这个公设是怎样被引进到数学中的?这将引出康托尔理论的另一个尚未解决的问题。一个有互不相同的可数的元素的集合,就像一堵墙上的所有砖头,能够很容易地排出顺序;我们只需要按1,2,3,…数遍它们。
但是我们怎样给直线上所有的点排序呢?毕竟,直线上的任意两个点之间“我们能找到”或“存在”该直线上的另一个点。如果我们每一次数墙上相邻的两块砖,墙上就又有另一块砖出现在它们之间,我们的计数就混乱了。然而直线上的点看来确实有某种顺序,因为我们能说出一个点是在另一个点的左边或是右边。为一条直线上的点排序的努力没有成功。策梅罗提出了他的公设,以使这种努力更容易一些,但是它本身还没有被普遍接受为一个合理的假设。
回到康托尔理论上。是否“存在”或者我们能否“构造”一个集合,它既不相似于所有正有理整数的集合,又不相似于直线上所有点的集合?答案是不知道。
我们已提到过弗雷格,他把“相似于一个给定类的所有类的类”定义为这个给定类的基数。弗雷格花费多年的时间,试图把数的数学置于可靠的逻辑基础上。他毕生的著作是他的《算术的基本法则》,第二卷以下面的致辞结束∶
一个科学家几乎不能碰到比这更难堪的事情了,即正当工作完成时,它的基础却垮掉了。当这部著作行将印完时,伯特兰·罗素先生的一封信就使我处于这样的境地。
罗素构造了一个集合S:S由一切不属于自身的集合所组成。这个集合是自己的元素吗?稍微想一想就能推敲出,不论哪种答案都是错误的。罗素提出他的“循环论证原理”作为一种补救办法∶“涉及一个集合的所有元素的任何东西,必非该集合的元素”。
为了让数学走出这一困境,希尔伯特和布劳威尔致力于把数学推理置于合理的基础上,尽管他们的方法和哲学在几个方面是极端对立的。
希尔伯特
希尔伯特向希腊寻找他的数学哲学的起源。他重新开始了毕达哥拉斯的计划,即给定一组严格而充分确定的公设(公理),一个数学论证必须按照严格的演绎推理从这些公设开始。希尔伯特使数学的公设发展纲要比希腊人的更精确,并于1899年出版了他关于几何基础的经典著作的第一版。希尔伯特的一个要求是,为几何提出的公设应该被证明是自洽的,而希腊人似乎没有想到过这个要求。为了对几何作出这样一个证明,他指出由这些公设发展出来的几何中的任何矛盾,都隐含着一个算术方面的矛盾。这样,问题又回到证明算术的一致性,一直到今天。
因此我们再次退回,询问“数”是什么。戴德金和弗雷格两人都把目光投向了“无穷”,戴德金以他的无穷类定义无理数;弗雷格以他的相似于一个已知类的所有类的类定义基数。希尔伯特也到无穷中去寻找答案,他相信,无穷对于理解有限是必需的。他强烈相信,康托尔体系最终会从炼狱中解放出来,
在我看来,这(康托尔)是数学思想的最令人赞美的果实,确实是人类智力活动的最高成就之一。没有人能把我们逐出康托尔为我们创造的乐园,
布劳威尔
在希尔伯特兴奋得意的时刻,布劳威尔出现了,他说,用希尔伯特提出的保证免除矛盾的公设的方法完成了它的使命——没有产生矛盾,但是,用这种方法不会得到任何有价值的东西;一个错误的理论,即使没有因矛盾而告终,也仍然是错误的。
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