Я не спорю, что в формальной арифметике - это аксиома. Ну а если речь о неформальном понимании натуральных чисел как строк чёрточек, то утверждение о наличии последователя - "правдоподобная гипотеза" (согласно Вашей же терминологии).
Да. Но эта "правдоподобная гипотеза" (очевидно, ложная в физическом мире) является основанием для формулировки соответствующей аксиомы. И никакого более серьёзного обоснования у этой аксиомы нет и никогда не было.
Моё мнение, что арифметика Пеано - "слишком" далеко выходит, а арифметика Гейтинга (то же самое, но без закона исключённого третьего) - не слишком.
Одинаково "слишком". Но Вы, конечно, не могли догадаться, что я подразумевал. Речь о том, что есть специалисты, которые аксиоматику Пеано считают не соответствующей реальному миру и потому неприемлемой. Они говорят, что очень большие числа (порядка числа молекул в макроскопическом объёме газа) теряют индивидуальность и становятся фактически неразличимыми. Мы не можем пересчитать молекулы в кубическом сантиметре газа и получить точное число, особенно если учесть, что эти молекулы постоянно взаимодействуют и превращаются. Аксиомы Пеано этого обстоятельства не отражают и должны быть заменены другими. А уж что именно они предлагают, я не знаю.
Мне почему-то кажется, что эти примеры выпадают из понятия "натуральное число".
Какие примеры? Архимед показал, как можно определить число
. Оно вполне себе "натуральное число", но очень далеко выходит за пределы того, что можно реализовать как "строку чёрточек".
Мне кажется, что мы с Вами просто по-разному интерпретируем слово "проверка". Моя проверка имеет целью склонить нас к тому или иному выводу, а Ваша - начисто исключить возможность альтернативных выводов (а бывает ли вообще такое в реальной жизни?).
Как я уже говорил, Ваша "проверка" - это неполная индукция. Она, в общем-то, работоспособна в физике, но не случайно физики без конца проверяют каждую физическую теорию, пока не найдут границы её применимости. А в математике никакие опыты невозможны. Мы должны либо доказать утверждение математическими средствами, либо принять его в качестве аксиомы, не ссылаясь ни на какие "обоснования", находящиеся за пределами математики.
Чтобы "убедиться" в осуществимости, порой бывает достаточно веры в то, что такой шаг "во всём подобен" шагу, осуществлённому ранее.
Эта "вера" и означает, что мы принимаем утверждение в качестве аксиомы, не требуя доказательства.
Я ранее приводил объяснения этому феномену на примере как раз бесконечных типов: С точки зрения конструктивизма тип объекта (например, "простое число") является ничем иным, как алгоритмом определения того, относится ли предъявленный объект к указанному типу (например, алгоритм проверяет, что число не имеет делителей, отличных от себя или единицы). В смысле того, что у этого алгоритма есть код, который можно записать конечной строкой, его тоже можно рассматривать как объект. Но этот объект ни в коем случае не является объектом арифметики.
Ну почему же? Существует алгоритм кодирования натуральными числами всех слов в заданном (конечном) алфавите, причём, существует и обратный алгоритм, восстанавливающий слово по его коду. В арифметике алгоритмам соответствуют частично рекурсивные функции. Такие функции в арифметике определяются системами уравнений (если не ошибаюсь, именно открытие этого обстоятельства позволило решить десятую проблему Гильберта о существовании алгоритма, определяющего, имеет ли заданное диофантово уравнение хотя бы одно решение). Поэтому Ваш пример успешно вкладывается в арифметику.
В арифметике саму эту фразу невозможно записать в стандартном виде - формулой с одной свободной переменной, в качестве которой подставлен соответствующий объект. Формулу для фразы "число 4 является чётным" таким образом записать можно, а для фразы "множество простых чисел является бесконечным" - нельзя.
Почему нельзя? Потому что Вы не представляете себе, как это сделать?
В CRA мы просто должны записать, что существует алгоритм, который перерабатывает натуральные числа в попарно различные элементы множества. Поскольку алгоритмы являются эффективно распознаваемыми объектами CRA, то это сделать можно.
Для арифметики вместо алгоритмов нужно использовать частично рекурсивные функции и их арифметические коды. Существует универсальная функция, которая по коду частично рекурсивной функции и её аргументу вычисляет соответствующее значение, если оно определено. Поэтому дело сведётся к утверждению о существованию решения какой-нибудь системы уравнений.
Эти рассуждения, конечно, не доказательство, а скорее направление, в котором следует двигаться, чтобы найти решение.
Как это? Вот теория множеств определяет, конечно множество или бесконечно (т.е. в ней можно записать формулу
, утверждающую конечность множества
). После этого мы берём, и все высказывания теории множеств переделываем в высказывания только о конечных множествах (добавив где нужно условие
)?
Финитизм не имеет отношения к теории множеств. Это некоторое ограничение арифметики.
A.S.Troelstra писал(а):
Finitism may be characterized as based on the concept of natural number (or finite,
concretely representable structure), which is taken to entail the acceptance of proof
by induction and definition by recursion.
Abstract notions, such as ‘constructive proof’, ‘arbitrary number-theoretic function’
are rejected. Statements involving quantifiers are finitistically interpreted in
terms of quantifier-free statements. Thus an existential statement
is regarded
as a partial communication, to be supplemented by providing an
which satisfies
. Establishing
finitistically means: providing a particular
such that
is false.
Это не я придумал. Может быть я это несколько иными словами выразил, но требование предъявления построения примера объекта для любого утверждения о существовании было заложено в конструктивизм его основателями.
Мне кажется, Вы неправильно поняли. Это требование относится к доказательству существования (нельзя, как это делается в классическом анализе, доказывать существование трансцендентных чисел ссылкой на то, что действительных чисел больше, чем алгебраических, а надо предъявить конкретное число). Доказывать существование множества натуральных чисел или множества слов не надо, поскольку они явно определены. Считать ли их множествами или свойствами - дело вкуса, поскольку одно сводится к другому заменой одного слова на другое. Считать ли их элементы "одновременно существующими" (хотя бы в логическом смысле) или нет - тоже дело вкуса. Я уже говорил, что не представляю себе, как бы это можно было математически записать, да и Вы в этом, насколько я помню, не преуспели. Поэтому я считаю, что вопрос об актуальной бесконечности на самом деле находится за пределами математики.
Кстати, я разыскал сегодня в Интернете статью Н.А.Шанина "О конструктивном понимании математических суждений". Если у Вас её нет и Вы ей интересуетесь, сообщите мне (
) свой электронный адрес, и я Вам вышлю. Сам ещё не читал, и не уверен, что скоро найду время для чтения. Учебный год начался, а статья большая. В статье о конструктивной теории множеств тоже есть параграф.
Тут недавно приводили ссылку на сайт некоего американского университета, посвящённый как раз конструктивизму и интуиционизму. Так вот, там излагалась как раз "аксиоматизация теории множества для CRA", где аксиома бесконечности есть в явном виде.
Да, была такая ссылка. Так ведь в теории множеств ни одного явно определённого множества нет, ни конечного, ни бесконечного. Обратите внимание, что в ZF (и в ZFC), кроме аксиомы бесконечности, есть ещё аксиома существования пустого множества, и она, насколько мне известно, из остальных аксиом не выводится. А аксиома бесконечности в современной формулировке явно ссылается на существование пустого множества.
Насколько я помню, эта ссылка относилась не к CRA, а к направлению, которое развивал Бишоп, но оно, вроде бы, идейно близко к CRA.
A.S.Troelstra писал(а):
In carrying out his programme, Bishop is guided by three
principles:
1. avoid concepts defined in a negative way;
2. avoid defining irrelevant concepts — that is to say, among the many possible
classically equivalent, but constructively distinct definitions of a concept,
choose the one or two which are mathematically fruitful ones, and disregard
the others;
3. avoid pseudo-generality, that is to say, do not hesitate to introduce an extra
assumption if it facilitates the theory and the examples one is interested in
satisfy the assumption.
Statements of Bishop’s constructive mathematics (BCM for short) may be read
intuitionistically without distortion; sequences are then to be regarded as given by
a law, and accordingly, no continuity axioms nor bar induction are assumed.
Statements of BCM may also be read by a Markov-constructivist without essential
distortion; the algorithms are left implicit, and no use is made of a precise
definition of algorithm.