Логика — обязательный элемент математики. Именно
логика — залог корректности математических выводов, строгий судья,
определяющий их истинность или ложность. Однако математику нельзя свести
исключительно к логике. Если бы теоремы можно было вывести с помощью
формальных логических правил, с этой задачей вполне справился бы
компьютер, выдав нам множество новых теорем. К сожалению, математики
обычно публикуют окончательные и проверенные результаты своего труда, не
позволяя нам увидеть путь, которым они шли.
Должно пройти много времени, прежде чем этот порядок
вещей изменится. Математические блюда по-прежнему подаются на роскошной
посуде и не содержат ни малейших изъянов. Мудрец-повар пробует свое
блюдо снова и снова, пока не решит, что оно готово и его можно подавать.
Он ищет ошибки и исправляет их, если находит. Если же в рецепт
закралась неустранимая ошибка, такое блюдо немедленно отвергается и
возвращается на кухню — именно там, а не в зале ресторана, вершится
математика. Именно там готовятся аксиомы, теоремы и доказательства.
Именно там совершаются ошибки, проверяются гипотезы и отвергаются идеи.
Фартуки поваров покрываются грязными пятнами, а сами повара впадают в
отчаяние, оттого что логика не идет на поводу у их интуиции. И тогда они
тысячу раз проклинают свое ремесло, которое многие считают
божественным.
Однако математическую кухню питает не только огонь
логики: на ней не обойтись без интуиции, аналогий, экспериментов,
гипотез, то есть без мысли. Так как все люди мыслят по-разному или
руководствуются разными интересами, на размышления математиков и их
деятельность влияют общество и культура. Почему одна теорема более
ценна, чем другая? Почему все пытаются доказать одни теоремы и не
уделяют внимания другим? С помощью логики можно сделать бесконечное
множество тривиальных умозаключений, которые не представляют никакой
ценности. Развитие математической мысли вызвано интересом людей к
решению задач, теоретических и практических, полезных и бесполезных, а
сами задачи могут отражать стремление к знаниям или рассматриваться как
личный вызов.
Полнее и точнее всего этот аспект математики описан в
классических научно-популярных книгах, в частности «Что такое
математика?» американских авторов Рихарда Куранта и Герберта Роббинса
(первое издание вышло в 1941 году, с тех пор книга неоднократно
переиздавалась), в более поздней книге «Математический опыт» Филипа
Дэвиса и Рубена Херша (1999) или в книге последнего «Что же такое
математика на самом деле?» (1997). В этой книге Херш приводит простой и
понятный пример: «Формулу 2 + 2 = 4 можно доказать как теорему в
некоторой модели аксиом, однако ее сила и убедительность происходят из
физической модели — например, ее правильность нетрудно подтвердить с
помощью монет или камней». Более того, логика, используемая в формальном
доказательстве, которое упоминает Херш, появилась значительно позже,
чем подсчет камней. Курант и Роббинс, в свою очередь, подчеркивают
важнейшую роль, которую играют в развитии математики эксперимент,
интуиция и аналогия:
«…хотя принципа математической индукции совершенно
достаточно для того, чтобы доказать эту формулу — раз она уже написана,
однако доказательство не дает решительно никаких указаний, как прийти к
самой этой формуле… Тот факт, что доказательство теоремы заключается в
применении таких-то простых логических правил, не оказывает ни малейшего
влияния на творческое начало в математике, роль которого — делать выбор
из бесконечного множества появляющихся возможностей. Вопрос о том, как
возникает гипотеза, — из той области, в которой нет никаких общих
правил; здесь делают свое дело эксперимент, аналогия, конструктивная
индукция».
Логика очень важна в математике, однако она не
настолько тесно связана с открытиями и изобретениями, как может
показаться. Логика не указывает путь и не подсказывает, как найти
решение. Этот путь открывают эксперимент, аналогия и интуиция, а затем
логика превращает эти нехоженые тропинки в широкую магистраль, по
которой может проехать любой. Проиллюстрируем это на примере, рассмотрев
известную геометрическую задачу, решенную благодаря счастливому
озарению.
|