Френкель Адольф
Шрифт:
Более широкий план Кантора - основать международную организацию математиков потерпел неудачу; но он решительно и успешно работал над учреждением Международных математических конгрессов.
Кантор завершил свои математические публикации вышедшей в 1895-97 годах статьей [17] из двух частей. Она представляет систематическое изложение большей части его результатов по общей теории множеств и написана совсем в ином - можно сказать, классически зрелом - духе, чем его прежние работы. Мы находим здесь предназначенную для математической публики, освобожденную от критических и философских прибавлений версии работы «К учению о трансфинитном»; при этом весьма подробно излагается еще не-достававшая там теория вполне упорядоченных множеств и порядковых чисел, но первоначально задуманное применение ее к теории кардинальных чисел опущено, по-видимому, из-за отсутствия теоремы о полном упорядочении. Из «классических» теорем абстрактной теории множеств мы не обнаруживаем в [17] лишь теоремы эквивалентности, первые доказательства которой появились в то же время.
При сравнении работы [17] , одной из двух величайших и бессмертных работ Кантора, со второй из них, [13], прежде всего видно смещение центра тяжести от множеств к числам; далее значительный прогресс в смысле ясности и систематичности делает эту статью еще и сейчас ценной для преподавания.
В таком развитии чувствуется влияние Дедекинда, невольное и, возможно, не осознанное обоими. Но и в этой поздней работе заметно сохраняется дистанция, отделяющая ее от построений Дедекинда и Фреге, как в отношении самого понятия множества, так и в способе последовательного восхождения, отправляющегося от конечных множеств, и в (неоправданном по существу) ограничении вторым числовым классом.
В особенности следует отметить начало статьи [17]. Здесь приводится известное определение множества, заметно отличающееся от предыдущих (ср. также часть 1 работы «К учению о трансфинитном»), а затем вводится понятие мощности в смысле только что указанной работы - как общего понятия, возникающего из множества при двойной абстракции, от природы элементов и от порядка их задания; таким образом, понятие мощности уже не определяется через эквивалентность, как в [13]. За надлежащим образом видоизмененными определениями упорядочения по величине и мощностей следует отчетливое замечание, что «сравнимость» не самоочевидна и не может быть доказана в этом месте построения; автор обещает доказать теорему о сравнимости в дальнейшем и указывает, что «теорема эквивалентности» будет вытекать из нее как следствие.
4. Старость и признание
В 1897 году завершается публикация работ 52-летнего в то время исследователя. Тогда же начинается все возрастающее признание его труда математическим миром.
Прекращение научной продукции вовсе не означает, что он перестал интенсивно заниматься теорией множеств. Применениям в теории функций действительного переменного он уделял мало внимания, более ожидая вторжения методов теории множеств в классический анализ и в теорию чисел. В центре же его интересов по-прежнему находилась проблема континуума. Об его усилиях в этом направлении, кроме волнующего эпизода в 1904 г., говорит также переписка с Дедекиндон летом 1899 г. Эти последние дошедшие до нас обрывки переписки, отделенные от предыдущих почти двадцатилетним промежутком, начинаются с утверждения Кантора, что с 1897 г. он располагает доказательством теоремы, в силу которой все мощности суть алефы. Дело заключалось в следующем.
Не позже 1895 г., т. е. за два года до публикации Бурали-Форти, Кантор сам столкнулся с так называемым парадоксом Бурали-Форти, касающимся множества всех порядковых чисел, и в 1896 г. сообщил о нем Гильберту [23] . Далее, в 1899 г. он пишет Дедекинду также о других противоречивых системах, например, о совокупности всех мощностей или всего мыслимого, и называет их «неконсистентными» (или «абсолютно бесконечными») системами. В противоположность этому, система может рассматриваться как множество, «если совокупность элементов некоторого разнообразия непротиворечивым образом мыслима как совместно существующая» [24] . Парадокс, возникающий из множества всех порядковых чисел, по мнению Кантора как раз и означает, что существуют «некоторые разнообразия, не мыслимые также в виде однообразия». Опираясь на эти не особенно ясные понятия, он утверждает далее, что эквивалентные разнообразия одновременно являются множествами или неконсистентны, и что подразнообразие множества есть снова множество. Дальше он рассуждает следующим образом. Пусть W– система всех порядковых чисел, V– разнообразие, не имеющее в качестве мощности никакого алефа; тогда легко видеть, что «вся система W проектируется в разнообразие V» т. е. V должно содержать подразнообразие, эквивалентное W; и если, таким образом, V вообще имеет определенную мощность, то она должна быть алефом. Как мало это «доказательство» удовлетворяло его самого, видно из того, что он вскоре обратился с просьбой к Дедекинду дать с помощью его теории цепей «прямое» доказательство сравнимости. Таким образом, с 1884 года до смерти Кантора нерешенная проблема континуума упорно его беспокоила, временами вызывая у него даже сомнение, состоятельна ли теория множеств как научное построение в ее нынешнем виде.
23
В письме Юнгу от 9 марта 1907 г. Кантор резко нападает на известные статьи Бурали-Форти в Rendiconti Palermo, заявляя, что тот даже не усвоил понятия вполне упорядоченного множества (см. Mathem. Gazette, №14, 101, 1929)
24
Вскоре затем Кантор уточняет употребление слова «разнообразие» в этой связи, разъясняя, что он имеет в виду «разнообразия не связанных вещей, т. е. такие разнообразия, что удаление из них произвольного элемента или многих элементов никак не влияет на существование остальных». (Отметим, как близко Кантор подошел здесь к запрещению так называемых непредикативных определений, тем самым неосознанно подвергая критике также понятие степени множества, основное для его построения теории множеств)
В перегоняющих друг друга письмах, относящихся к периоду успешной деятельности Кантора (1899 г.), содержатся и другие вещи, заслуживающие упоминания.
Так, 29 августа Дедекинд сообщает другу доказательство эквивалентности с помощью своей теории цепей, на возможность которого он уже весной 1897 г. указывал Ф. Берштейну [25] . Далее, Кантор формулирует известную альтернативу относительно возможных отношений эквивалентности между двумя множествами M и N: каждое из них либо эквивалентно некоторому подмножеству другого, либо не эквивалентно никакому из них; таким образом, имеется четыре мыслимых комбинации (одна из которых, соответствующая «несравнимости», была позже исключена в силу теоремы о полной упорядоченности). Этот метод, сейчас для нас почти самоочевидный, до тех пор не встречался в работах Кантора; по рассказу Шенфлиса [26] , письмо, в котором Кантор сообщил его в Геттинген, было там воспринято как откровение и переходило из рук в руки. Наконец, в тех же письмах Кантора утверждения о существовании множеств (т. е. консистентных разнообразий) с кардинальными числами объявляются аксиомами элементарной, соответственно, расширенной арифметики; это вполне соответствует духу впоследствии построенной Расселом теории “individuals” («индивидуумов»).
25
Доказательство Шредера (содержавшее пробел) было доложено осенью 1896 г. на Франкфуртском собрании естествоиспытателей; доказательство Бернштейна, найденное им зимой 1896/97 г., было доложено в 1897 г. на семинаре Кантора. Доказательство Дедекинда (не опубликованное) по существу совпадает с более поздним доказательством Цермело (Math. Ann., 65, 271, 1908)
26
Jahresber. d. D. Mathematikervereinigung, 101 и далее, 1922
В том же 1897 г., когда вышла последняя работа Кантора, в Цюрихе состоялся первый «Международный математический конгресс». Он встретил на конгрессе единодушное признание; наряду с секционным сообщением Адамара, использовавшего понятия теории множеств как уже известные и необходимые орудия, доклад Гурвица на первом пленарном заседании «О развитии общей теории аналитических функций в новейшее время» особенно ярко продемонстрировал, насколько плодотворными оказались для теории функций идеи Кантора и среди них столь оспаривавшиеся трансфинитные числа. Надо отметить, что три уже тогда ведущих исследователя, Гильберт, Гурвиц и Минковский, состоявшие между собой в дружбе, первые в странах немецкого языка поняли и пытались разъяснить оригинальность идей Кантора и значение его теории множеств; было это еще «в то время, когда в задававших тогда тон математических кругах самое имя Кантора было под запретом, а в его трансфинитных числах видели всего лишь вредные порождения фантазии» [27] . Не только значение этих ученых, но также их особая связь со строгими методами теории чисел способствовали разрушению многих предубеждений против теоретико-множественных построений.
27
Ср. речь Гильберта, посвященную памяти Минковского (G"ottinger Nachrichten, 1909; Собрание сочинений Минковского, т.1), где цитируется также меткое замечание из доклада Минковского об актуально-бесконечном в природе. В обоих докладах упоминается оппозиция Кронеккера по отношению к идеям Кантора
Кантор, чрезвычайно обрадованный признанием его в Цюрихе, в том же году рассказал узкому кругу немецких математиков о возникновении и основных результатах своей теории; этот неофициальный доклад, состоявшийся во время брауншвейгского собрания немецкого математического объединения, известен лишь по неопубликованным заметкам И. Штеккеля. Первые систематические изложения теории множеств, не принадлежащие ее автору, появились во Франции; прежде всего следует упомянуть книгу Бореля “Lecons sur la th'eorie des fonctions”(«Лекции по теории функций») [28] , в значительной степени уже представлявшую собой учебник теории множеств; там было, между прочим, впервые опубликовано найденное учеником Кантopa Феликсом Бвршптейном (первое безупречное) доказательство теоремы эквивалентности. Этой широко распространенной книгой и вышедшим в Jahresbbericht der Deutschen Maths.-Ver. за 1899-1890 гг. первым обзором Шенфлиса Entwicklung der Lehre von rer Punktmannigfaltigkeiten («Развитие теории точечных многообразий») и завершилось, в известном смысле, победоносное шествие теории множеств; она превратилась в дисциплину, равноправную другим отраслям математики, а вскоре даже получившую над ними преимущество. Первый учебник, специально посвященный теории множеств (супругов Юнг), появился в Англии в 1906 г., в Германии же такая книга вышла лишь в 1914 г. («Основы» Хаусдорфа); и все же горькие слова Кантора в письме Юнгу от 1908 г., жалующегося, что его в Германии (в отличие от Англии) не знают, представляются позднейшему наблюдателю несправедливыми или, может быть оправданными лишь в отношении внешних почестей [29] . В действительности, например, уже задолго до начала века план «Энциклопедии математических наук» предусматривал статью по теории множеств (вышедшую в 1898 г.), и притом не среди отдельных геометрических дисциплин в томе III, но в числе первых статей I-го тома, наряду с основными разделами арифметики.
28
Ср. также его статьи в Revue philosophique за 1899 и 1900 годы, перепечатанные во 2-ом (и 3-ем) издании названной книги, в 1914 (1928) г. Если в учебнике Бореля имя Кантора лишь бегло упоминается, а результаты его доказываются совсем другим путём, то во введении к этим статьям Борель отвергает всякое подозрение в возможной недооценке Кантора, могущее возникнуть по этому поводу
29
Все же нас удивляет теперь, что в Jahrbuch fur die Fortschritte der Mathematik, уже с 1892 г. нашедшем в лице Виванти сведущего референта по теории множеств, до 1904 года теоретико-множественные работы (за исключением отнесенных к геометрии) обсуждались в разделе «Философия», а затем переместились в подраздел между философией и педагогикой (и лишь под редакцией Лихтенштейна эта дисциплина обрела самостоятельное положение)