- •Глава I 11
- •§1. Формирование числовых систем 11
- •§2. Аксиоматическое обоснование евклидовой геометрии. 27
- •Вводная глава.
- •Назначение знаковых языковых систем
- •1. Язык как инструмент интеллекта
- •2. Функциональные свойства языковых систем
- •Пример 2
- •Пример 5. Система знаков представляющих музыкальные звуки называется нотами и формирует язык музыки.
- •4. Основные языковые понятия
- •3. Определение и примеры языковых систем
- •Рассмотрим некоторые примеры языковых систем. Пример 1
- •5. Предметное назначение языковых систем
- •6. Цели краткого курса математики для гуманитариев
- •7. Вопросы и задания к теме «Назначение знаковых языковых систем»
- •Построение множества рациональных чисел.
- •Вывод 1.
- •Замечание 1.
- •Аксиомы операции умножения.
- •Задача 2.
- •Вывод 2.
- •Аксиоматическое построение множества действительных чисел.
- •Аксиома непрерывности Кантора.
- •Определение 2.
- •О представлении действительных чисел.
- •Задача 3.
- •Языковые свойствах числовых систем.
- •3. Десятичная (и вообще, любая k-ичная) знаковая реализация действительных чисел изоморфна геометрической реализации действительных чисел в виде отрезков прямой.
- •Вопросы и задания к теме «числовые системы».
- •§2. Аксиоматическое обоснование евклидовой геометрии.
- •2.1. О “Началах” Евклида.
- •2.1.1. Структура «Начал» Евклида
- •2.1.2 Историческое значение «Начал» Евклида
- •2.1.3 Историческое развитие дедуктивной схемы «Начал» Евклида
- •2.2 Аксиоматика д. Гильберта(1862-1943)
- •2.2.1 Группа 1. Аксиомы соединения.
- •2.2.3 Группа 3. Аксиомы конгруэнтности.
- •Вывод 2.
- •2.2.4 Группа 4. Аксиомы непрерывности.
- •Замечание 2.
- •Замечание 3.
- •Вывод 3.
- •2.2.5 Группа 5. Аксиома параллельности (евклидовой геометрии).
- •Замечание 4.
- •2.3 Два недостатка аксиоматики д. Гильберта.
- •2.4 Структурный характер аксиоматики д.Гильберта
- •2.5. Вопросы и задания к теме «Аксиоматическое обоснование евклидовой геометрии».
- •§3. Структура векторного пространства.
- •3.1 Модель направленных отрезков.
- •Сложение обладает свойствами:
- •Свойства операции умножения:
- •Определение.
- •3.2 Построение арифметической модели векторного пространства направленных отрезков
- •Теорема размерности.
- •Вывод 1.
- •Вывод 3.
- •Вывод 4.
- •3.3 Определение и примеры абстрактного векторного пространства.
- •Пример 1.
- •Пример 2.
- •Определение абстрактного векторного пространства.
- •Следствие.
- •3.4 Аксиомы скалярного произведения векторов.
- •Следствие.
- •Следствие.
- •Определение n – мерного евклидова векторного пространства.
- •3.5 Вопросы и задания к теме «Структура векторного пространства»
- •§4 Модель Вейля евклидовой геометрии.
- •4.1 Арифметическая модель трехмерного евклидова пространства.
- •Определение.
- •Вывод 1.
- •Вывод 2.
- •4.2 Арифметическая модель многомерного евклидова пространства
- •Вывод 3.
- •Замечание о схеме г.Вейля.
- •4.3. Вопросы и задания к теме «Модель Вейля евклидовой геометрии»
- •§ 5. Модель а. Пуанкаре плоскости Лобачевского.
- •5.1 Основные понятие модели а. Пуанкаре плоскости Лобачевского.
- •V’. Аксиома параллельности Лобачевского.
- •Определение плоскости Лобачевского.
- •С ледствие 2.
- •2. Взаимное расположение прямых в плоскости l2.
- •3. Перпендикуляр к стороне угла.
- •5. Четвертый признак конгруэнтности треугольников.
- •Вывод 2.
- •5.3 Научная значимость открытия геометрии Лобачевского.
- •Вывод 3.
- •5.4 Вопросы и задания к теме «Модель Пуанкаре плоскости Лобачевского»
- •Следствие 2. Задание отношения эквивалентности на некотором множестве равносильно разбиению этого множеств на непересекающиеся подмножества.
- •6.2 Понятие математической структуры.
- •Замечание 1.
- •6.4 Формальная и содержательная аксиоматики, аксиоматические теории и математические структуры.
- •Вывод 1.
- •Вывод 2.
- •Определение.
- •6.5 Изоморфизм.
- •Пример 1.
- •Определение изоморфизма.
- •6.6 Вопросы и задания к теме «Математические структуры и аксиоматические теории».
- •§7 Требования, предъявляемые к системам аксиом.
- •7.1 Непротиворечивость системы аксиом.
- •Вывод 1.
- •7.2 Независимость аксиоматической системы.
- •7.3 Независимость аксиомы параллельности.
- •Замечание 1.
- •7.4 Дедуктивная полнота и категоричность системы аксиом.
- •Определение (дедуктивной полноты).
- •Определение (категоричности).
- •7.5 Историческая роль V постулата Евклида в развитии оснований математики.
- •7.6 Вопросы и задания к теме «Требования, предъявляемые к системе аксиом»
- •§8 Смысловой анализ текстовых продуктов.
- •8.1 Понятие смыслового анализа текстового продукта.
- •8.2 Языковые свойства имен объектов.
- •8.4 Понятие искусственного языка.
- •8.5 Понятие и анализ парадоксов.
- •8.6 “Ахиллес и черепаха”.
- •8.7 Парадокс пустого множества.
- •8.8 Парадокс конечной достижимости в очереди.
- •8.9 Противоречивость в дедуктивных схемах
- •Пример .
- •8.10 Вопросы и задания к теме «Смысловой анализ текстовых продуктов»
- •9.2 Относительная частота и вероятность случайного события.
- •9.3 Классическое определение вероятности.
- •9.4 Вопросы и задания к теме «Понятие вероятности случайного события»
- •Моделирование случайных событий случайными величинами.
- •10.1 Понятие случайной величины.
- •10.2 Геометрические вероятности.
- •1. Игра « Мексиканский ковёр».
- •2. Задача о встрече.
- •10.3 Парадокс Бертрана.
- •10.4 Условия корректного моделирования случайного события
- •10.5 Вопросы и задания к теме «Моделирование случайных событий случайными величинами»
- •Заключение
- •Обозначения.
- •Литература
8.6 “Ахиллес и черепаха”.
Понятийный аппарат человеческого разума способен создавать автономные модели. Эти мыслимые модели могут не иметь образов в реальном мире. Противоречие в таком случае снимается исследованием изоморфизма между мыслимой моделью и моделью определенного объекта. Рассмотрим пример.
Апория “Ахиллес и черепаха” принадлежит Зенону из Элен (483-375 гг. до н.э.) и состоит в следующем.
«Легендарный бегун Ахиллес движется в два раза быстрее черепахи. В момент старта черепаха находилась на расстоянии “а” от Ахиллеса. Когда Ахиллес пробежит этот отрезок “а”, то черепаха уползет вперед на расстояние “а”/2. Когда Ахиллес пробежит отрезок “а”/2, то черепаха уползет вперед на “а”/4. Когда Ахиллес пробежит “а”/4, то черепаха продвинется вперед еще на “а”/8 и т.д. Этот процесс бесконечен, и Ахиллес никогда не догонит черепаху».
Зенон считает, что в реальном мире каждая физическая операция требует некоторого времени, которое больше некоторого фиксированного временного интервала. Поэтому всякая бесконечная последовательность физических операций “выполнима” лишь за бесконечный промежуток времени.
Апория построена на интуитивном убеждении, что никакие бесконечные процессы завершиться не могут. Именно это и приводит к противоречию.
Надо объяснить каким образом рассматриваемый “мысленно” бесконечный процесс все же закончится.
Герман Вейль в начале XX века дал следующее объяснение этой апории. В мыслимой модели существует бесконечная последовательность 1,2,3,...,n,... временных событий (Ахиллес проходит расстояние “а”/2n) с неограниченно убывающим временным интервалом tn =1/2n. В реальности, сумма таких интервалов существует и равна 2 ед. времени, поэтому через эти две единицы времени Ахиллес догонит черепаху.
Мы видим, что в апории Зенона «Ахиллес и черепаха» отсутствует изоморфизм мыслимой и реальной структур, по нашей классификации нарушено соответствие первого типа. Изоморфизм нарушен там, где Зенон неверно оценил сумму временных интервалов.
8.7 Парадокс пустого множества.
Рассмотрим высказывание Т{всё, что я скажу, ложь}. Первый вопрос, который у нас возникает истинно это утверждение или ложно?
По своему смыслу это высказывание ложно, так как заявлено, что любое моё высказывание – ложь. С другой стороны истина в том, что я только лгу, поэтому это высказывание истинно. Таким образом, Т не является ни истинным, ни ложным. В чем суть противоречия?
Рассмотрим утверждение “Т” как аксиому и будем считать, что есть некоторая мыслимая структура и теория этой структуры, построенные на основе этой аксиомы. Рассмотрим существование реализации R(T) мыслимой теории построенной по этой аксиоме Т. Реализация есть пустое множество, поскольку не существует языка, в котором все утверждения лживы. Если бы реализация такого языка нашлась, то в этой реализации мы имели бы некоторое свойство и его отрицание одновременно, что противоречит понятию реализации как совокупности конкретных свойств. Поэтому не существует изоморфизма мыслимой модели Т ни на какую реализацию R(T). Следовательно, согласно определению смысла текстового объекта в выводе п.8.1, заключаем, что утверждение Т{всё, что я скажу, ложь} является бессмысленным.
Вывод. Утверждение такого типа, когда мыслимые теории не имеют реальных моделей, можно называть бессмысленным, а парадоксы – противоречия, возникающие в таких теориях, будем называть парадоксами пустого множества.
