2、直覺主義

直覺主義有著長遠的歷史,它植根于數(shù)學的構造性當中。古代數(shù)學大多是算,只是在歐幾里得幾何學中邏輯才起一定作用。到了十七世紀解析幾何和微積分發(fā)明之后,計算的傾向大大超過了邏輯傾向。十七、十八世紀的創(chuàng)造,并不考慮邏輯的嚴格,而只是醉心于計算。

十九世紀初,三個力量出現(xiàn)了,一個是解五次代數(shù)方程碰釘子,需要考慮存在性定理。一個是非歐幾何不矛盾,是邏輯而不是直覺在起作用。一個是數(shù)學分析不嚴格,產生荒謬的結果。在新的矛盾面前出現(xiàn)一些非構造性結果,也考慮一些無窮的問題。這時追求嚴密與追求實用構造兩種傾向都有增長,不過一般數(shù)學家維持著微妙的平衡。

到了十九世紀末,集合論的出現(xiàn)激起這兩方面的尖銳斗爭。于是出現(xiàn)極端的構造主義者,象克洛耐克否認無理數(shù)存在,否認連續(xù)函數(shù),他認為任何東西部要有構造步驟或判斷準則,但即使他本人的工作也不符合他自己的要求。

法國數(shù)學家彭加勒等人是半直覺主義者,有人稱為法國經(jīng)驗主義者。他們反對實無窮,反對實數(shù)集合,反對選擇公理,主要因為他們認為根本不能進行無窮的構造。

現(xiàn)代直覺主義真正的奠基人是布勞威爾,他于1881年2月27日生于荷蘭奧弗西。1897年進入阿姆斯待丹大學學習,一直到1904年,他很快掌握了當時的數(shù)學并且發(fā)表關于幾何第一個結果。他多少受曼諾利的影響,關心當時的基礎問題,在1907年博士論文中闡述自己對數(shù)學基礎問題的觀點。

布勞威爾是從哲學中得出自己觀點的,基本的直覺是按照時間順序出現(xiàn)的感覺,而這形成自然數(shù)的概念。這倒不是新鮮的,他認為數(shù)學思維是頭腦中的自由構造,與經(jīng)驗世界無關,只受基本數(shù)學直覺為基礎的限制,在這方面他是不同于法國經(jīng)驗主義者的。數(shù)學概念進入人腦是先于語言、邏輯和經(jīng)驗的,決定概念的正確性是直覺,而不是經(jīng)驗及邏輯。這些充分暴露了他唯心主義和神秘主義的思想傾向。

 

布勞威爾認為數(shù)學直覺的世界和感覺的世界是互相對立的,日常的語言屬于感覺世界,不屬于數(shù)學。數(shù)學獨立于語言存在,而邏輯是從屬于語言的,它不是揭露真理的工具,而是運用語言的手段。正因為如此,數(shù)學中最主要的進展不是靠邏輯形式完美化而得到,而是靠基本理論本身的變革。

布勞威爾認為邏輯規(guī)律并不對數(shù)學有什么約束作用,數(shù)學是自由的,不一定遵守什么邏輯規(guī)則。他認為經(jīng)典邏輯是從有限集合的數(shù)學抽象出來,沒有理由運用到無窮集合。1908年,他反對把排中律運用于無窮集合上,因為有窮集合可以逐個檢查,而無窮集合則辦不到,因此存在不可斷定真假的第三種情況,就是說有既不可證明,又非得要證明的命題。

1908年到1913年,布勞威爾主要從事拓撲學的研究,他運用單形逼近的方法證明了維數(shù)的拓撲不變性,這在數(shù)學上是個了不起的成就,是極重要的拓撲方法。他在李群、幾何等方面也有出色的工作,不過很快他又轉向基礎研究。

布勞威爾象康德和彭加勒一樣,認為數(shù)學定理是先驗綜合真理。他在1912年的阿姆斯特丹大學就職演說中,他承認由于非歐幾何的發(fā)展,康德的空間學說不可信。但他同弗雷格和羅素相反,仍然堅持康德的觀點,算術是從對時間的直覺導出的。由于現(xiàn)代數(shù)學是建立在算術基礎上的,所以整個數(shù)學也是如此。正是時間單位的序列產生序數(shù)的概念,而連續(xù)統(tǒng)[0,1]只是不可用新單位窮盡的居間性,他認為幾何學也依賴于這種直覺。他認為除了可數(shù)集合之外,沒有其他集合,所以ω以上的超窮數(shù)都是胡說八道,象 0與 1之間所有實數(shù)的集合是毫無意義的。這點他在1908年羅馬召開的國際數(shù)學家大會上講過,數(shù)學無窮集合只有一個基數(shù),即可數(shù)無窮。

1909年他同希爾伯特通信,指出形式主義和直覺主義的爭論焦點。1912年說到這個問題之后,他一直到1917年才又開始這方面的論戰(zhàn)。從這時起到二十年代末他發(fā)表一系列的文章,開始建立一個不依靠排中律的集合論,接著又建立構造的測度論及函數(shù)論,這是他從消極的否定轉變?yōu)榉e極的構造。同時他試圖使數(shù)學家相信排中律導出矛盾。他運用了扇定理,這個定理及選擇序列、散集等是他的直覺主義數(shù)學的獨創(chuàng)。

三十年代初期由于哥德爾的工作,許多數(shù)學家開始重視直覺主義。外爾早在1920年左右就表示效忠于直覺主義,從而激起希爾伯特的極大憤怒。他吸收了直覺主義一些思想,開始用有限主義方法來完成證明論方案,企圖一勞永逸地解決基礎問題,不料沒能成功,于是還得求助于無窮。

直覺主義仍然進行他們的事業(yè),特別是海丁建立直覺邏輯系統(tǒng),它包含古典邏輯系統(tǒng)。后來更有人建立直覺主義集合論及直覺主義分析。不過,仍然不能盡如人意。

1967年,美國數(shù)學家畢肖普出版《構造性分析》一書,開始了構造主義的時期。他們不象以前直覺主義者那樣偏激,而是積極采用構造的方法解決一個個具體問題。不去單純的否定或爭論。畢肖普自信會取得大多數(shù)人的支持,不過沒有能實現(xiàn),因為他們畢竟成就有限,難于同整個數(shù)學汪洋大海相比,可是十幾年來構造主義還是取得一定進展,如《構造性泛函分析》等書問世,說明它還有一定的市場。