For faster navigation, this Iframe is preloading the Wikiwand page for Конструктивізм (математика).

Конструктивізм (математика)

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Конструктивна математика — абстрактна наука, що вивчає конструктивні процеси, людську здатність здійснювати їх, а також їхні результати — конструктивні об'єкти.

Абстракції конструктивної математики

[ред. | ред. код]

Абстрактність конструктивної математики виявляється в систематичному застосуванні двох основних абстрагувань: абстракції ототожнення й абстракції потенційної здійсненності.

Абстракція ототожнення полягає в припущенні про можливість однозначного безсумнівного розв'язання питання про (графічну) рівність або розходження будь-яких двох розглянутих нами конструктивних об'єктів, а також про можливість повного абстрагування від дрібних відмінностей, наявних між графічно рівними об'єктами. Випадки, коли зазначені припущення не виконуються, заздалегідь виключаються з розгляду. Так, при розгляді слів у кириличному алфавіті ми виключаємо з розгляду випадки, коли не можемо прочитати слово (внаслідок нерозбірливості почерку або, наприклад, внаслідок пошкодження запам'ятовувального пристрою ЕОМ, в який було занесено це слово).

Абстракція потенційної здійсненності виявляється у відволіканні від меж наших конструктивних можливостей у просторі, часі й матеріалі. Випадки, коли коштів, що знаходяться в нашому розпорядженні, недостатньо для здійснення потрібних побудов, заздалегідь виключаються з розгляду.

Основні об'єкти розгляду

[ред. | ред. код]

Уявлення про конструктивний процес та конструктивний об'єкт не мають загального визначення. Різні теорії конструктивної математики можуть мати справу з конструктивними об'єктами найрізноманітніших конкретних видів (цілочисельними матрицями, многочленами з раціональними коефіцієнтами, і т. д.). Однак, може бути зазначено декілька типів конструктивних об'єктів, здатних моделювати будь-які інші відомі конструктивні об'єкти (і, тим самим, здатних вважатися в певному сенсі конструктивними об'єктами загального виду). Такими є, зокрема, слова в різних алфавітах.

Особливості логіки конструктивної математики

[ред. | ред. код]

Характерною рисою конструктивних об'єктів є та обставина, що вони не існують вічно. Вони народжуються в результаті розгортання деяких конструктивних процесів, а потім зникають (в силу найрізноманітніших природних причин). Алгебраїчний вираз, написаний крейдою на дошці, знаходився на цій дошці не завжди — і проіснує на ній рівно до того моменту, поки його не зітруть. Таблиця, збережена на жорсткому диску персональної ЕОМ, також свідомо не існувала до моменту виготовлення цього диску — і також рано чи пізно буде знищена (або в результаті переформатування, або в результаті виходу диска з ладу).

У зв'язку зі сказаним, в конструктивній математиці під «існуванням» конструктивного об'єкта розуміється його потенційна здійсненність — тобто наявність в нашому розпорядженні методу, що дозволяє відтворювати цей об'єкт будь-яку потрібну кількість разів. Таке розуміння різко розходиться з розумінням існування об'єкта, прийнятим в теоретико-множинній математиці. В теорії множин факт постійного народження та зникнення конструктивних об'єктів не знаходить ніякого відображення: з її погляду, рухливі реальні об'єкти є лише «тінями» вічно існуючих в деякому фантастичному світі статичних «ідеальних об'єктів» (і тільки ці «ідеальні об'єкти» і слід нібито розглядати в математиці).

Розуміння існування об'єкта як потенційної здійсненності призводить до того, що логічні закони, що діють у конструктивній математиці, виявляються відмінними від класичних. Зокрема, втрачає універсальність закон виключеного третього. Дійсно, формула у конструктивному розумінні виражає судження

«серед формул і   потенційно здійсненна вірна»,

проте класичний висновок диз'юнкції не дає ніякого способу побудувати її вірний член. Аналогічним чином, логічне спростування припущення, що будь-який конструктивний об'єкт аналізованого виду має деяку властивість  — що вважається в теоретико-множинній математиці достатньою підставою для того, щоб визнати «існуючим» об'єкт з властивістю , — не може саме по собі бути приводом для визнання об'єкта з властивістю потенційно здійсненним. Слід зауважити, однак, що за такого роду логічними спростуваннями все ж визнається певна евристична цінність (позаяк вони, хоча і не дають ніякого способу побудови шуканого об'єкта, все ж вказують на осмисленість спроб такої побудови). Конструктивні об'єкти, для яких вдалося в рамках класичної логіки довести їх «існування», заведено називати квазіздійсненними.

Різниця між поняттями потенційно здійсненного і квазіздійсненного конструктивного об'єкта стає особливо істотною при розгляді загальних тверджень про існування. Дійсно, судження

«для будь-якого конструктивного об'єкта розглянутого виду потенційно є здійсненним конструктивний об'єкт , що знаходиться у відношенні до об'єкта »

означає наявність в нашому розпорядженні єдиного загального методу (алгоритму) переробки об'єкта у відповідний йому об'єкт . Тому таке судження може бути свідомо невірним, навіть у разі вірності судження

«для будь-якого конструктивного об'єкта розглянутого виду є квазіздійсненним конструктивний об'єкт , що знаходиться у відношенні до об'єкта ».

Деякі конкретні теорії конструктивної математики

[ред. | ред. код]

Конкретні математичні теорії, що розвиваються в рамках уявлень конструктивної математики, мають ряд суттєвих відмінностей від відповідних теоретико-множинних теорій.

Наприклад, основне поняття математичного аналізу — поняття дійсного числа — вводиться в традиційному варіанті теорії на базі загального уявлення про множину. Для конструктивної математики, що вимагає, щоб розгляд обмежувався конструктивними об'єктами, такий спосіб визначення поняття дійсного числа неприйнятний. У ній під дійсними числами зазвичай розуміють записи алгоритмів , що перетворюють будь-яке натуральне число в деяке раціональне число, і задовольняють умові

Такі записи являють собою конструктивні об'єкти і допускаються до розгляду в конструктивній математиці. Як звичайно, два дійсних числа і вважаються рівними, якщо виконується умова

Слід зазначити, що проблема розпізнавання рівності двох довільних дійсних чисел є алгоритмічно нерозв'язною, а тому у конструктивному розумінні математичних суджень твердження

«будь-які два дійсних числа або рівні, або не рівні»

виявляється хибним. Відповідно, теоретико-множинне уявлення про атомарність континууму (про те, що він складений з чітко відокремлених один від одного точок) не переноситься в конструктивну математику.

Багато тверджень теоретико-множинного аналізу в конструктивному аналізі спростовуються на прикладах. Такими є, зокрема, теорема про збіжність монотонної обмеженої послідовності і лема Гейне-Бореля про вибір покриття. Ряд інших тверджень теоретико-множинного аналізу можуть бути перенесені в конструктивну математику лише за умови розуміння «існування» шуканого об'єкта як квазіздійсненності (а не потенційної здійсненності). Такими є теорема про подання дійсних чисел систематичними дробами й теорема про нулі знакозмінної неперервної функції.

З іншого боку, в конструктивному аналізі доводиться ряд тверджень, які не мають теоретико-множинних аналогів. Одним з найбільш яскравих прикладів тут є теорема Г. С. Цейтіна про безперервність будь-якого відображення з сепарабельного метричного простору в метричний простір. З цієї теореми випливає, зокрема, що будь-яке відображення метричних просторів є безперервним по Гейне. Слід зауважити, що відомі приклади відображень з несепарабельних просторів, які не є безперервними по Коші. Таким чином, в конструктивній математиці може бути спростовано на прикладах твердження про еквівалентність безперервності відображення по Коші й по Гейне, що можливо довести в класичному аналізі на основі залучення сильних теоретико-множинних засобів (зокрема, аксіоми вибору).

Див. також

[ред. | ред. код]

Література

[ред. | ред. код]
  • Марков А.А.. Вибрані праці. — М. : Вид-во МЦНМО, 2003. — Т. II. Теорія алгоритмів і конструктивна математика, математична логіка, інформатика і суміжні питання. — 626 с. — ISBN 5-94057-113-1.
  • Марков А.А., Нагорний М.М.. Теорія алгоритмів. — 2-е вид. — М. : ФАЗИС, 1996.
  • Нагорний М.М.. Абстракція актуальної нескінченності, Абстракція ототожнення, Абстракція потенціальної здійсненності. — С. 43, 44.
  • Виноградов І.М. (гол. ред.). Математическая энциклопедия. — М. : Радянська енциклопедія, 1977. — Т. 1. — 576 с.
  • Кушнер Б.А.[en]. Лекції з конструктивного математичного аналізу. — М. : Наука, 1973. — 447 с.
  • Кушнер Б.А.. Конструктивна математика, Математична енциклопедія. — М. : Радянська енциклопедія, 1979. — Т. 2. — 1042 с.
  • Кондаков М.І.. Логічний словник-довідник. — М. : Наука, 1975. — 259 с.
  • Рузавін Г.І.. Про природу математичного знання. — М. : Мысль, 1968. — 302 с.
  • Акимов О.Є.. Дискретна математика: логіка, групи, графи. — 2-е вид. — М. : «Лабораторія Базових Знань», 2003. — 376 с.

Посилання

[ред. | ред. код]
{{bottomLinkPreText}} {{bottomLinkText}}
Конструктивізм (математика)
Listen to this article

This browser is not supported by Wikiwand :(
Wikiwand requires a browser with modern capabilities in order to provide you with the best reading experience.
Please download and use one of the following browsers:

This article was just edited, click to reload
This article has been deleted on Wikipedia (Why?)

Back to homepage

Please click Add in the dialog above
Please click Allow in the top-left corner,
then click Install Now in the dialog
Please click Open in the download dialog,
then click Install
Please click the "Downloads" icon in the Safari toolbar, open the first download in the list,
then click Install
{{::$root.activation.text}}

Install Wikiwand

Install on Chrome Install on Firefox
Don't forget to rate us

Tell your friends about Wikiwand!

Gmail Facebook Twitter Link

Enjoying Wikiwand?

Tell your friends and spread the love:
Share on Gmail Share on Facebook Share on Twitter Share on Buffer

Our magic isn't perfect

You can help our automatic cover photo selection by reporting an unsuitable photo.

This photo is visually disturbing This photo is not a good choice

Thank you for helping!


Your input will affect cover photo selection, along with input from other users.

X

Get ready for Wikiwand 2.0 🎉! the new version arrives on September 1st! Don't want to wait?