Кіріспе

Математика философиясындағы ұғым. Математика философиясында нақты шексіздікті абстракциялау, сондай-ақ толық шексіздік деп аталатын нәрсе, шексіз объектілерді берілген, нақты және толыққанды нысандар ретінде қабылдауды білдіреді (егер шексіздік аксиомасы қолданылса). Мұндай объектілерге натурал сандар жиыны, кеңейтілген нақты сандар, трансфинит сандар, тіпті рационал сандардың шексіз тізбегі жатуы мүмкін. Нақты шексіздік потенциалды шексіздіктен ерекшеленеді, онда аяқталмайтын процесс (мысалы, "алдыңғы санға 1 қосу") соңғы мүшесі жоқ тізбек тудырады, ал әрбір жеке нәтиже шекті болып табылады және шектеулі қадамдарда қол жеткізіледі. Осы себепті, потенциалды шексіздік көбінесе лимит түсінігін пайдалана отырып формалданады.

Анаксимандр

Ежелгі гректерде потенциалды немесе дұрыс емес шексізді білдіретін термин – апейрон (шексіз немесе белгісіз) болды, ал нақты немесе дұрыс шексізді білдіретін термин – афоризменон. Апейрон, шегі бар нәрсеге (перас) қарсы тұрады. Бұл түсініктер бүгінде сәйкесінше потенциалды шексіз және нақты шексіз деп аталады. Анаксимандр (б.з.д. 610–546) апейронды барлық нәрсенің бастауы немесе негізгі құрауышы деп санайтын. Апейронның қандай да бір бастапқы зат болғаны анық. Платонның апейрон туралы түсінігі абстрактілірек, ол белгісіз өзгергіштікпен байланысты. Платонның «апейронды» талқылаған маңызды диалогтары – «Парменид» және «Филеб».

Аристотельдің әлеуетті-нақты айырмашылығы

Аристотель «Физика» мен «Метафизика» еңбектерінде шексіздік тақырыбын қарастырды. Ол нақты және потенциалды шексіздікті ажыратты. Нақты шексіздік толыққанды және анықталған, және шексіз көп элементтерден тұрады. Потенциалды шексіздік ешқашан толық болмайды: элементтерді әрқашан қосуға болады, бірақ ешқашан шексіз көп емес. «Жалпы алғанда, шексіздің болу жолы осылай: бір нәрсе әрқашан келесі бір нәрседен алынады, ал алынған әрбір нәрсе әрқашан шекті, бірақ әрқашан өзгеше болады». Аристотель, «Физика», 3-кітап, 6-тарау. Аристотель шексіздікті қосу және бөлу тұрғысынан ажыратты. Бірақ Платонның үлкен және кішкентай екі шексіздігі бар. «Физика», 3-кітап, 4-тарау. «Көбейтуге қатысты потенциалды шексіз қатардың мысалы ретінде, 1, 2, 3-тен басталатын қатарда әрқашан бір санды келесісінен кейін қосуға болады, бірақ көбірек сандарды қосу процесі толығымен аяқталмайды немесе толықтырылмайды. Бөлуге қатысты, мысалы, 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 сияқты бөлінудің потенциалды шексіз тізбегі басталуы мүмкін, бірақ бөлу процесі толығымен аяқталмайды. «Бөлу процесінің ешқашан аяқталмауы осы әрекеттің потенциалды түрде бар екенін, бірақ шексіздің жекеленген түрде бар екенін қамтамасыз етеді». «Метафизика», 9-шы кітап, 6-тарау. Аристотель грек математиктері нақты және потенциалды шексіздік арасындағы айырмашылықты білгенін, бірақ оларға [нақты] шексіздің қажеті болмағанын және оны қолданбағанын айтты (Phys. III 2079 29).

Қазіргі математикалық тәжірибе

Нақты шексіздік қазір кеңінен қабылданады, себебі математиктер оны қолдана отырып алгебралық тұжырымдарды құруды үйренді. Мысалы, біреу символды жазып, оны "толық (саналатын) шексіздікті білдіреді" деп ауызша түсіндіре алады. Бұл символ кез келген жиынға бастапқы элемент ретінде қосылуы мүмкін. Сонымен қатар, қосу, көбейту және теңсіздікті анықтайтын аксиомаларды ұсынуға болады; атап айтқанда, ординалдық арифметика, ондағы өрнектер, мысалы, "әрбір натурал сан толық шексіздіктен кіші" деп түсіндіріледі. Тіпті "жалпыға түсінікті" тұжырымдар, мысалы, да мүмкін және логикалық тұрғыдан дұрыс. Теория жеткілікті деңгейде дамыған, сондықтан өте күрделі алгебралық өрнектер, мысалы, және тіпті жарамды алгебралық өрнектер ретінде интерпретациялануы мүмкін, оларға ауызша сипаттама беріледі және теоремалар мен дәлелдердің алуан түрлі салаларында үйлесімді және мағыналы түрде қолданылуы мүмкін. Ординалдық сандарды тұрақты және мағыналы түрде анықтау мүмкіндігі көптеген пікірталастарды мәнсіз етеді; шексіздік немесе құрастырылу туралы жеке пікірлерге қарамастан, алгебра мен логика құралдарын пайдалана отырып шексіздермен жұмыс істеуге арналған бай теорияның болуы айқын.

Интуиционистік мектептің қарсылығы

Нақты шексіздіктегі "актуалдық" терминінің математикалық мағынасы анықталған, толық, кеңейтілген немесе экзистенциалдық сипаттағы, бірақ физикалық жағынан бар екендікпен шатастырылмауы керек. Сондықтан, натурал немесе нақты сандардың анық жиын құрайтындығы туралы мәселе, табиғатта шексіз нәрселердің физикалық жағынан бар екендігі туралы мәселеден тәуелсіз. Кронэкерден бастап интуиционизм жақтастары математикалық объектілердің немесе жиындардың шексіздігі бар деген пікірді жоққа шығарады. Осының салдарынан, олар математиканың негіздерін нақты шексіздіктердің бар екенін қабылдамай, қайта құрады. Алайда, конструктивті талдау бүтін сандардың толыққанды шексіздігінің бар екенін қабылдайды. Интуиционистер үшін шексіздік потенциал ретінде сипатталады; осы ұғыммен синонимдері – даму немесе құрылымдық. Таспадағы жадқа қол жеткізу үшін Тьюринг машинасы оқу басын шекті сандағы қадамдармен жылжытады: сондықтан таспа тек "потенциалды" шексіз, себебі басқа қадам жасау мүмкіндігі әрқашан болғанымен, шексіздіктің өзі ешқашан қол жеткізілмейді. Математиктер көбінесе нақты шексіздіктерді қабылдайды. Георг Кантор – нақты шексіздіктерді қорғаған ең маңызды математик. Ол натурал және нақты сандардың анық жиынды болуы мүмкін екенін, ал егер Евклидтің шектілік аксиомасын (барлық нәрсе жеке және жиынтық түрде шекті дегенді білдіретін) қабылдамаса, ешқандай қайшылыққа ұшырамайтынына келісім берді. Ординал және кардинал сандарға қазіргі заманғы конвенционалды түсініктеме – олардың арнайы символдар жиынтығынан және олармен байланысты формальді тілден тұратыны, оның ішінде мәлімдемелер жасауға болады. Мұндай мәлімдемелердің барлығы міндетті түрде шекті ұзындықта болады. Манипуляциялардың дұрыстығы тек формальді тілдің негізгі принциптеріне – терминдік алгебраларға, терминдік қайта жазуға және т.б. – негізделген. Көбірек абстракциялық тұрғыдан алғанда, (шекті) модельдер теориясы да, дәлелдеу теориясы да шексіздіктермен жұмыс істеуге қажетті құралдарды ұсынады. Шексіздік символдарын қолдана отырып, алгебралық жағынан дұрыс өрнектерді жазу үшін шексіздікке "сену" қажет емес.

Классикалық көпшілік теориясы

Нақты шексіздіктің философиялық мәселесі бұл ұғымның үйлесімді және эпистемиялық тұрғыдан дұрыс екендігіне қатысты. Классикалық жиын теориясы нақты, толық шексіздер туралы түсінікті қабылдайды. Алайда, математиканың финитист философтары мен конструктивистер бұл түсінікке қарсылық білдіреді. Егер оң сан n шексіз үлкен болса, онда 1/n өрнегі нөлге жақындайды (немесе шексіз кіші болады). Бұл мағынада дұрыс емес немесе әлеуетті шексіз туралы айтылады. Қарастырылып отырған жиынтық, айқын қарама-қайшылықта, өзімен-өзі бекітілген, шексіз көп нақты анықталған элементтерден (натурал сандардан) тұратын, ешбірінен кем емес және ешбірінен көп емес, оңай аяқталатын, шексіз жиынтық болып табылады. (А. Френкель [4, 6 б.]) Осылайша нақты шексізді жеңу біздің ғылыми көкжиегіміздің кеңейтілуі болып саналуы мүмкін, бұл Коперник жүйесінен немесе салыстырмалылық теориясынан, тіпті кванттық және ядролық физикадан кем емес. (А. Френкель [4, 245-бет]) Барлық жиынтықтардың ғаламына тұрақты бірлік ретінде емес, "өсе алатын" бірлік ретінде қарастыру, яғни біз одан да үлкен жиынтықтарды "өндіре" аламыз. (А. Френкель және басқалар. [5, 118]) (Брауер) нақты жалғастықты еркін даму құралы ретінде алуға болады деп санайды; яғни, e, pi және т.б. сияқты заңдармен анықталуы бойынша бар (дайын) нүктелерден басқа, континуумның басқа нүктелері дайын емес, бірақ таңдау тізбегі деп аталатын түрде дамып келеді. (А. Френкель және басқалар. [5, 255]) Интуиционистер бүтін сандардың кездейсоқ тізбектілігі туралы түсініктің өзін қабылдамайды, өйткені ол аяқталған және нақты нәрсені заңсыз деп білдіреді. Мұндай реттілік тек өсіп келе жатқан нысан деп есептеледі, бірақ аяқталмаған. (А. Френкель және басқалар. [5, 236-б.]) Сол кезге дейін ешкім шексіз сандар әр түрлі мөлшерде болуы мүмкін екенін ойламаған, сонымен қатар математиктер "нақты шексіз" деген сөзді қолданбаған. Нютон мен Лейбництің дифференциалдық есептеуін қоса алғанда, шексізді пайдаланатын аргументтер шексіз жиынтықтарды пайдалануды қажет етпейді. (Т. Джек) Фреге, Дедекинд пен Кантордың бір мезгілдегі орасан зор күш-жігерінің арқасында шексіз таққа отырғызылып, өзінің толық жеңісіне қуанады. Оның батыл ұшуы шексіз табыстың шаң-тозаңдық биіктігіне жетті. (Д. Гилберт [6, 169]) Математиканың ең күшті және жемісті салаларының бірі – Кантор жасаған жұмақ, одан бізді ешкім ешқашан қуып жібермейді – математикалық ақыл-ойының ең керемет гүлденуі және адамзаттың таза интеллектуалды қызметінің ең үздік жетістіктерінің бірі. (Д. Гилберт жинақ теориясы туралы [6]) Соңында, бастапқы тақырыбымызға қайта оралайық және шексіз туралы барлық ойларымыздан қорытынды шығарайық. Нәтижесінде: шексіз еш жерде жүзеге аспайды. Ол табиғатта да жоқ, біздің рационалды ойлаудың негізі ретінде де қабылдауға болмайды – болмыс пен ойлау арасындағы таңғажайып үйлесім. (Д. Хилберт [6, 190]) Шексіз тоталитеттер сөздің ешқандай мағынасында жоқ (яғни шын мәнінде немесе идеалдық). Нақтырақ айтқанда, шексіз тоталитеттерді атаудың немесе атаудың мәні сөзбе-сөз мағынасыз. (А. Робинсон [10, 507]) Шын мәнінде, менің ойымша, формализмде және басқа жерлерде математика туралы түсінігімізді физикалық әлем туралы түсінігімізбен байланыстырудың нақты қажеттілігі бар. Георг Кантордың үлкен мета-тасуы, жиындар теориясы, ол шамамен он бес жыл ішінде өзі жалғыз жасады, ғылыми теорияға қарағанда жоғары өнер туындысына ұқсайды. (Y. Manin) Осылайша, Кантор экспрессивті құралдардың нәзік минимализмін ұлы мақсатқа жету үшін қолданады: шексізді түсіну немесе шексіздердің шексіздігі. (И. Манин) Канториандықтар ұмытып кеткен және қарама-қайшылықтарға тұтқындалған нақты шексіз жоқ. (Х. Поанкаре [Математика мен логика III, Rev. метафиздер. мораль 14 (1906) 316]) Талқылау объектілері тілдік субъектілер болған кезде, олар туралы талқылау нәтижесінде осы субъектілер жиынтығы өзгеруі мүмкін. Мұның салдарынан бүгінгі "табиғи сандар" кешегі "табиғи сандармен" бірдей емес. (Д. Айлс) Сандарға қараудың кем дегенде екі түрлі жолы бар: толыққанды шексіз және толық емес шексіз. Сандарды толық емес шексіз сандар ретінде қарауға тиімді және қызықты балама ұсынады, бұл математиканың кейбір салаларында үлкен жеңілдетуге әкеледі және есептеу күрделілігі проблемаларымен тығыз байланысты. (Э. Нельсон) Қайта өрлеу дәуірінде, әсіресе Бруноның шығармаларында шексіз шексіздік Құдайдан әлемге ауысады. Қазіргі заманғы ғылымның шекті әлем модельдері осы идеяның күшінің классикалық (жаңа) физикамен қалай тоқтағанын көрсетеді. Осы тұрғыдан алғанда, G. Кантор ғана соңғы ғасырдың соңында математикаға нақты шексіздікті енгізуі ұнамсыз көрінеді. Біздің ғасырымыздың интеллектуалдық кескінінде нақты шексіздік анachronism әсерін тудырады. (P. Lorenzen)