卓越|19世纪最伟大的发现是纯数学的性质( 七 )


弗雷格对基数的定义(后来为避免悖论而进行了修改)1884年出现在一本著名作品《算术的基础》中 , 从这个定义出发 , 他得出了我们在小学算术中所熟悉的整数的属性 。 在接下来的几年里 , 弗雷格在他的两卷本著作《算术的基本法则》中简化了他的观点 。 在这部著作中 , 作者着手从形式逻辑的概念得出算术的概念 , 因为他不同意查尔斯·皮尔斯的断言:数学与逻辑学明显不同 。 弗雷格曾在耶拿大学和哥廷根大学接受教育 , 在漫长的职业生涯中一直在耶拿大学教书 。 然而 , 他的计划并没有得到多少响应 , 直到20世纪初才由伯特兰·罗素独立承担起来 , 当时 , 它已经成为数学家们的主要目标之一 。 弗雷格因为自己的工作受到冷落而深感失望 , 但过错部分地在于这些成果赖以铸就的那个过于新颖的哲学形式 。 历史证明 , 新颖的观念如果用相对比较传统的形式来表述就更容易被人们接受 。
在参与抽象代数的发展上 , 意大利不如法国、德国和英国那么积极 , 但在19世纪末的那些年里 , 有一些意大利数学家对数理逻辑产生了浓厚的兴趣 。 其中最有名的是朱塞佩·皮亚诺 , 他的名字之所以被人们所铭记 , 多半跟皮亚诺公理有关 , 代数学和分析学有那么多严谨的结构依赖于这些公理 。 他的目标类似于弗雷格的目标 , 但在更加雄心勃勃的同时 , 也更脚踏实地 。 在他的《数学公式汇编》中 , 他希望发展出一种形式化的语言 , 不仅包含数理逻辑 , 而且包含所有重要的数学分支 。 他的计划吸引了一个由合作者和弟子们组成的庞大圈子 , 这部分源自于他对形而上学语言的回避 , 源自于他对符号的恰当选择———例如∈(属于)、∪(逻辑和或并)、∩(逻辑积或交)和?(包含)———其中很多符号今天还在使用 。 他为他的算术基础选择了三个原始概念:零、数(即非负整数)和“后继”关系 , 满足下列5个假设:

  • 零是数 。
  • 若a是数 , 则a的后继者也是数 。
  • 零不是任何数的后继者 。
  • 其后继者相等的两个数 , 本身也相等 。
  • 如果数集S包含零 , 而且还包含S中每个数的后继者 , 则每个数都在S中 。
当然 , 最后一个条件就是归纳公理 。 皮亚诺公理最早是在1889年出版的《算术原理新方法》中阐述的 。 这里 , 假设法达到了精确性的新高度 , 没有歧义 , 没有隐藏的假定 。 皮亚诺还在符号逻辑的发展上做出了很大的努力 , 这是20世纪最受青睐的一项研究 。
我们回过头来看 , 可能会赞美19世纪是一个取得空前成就的时期 , 不管在几何学、分析学还是在代数学领域 。 就范围的广度、想象力、严谨性、抽象性和概括性而言 , 此前没有哪个世纪能跟它媲美 。 然而 , 尽管已经取得了迅速的进步和决定性的形式化 , 但人们没怎么感觉到数学的发展注定要慢下来 。
【卓越|19世纪最伟大的发现是纯数学的性质】拉格朗日在18世纪末表达过的那种“世纪末”悲观主义在19世纪末明显缺席 。 就数学领域而言 , 维多利亚时代弥漫的只有乐观主义气氛 。

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