мырза, мен сізге осы себепті көп рахмет айтамын, және мен бұл нәрсені түсінетініме сенемін». Шындығында, тіпті арифметикада көбейту мен бөлудің екі процесі ортақ көбейтуге біріктіріледі, ал қиындық көбейтудің бастапқы идеясынан тензордың жалпыланған идеясына өтуде, бұл идея шаманы сығыстыруды және созуды қамтиды. Бір бүтін санды белгілейік; келесі қадам – , керісінше , идеясын алу. Бұл , және , жай ғана , емес , рационалды бөлшекті аламыз; өйткені жалпы алғанда, санға немесе санның керісіне азайтылмайды. Алайда, егер біз бұл қарсылықты елемейтін болсақ, онда Пикок жалпы алгебраның негізін қалай салады? Ол оны символдық алгебра деп атайды және арифметикалық алгебрадан символдық алгебраға келесідей жолмен өтеді: «Символдық алгебра арифметикалық алгебраның ережелерін қабылдайды, бірақ олардың шектеулерін мүлдем жояды; осылайша символдық алуарлау арифметикалық алгебрадағы сол операциядан әртүрлі болады, өйткені қолданылған символдар немесе өрнектердің барлық мән қатынастары үшін мүмкін. Арифметикалық алгебраның барлық нәтижелері, оның ережелерін қолдану арқылы шығарылған және формасы бойынша жалпы, бірақ құндылығы бойынша ерекше, символдық алгебраның нәтижелері де болады, егер олар формасы да, құндылығы да жалпы болса. Мысалы, және бүтін сандар болғанда, көбейтіндісі болады, сондықтан формасы бойынша жалпы, бірақ құндылығы бойынша ерекше, ал және жалпы құндылыққа ие болғанда да формасы бойынша жалпы болады. Арифметикалық алгебраның үшін анықталған қатар, егер кез келген бүтін сан болса, егер ол соңғы мүшеге сілтеме жасамайтын жалпы формада берілсе, сол қағида бойынша үшін де эквивалентті қатарды көрсетуге болады, егер формасы да, құндылығы да жалпы болса». Пикок бұл қағиданы мысалдар арқылы көрсеткен және оны «эквивалентті формалардың тұрақтылығы қағидасы» деп атады, ал «Символдық алгебра» еңбегінің 59-бетінде былай тұжырымдайды: «Символдар формасы бойынша жалпы, бірақ нақты мәнге ие болғанда эквивалентті алгебралық формалар, символдар формасы да, құндылығы да жалпы болғанда да эквивалентті болады». Мысалы, , , , кез келген бүтін сандарды білдірсін, бірақ шамасы шамасынан кіші, ал шамасы шамасынан кіші деген шектеулерге бағынсын. Онда арифметикалық түрде Пикок принципі сол жақ формасының оң жақ формасына тең екенін көрсетеді, тек егер шектеулері алынбаса ғана емес, сонымен қатар , , , ең жалпы алгебралық символдарды білдірсе де. Бұл , , , рационалды бөлшектер, иррационал сандар немесе тіпті операторлар сияқты болуы мүмкін. Теңдік шаманың мәні арқылы емес, теңдік қабылданады, содан кейін символға қойылатын әртүрлі интерпретацияларды табуға тырысады. Бұл мәселенің бізді қызықтыратыны рационалды логиканың немесе білімнің негізгі мәселесін қамтиды, атап айтқанда, біз жеке фактілерден жалпы фактілерге қалай көтеріле аламыз. Егер , , , бүтін сандарды білдірсе, олардың ішінде шамасы шамасынан кіші, ал шамасы шамасынан кіші болса, онда

Жеке өмір

Саяси тұрғыдан алғанда, Джордж Пикок виг саясатшысы болған. Ол Уильям Селвиннің қызы Франсис Элизабетке үйленді. Олардың балалары болмады. Оның соңғы қоғамдық ісі университет реформасы комиссиясының мәжілісіне қатысу болды. Ол 1858 жылдың 8 қарашасында 68 жасында Ели қаласында қайтыс болды және Ели зиратына жерленді.