Введение
В 1734 году Джордж Беркли написал книгу "Аналитик" (подзаголовок "Рассуждение, обращенное к неверующему математику: в котором исследуется, более ли отчетливо постигаются объект, принципы и выводы современного анализа, или более очевидным образом выводятся, чем религиозные тайны и догматы веры"). Впервые она была опубликована в 1734 году, сначала издательством Дж. Тонсона (Лондон), затем С. Фуллера (Дублин). Считается, что "неверующим математиком" был Эдмонд Галлей, хотя высказывались предположения, что речь идет об Исааке Ньютоне. Книга содержит прямую критику основ математического анализа, в частности, концепции флюксий Исаака Ньютона и идеи бесконечно малых величин Лейбница.
The Analyst (subtitled A Discourse Addressed to an Infidel Mathematician: Wherein It Is Examined Whether the Object, Principles, and Inferences of the Modern Analysis Are More Distinctly Conceived, or More Evidently Deduced, Than Religious Mysteries and Points of Faith) is a book by George Berkeley. It was first published in 1734, first by J. Tonson (London), then by S. Fuller (Dublin). The "infidel mathematician" is believed to have been Edmond Halley, though others have speculated Sir Isaac Newton was intended. The book contains a direct attack on the foundations of calculus, specifically on Isaac Newton's notion of fluxions and on Leibniz's notion of infinitesimal change.
Основные положения и цель
С самого начала своей писательской деятельности Беркли использовал сатирическое перо, чтобы атаковать тех, кого тогда называли "свободомыслящими" (светские люди, скептики, агностики, атеисты и т. д. – проще говоря, всех, кто сомневался в истинности общепринятой христианской религии или призывал к сокращению роли религии в общественной жизни). В 1732 году, в качестве очередного шага в этом направлении, Беркли опубликовал свой "Алцифрон" – серию диалогов, обращенных к различным типам "свободомыслящих". Одним из архетипов, к которому обращался Беркли, был светский ученый, отвергавший христианские догматы как ненужные суеверия и выражавший уверенность в непогрешимости человеческого разума и науки. В ответ на его аргументы Беркли предпринял тонкую защиту обоснованности и полезности этих элементов христианской веры. "Алцифрон" был широко распространен и вызвал определенный резонанс. Однако именно небрежное замечание, насмешливо отзывавшееся об аргументах Беркли, сделанное "свободомыслящим" королевским астрономом сэром Эдмундом Галлеем, побудило Беркли снова взяться за перо и попробовать новый подход. Результатом стал "Аналист", задуманный как сатира, атакующая основы математики с той же энергией и в том же стиле, в каком "свободомыслящие" обычно критиковали религиозные истины. Беркли стремился разобрать тогдашние основы математического анализа, утверждал, что обнаружил многочисленные пробелы в доказательствах, нападал на использование бесконечно малых величин, диагональ единичного квадрата, само существование чисел и т.д. Основная цель заключалась не столько в том, чтобы высмеивать математику или математиков, сколько в том, чтобы показать, что математики, подобно христианам, опираются на непостижимые "тайны" в основе своего мышления. Более того, существование этих "суеверий" не было губительным для математического мышления, а наоборот, служило ему опорой. То же самое можно сказать и о христианских верующих и их "догматах". Беркли заключил, что достоверность математики не выше достоверности религии.
Влияние
Через два года после этой публикации Томас Бейс анонимно опубликовал "Введение в доктрину флюкций и защиту математиков от возражений автора «Аналитика»" (1736), в котором он защищал логические основания исчисления Исаака Ньютона от критики, изложенной в «Аналитике». Двухтомный трактат Колина Маклаурина о флюкциях, опубликованный в 1742 году, также был начат как ответ на критику Беркли, с целью показать, что исчисление Ньютона является строгим, сведя его к методам греческой геометрии. Несмотря на эти попытки, исчисление продолжало развиваться, используя ненадежные методы, вплоть до 1830 года, когда Огюстен Коши, а затем Бернхард Риман и Карл Вейерштрасс, переопределили производную и интеграл, используя строгое определение понятия предела. Идея использования пределов в качестве основы для исчисления была предложена д’Аламбером, но определение д’Аламбера не было достаточно строгим по современным меркам. Понятие предела уже встречалось в работах Ньютона, но не было сформулировано с достаточной ясностью, чтобы противостоять критике Беркли. В 1966 году Абрахам Робинсон представил нестандартный анализ, который предоставил строгое обоснование для работы с бесконечно малыми величинами. Это предложило другой способ построения исчисления на математически строгой основе, как это делалось до полной разработки (ε, δ)-определения предела.
Призраки ушедших
К концу "Аналиста" Беркли обращается к возможным обоснованиям основ математического анализа, которые могут предложить математики. В ответ на идею о том, что флюксии можно определить, используя предельные отношения бесконечно малых величин, Беркли писал: "Должно, действительно, признать, что [Ньютон] использовал флюксии, подобно строительным лесам, как нечто, от чего следует избавиться, как только найдены конечные линии, пропорциональные им. Но эти конечные показатели находятся с помощью флюксий. Следовательно, все, что получено с помощью таких показателей и пропорций, следует приписывать флюксиям, которые, таким образом, должны быть поняты заранее. А что же такое эти флюксии? Скорости исчезающих приращений? И что же это за исчезающие приращения? Они не являются ни конечными величинами, ни бесконечно малыми, но и не ничем. Разве не можем мы назвать их призраками ушедших количеств? Эдвардс описывает это как наиболее запоминающийся момент книги. Кац и Шерри утверждают, что эта фраза предназначалась для критики как бесконечно малых, так и теории флюксий Ньютона. Сегодня фраза "призраки ушедших количеств" также используется при обсуждении критики Беркли других возможных оснований математического анализа. В частности, она используется при обсуждении бесконечно малых, но также и при обсуждении дифференциалов и адекватности.
It must, indeed, be acknowledged, that [Newton] used Fluxions, like the Scaffold of a building, as things to be laid aside or got rid of, as soon as finite Lines were found proportional to them. But then these finite Exponents are found by the help of Fluxions. Whatever therefore is got by such Exponents and Proportions is to be ascribed to Fluxions: which must therefore be previously understood. And what are these Fluxions? The Velocities of evanescent Increments? And what are these same evanescent Increments? They are neither finite Quantities nor Quantities infinitely small, nor yet nothing. May we not call them the Ghosts of departed Quantities? Edwards describes this as the most memorable point of the book. Katz and Sherry argue that the expression was intended to address both infinitesimals and Newton's theory of fluxions. Today the phrase "ghosts of departed quantities" is also used when discussing Berkeley's attacks on other possible foundations of Calculus. In particular it is used when discussing infinitesimals, but it is also used when discussing differentials, and adequality.