Теорема о неполноте Геделя, доказанная им в 1931 году, когда ему было 25 лет, перечеркнула основные правила современной науки точно так же, как это сделала общая теория относительности Эйнштейна пятнадцатью годами раньше. Гедель продемонстрировал, что элементарная арифметика неполна и будет оставаться таковой.
Жизнь и страхи Геделя
Курт Фридрих Гедель (28 апреля 1906 – 14 января 1978) – австрийский логик, математик и философ математики, наиболее известный сформулированной и доказанной им теоремой о неполноте. Курт Гедель родился в австро-венгерском (моравском) городе Брюнн (ныне Брно, Чехия), в немецкой семье. Отец Курта, Рудольф Гедель, был управляющим текстильной фабрики. Курт Гедель
В 18 лет Гедель поступил в Венский университет. Там он два года изучал физику, но затем переключился на математику.
Обычно Геделя считают австрийцем, но за свою жизнь он неоднократно менял гражданство. Рождённый подданным Австро-Венгрии, он в 12 лет принял гражданство Чехословакии после того, как Австро-Венгерская империя прекратила своё существование. В 23 года Гёдель стал гражданином Австрии, а в 32 года, после захвата Австрии Гитлером автоматически стал гражданином германского Рейха. В 1940 году он уехал в США, причём из-за опасности пути через Атлантику во время войны поехал через СССР и Японию. В США он получил работу в знаменитом Институте перспективных исследований (Принстонский университет).
Ещё с 30-х годов у Геделя обнаруживались признаки психических проблем, которые обычно носили скрытый характер, проявляясь в частых беспокойствах и излишней подозрительности, но в периоды обострений принимали более явные, навязчивые формы. Так в 1936 году у него развился параноидальный страх отравления. Опорой Геделя в нелёгкое время была его жена Адель, кормившая его с ложки и буквально выходившая мужа. Из сохранившихся записей библиотечных запросов этого периода известно, что он изучал литературу по душевным расстройствам, фармакологии и токсикологии (особенно характерно неоднократное обращение к техническому справочнику по отравлениям угарным газом), что лишь осложняло впоследствии его лечение.
Позже, в Принстоне (1941), несмотря на улучшение общего состояния, Гедель по-прежнему испытывал дискомфорт от присутствия агрегатов, способных, по его мнению, испускать отравляющие газы. По этой причине он даже распорядился вынести из их с Аделью квартиры холодильник и радиатор. Его одержимость свежим воздухом и подозрения по поводу холодильника сохранялись до конца жизни, а периоды умеренного оздоровления и ухудшения душевного состояния сменяли друг друга. Последние, впрочем, происходили всё чаще и были тяжелее. Так, кризис 1970-го года оказался гораздо хуже такового в 1936-м и сопровождался галлюцинациями, параноидальным поведением по отношению к докторам и коллегам. Стремительно ухудшалось и состояние здоровья Адель, теперь она не могла ухаживать за ним так, как раньше, а он, в свою очередь, – за ней. Огромную поддержку оказывал друг Геделя Оскар Моргенштерн.
В феврале 1976 года паранойя Геделя опять обострилась, начал снижаться вес и его уговорили на госпитализацию. Однако уже через неделю, даже не выписавшись, он вернулся домой. Подозрения касались теперь и жены – Моргенштерну и другим людям он рассказывал, что та якобы раздала в его отсутствие все его деньги. В июне Адель была госпитализирована (до августа). Гедель проводил с ней, по-видимому, достаточно много времени и плохо питался. Осенью он ненадолго снова попал в больницу, где, как он сообщил, его якобы пытались убить. После возвращения домой состояние не улучшалось. Несмотря на уговоры друзей, от очередной госпитализации он отказывался. Гедель и Эйнштейн
В июле 1977 года Адель вновь попала в больницу, где пробыла до декабря. 26 июля умер Моргенштерн. Это событие и отсутствие жены оказали решающее влияние на состояние Гёделя в последующие несколько месяцев – анорексия и паранойя прогрессировали всё активнее. 29 декабря, следуя настояниям жены, возвратившейся около недели назад, Гедель согласился на госпитализацию. Однако врачи никакую существенную помощь оказать уже не могли. Учёный скончался от «недоедания и истощения», индуцированных «расстройством личности», 14 января 1978 года в Принстоне, штат Нью-Джерси.
Гедель был логиком и философом науки. Наиболее известное достижение Геделя – это сформулированные и доказанные им теоремы о неполноте, опубликованные в 1931 году и имеют непосредственное отношение ко второй проблеме из знаменитого списка Гильберта.
Список Гильберта – список из 23 кардинальных проблем математики, представленный Давидом Гильбертом на II Международном Конгрессе математиков в Париже в 1900 году. Тогда эти проблемы (охватывающие основания математики, алгебру, теорию чисел, геометрию, топологию, алгебраическую геометрию, группы Ли, вещественный и комплексный анализ, дифференциальные уравнения, математическую физику и теорию вероятностей, а также вариационное исчисление) не были решены. На данный момент решены 16 проблем из 23.
Первая теорема утверждает, что если формальная арифметика непротиворечива, то в ней существует невыводимая и неопровержимая формула.
Вторая теорема утверждает, что если формальная арифметика непротиворечива, то в ней невыводима некоторая формула, содержательно утверждающая непротиворечивость этой арифметики.
Евклидовы аксиомы
Курс геометрии, изучаемый в средних школах всего мира, базируется на «Началах» Евклида. Древний грек, живший еще в третьем веке до нашей эры, сформулировал несколько аксиом относительно свойств точек и прямых линий в плоскости, из которых следует справедливость множества полезных и важных геометрических теорем. Аксиомы Евклида просты и недоказуемы. Одна из них утверждает, что через две точки можно провести только одну-единственную прямую. Другая – что параллельные прямые пересекаются в бесконечности. Эти утверждения принимаются как нечто очевидное и не требующее доказательств. Евклид, по сути дела, сумел представить всю геометрию с помощью небольшого числа верных и основополагающих утверждений, выражаемых весьма ясно и лаконично.
Математики решили, используя «метод» Евклида, попытаться подобным же образом представить другие разделы математики. Скажем, науку о числах.
Когда речь заходит о самых выдающихся открытиях ХХ века, обычно называют теор ию относительности Эйнштейна, квантовую механику, принцип неопределенности Гейзенберга. Однако многие крупные ученые - математики и философы - к числу величайших достижений научной мысли минувшего столетия относят и теор ему Гёделя. Ведь если эпохальные прорывы в области физики дали возможность человеческому разуму постичь новые законы природы, то работа Гёделя позволила лучше понять принципы действия самого человеческого разума, и оказала глубокое влияние на мировоззре ние и культур у нашей эпохи.
Кто же такой Гёдель?
Курт Гёдель родился 28 апреля 1906 года в Австро-Венгрии, в моравском городе Брно (в ту пору он назывался Брюнн). В 18 лет он поступил в Венский университет, где сначала изучал физику, но через два года переключился на математику. Известно, что такая смена научных интересов произошла во многом под влиянием книги Бертрана Рассела «Введение в философию математики». Еще одним источником, оказавшим существенное влияние на формирование Гёделя как ученого, было его участие в работе «Венского кружка». Под этим именем в историю науки вошло собрание блестящих ученых - математиков, логиков, философов, которые регулярно собирались в Вене с конца 20-х и до середины 30-х гг. прошлого века. В работе Венского кружка в разное время участвовали такие ученые, как Рудольф Карнап, Отто Нейрат, Герберт Фейгль, Мориц Шлик. С их деятельностью связывают становление философского позитивизма. Но фактически тематика кружка охватывала осмысл ение общего места научного знания в познании природы и общества. Несколько международных конференций, организованных в разных европейских научных центрах, позволяют говорить о выдающейся роли, которую сыграл венский кружок в становлении фундаментального научного знания ХХ века. Курт Гёдель принимал участие практически во всех «четверговых» заседаниях кружка и в организованных им международных конференциях. Деятельность кружка в Австрии прервалась в 1936 году, когда его руководитель Мориц Шлик был убит студентом-нацистом на ступенях Венского университета. Большинство членов кружка эмигрировали в США. Туда же перебрался и Курт Гёдель. Со временем он получил американское гражданство, работал в Институте высших исследований в Принстоне. В том же городе он и умер в 1978 году. Такова была внешняя канва его жизни. Знакомые и коллеги по работе запомнили его как человека замкнутого, болезненно ранимого, отрешенного от окружающего мира, полностью погруженного в свои мысли.
О том, что логическое постижение мира занимало главное место в жизни ученого, говорит любопытная деталь его биографии. В 1948 году, когда решался вопрос о получении им американского гражданства, Гёдель должен был в соответствии с принятой процедурой сдать что-то вроде устного экзамена по азам американской конституции. Подойдя к вопросу со всей научной добросовестностью, он досконально изучил документ, и пришел к выводу, что в США законным путем, без нарушения конституции может быть установлена диктатура. Подобное открытие чуть не стоило ему провала на испытаниях, когда он вступил в дискуссию с принимавшим зачет чиновником, который, разумеется, считал основной закон своего государства величайшим достижением политической мысли. Друзья, среди которых был Альберт Эйнштейн, выступивший одним из двух поручителей Гёделя при получении им гражданства, уговорили его повременить с развертыванием своей аргументации хотя бы до принесения присяги. Позднее история получила любопытный эпилог: четверть века спустя другой американец, Кеннет Эрроу, удостоился Нобелевской премии за доказательство в общем виде утверждения, к которому пришел Гёдель, изучив американскую конституцию.
Что же доказал Гёдель?
Прежде чем перейти к изложению теор емы, обессмертившей имя Гёделя, необходимо хотя бы вкратце рассказать о том, перед какими проблемами оказалась к концу 20-х годов прошлого века математика, точнее, ее раздел, выделившийся на рубеже XIX-ХХ вв. и получивший название «основания математики».
Но вначале, пожалуй, стоит остановиться на школьном курсе геометрии, который и сейчас во многом повторяет «Начала» Евклида, написанные более 2 тыс. лет тому назад. В традиционных учебниках сначала приводятся некоторые утверждения (аксиом ы) о свойствах точек и прямых на плоскости, из них путем логического построения в соответствии с правилами «аристотелевской» логики выводится справедливость разных важных и полезных геометрических фактов (теор ем). Например, одна из аксиом утверждает, что через две точки проходит одна и только одна прямая, другое утверждение - знаменитый пятый постул ат, от которого отказался Лобачевский в своей неевклидовой геометрии, - касается параллельных прямых, и т. д. Истинность аксиом принимается как нечто очевидное и не требующее доказательств. Заслуга греческого геометра в том, что он постарался изложить всю науку о пространственном расположении фигур как набор следствий, вытекающих из нескольких базовых положений.
В конце XIX века все пробелы евклидовых «Начал» (с точки зрения возросших требований математиков к строгости и точности своих рассуждений) были заполнены. Итогом новейших исследований стала книга немецкого математика Давида Гильберта «Основания геометрии».
Успех методики Евклида побудил ученых распространить его принципы и на другие разделы математики. После геометрии настала очередь арифметики. В 1889 году итальянский математик Джузеппе Пеано впервые сформулировал аксиом ы арифметики, казавшиеся до смешного очевидными (существует нуль; за каждым числом следует еще число и т. д.), но на самом деле абсолютно исчерпывающие. Они играли ту же роль, что и постул аты великого грека в геометрии. Исходя из подобных утверждений, с помощью логического рассуждения можно было получить основные арифметические теор емы.
В тот же период немецкий математик Готлиб Фреге выдвинул еще более амбициозную задачу. Он предложил не просто аксиом атически утвердить основные свойства исследуемых объектов, но и формализ овать, кодифицировать сами методы рассуждений, что позволяло записать любое математическое рассуждение по определенным правилам в виде цепочки символов. Свои результаты Фреге опубликовал в труде «Основные законы арифметики», первый том которого вышел в 1893 году, а второй потребовал еще десяти лет напряженной работы и был полностью завершен лишь в 1902 году.
С именем и научными изысканиями Фреге связана, пожалуй, одна из самых драматических историй в развитии науки о числах. Когда второй том был уже в печати, ученый получил письмо от молодого английского математика Бертрана Рассела. Поздравив коллегу с выдающимися результатами, Рассел, тем не менее, указал на одно обстоятельство, прошедшее мимо внимания автора. Коварным «обстоятельством» был получивший впоследствии широкую известность «парадокс Рассела», представлявший собой вопрос: будет ли множество всех множеств, не являющихся своими элементами, своим элементом? Фреге не смог немедленно разрешить загадку. Ему не оставалось ничего другого, как только добавить в послесловии к выходящему из печати второму тому своей книги полные горечи слова: «Вряд ли что-нибудь может быть более нежелательным для ученого, чем обнаружить, что основания едва завершенной работы рухнули. Письмо, полученное мной от Бертрана Рассела, поставило меня именно в такое положение...» Огорченный математик взял академический отпуск в своем университете, потратил массу сил, пытаясь подправить свою теор ию, но всё было тщетно. Он прожил еще более двадцати лет, но не написал больше ни одной работы по арифметике.
Однако Расселу удалось вывести вариант формальной системы, позволяющий охватить всю математику и свободный от всех известных к тому времени парадоксов, с опорой именно на идеи и работы Фреге. Полученный им результат, опубликованный в 1902 году в книге Principia Mathematica (написанной совместно с Алфредом Нортом Уайтхедом), фактически стал аксиом атизацией логики, а Давид Гильберт считал, что его «можно рассматривать как венец всех усилий по аксиом атизации науки».
Была и еще одна причина столь пристального интереса математиков к основаниям своей дисциплины. Дело в том, что на рубеже XIX и ХХ столетий в теор ии множеств были обнаружены противоречия, для обозначения которых был придуман эвфемизм «парадоксы теор ии множеств». Наиболее известный из них - знаменитый парадокс Рассела - был, увы, не единственным. Более того, для большинства ученых было очевидно, что за открытием новых странностей дело не станет. Их появление оказало на математический мир, по выражению Гильберта, «катастрофическое воздействие», поскольку теор ия множеств играла роль фундамента, на котором возводилось всё здание науки о числах. «Перед лицом этих парадоксов надо признать, что положение, в котором мы пребываем сейчас, на длительное время невыносимо. Подумайте: в математике - этом образце надежности и истинности - понятия и умозаключения, как их всякий изучает, преподает и применяет, приводят к нелепостям. Где же тогда искать надежность и истинность, если даже само математическое мышлени е дает осечку?», - сокрушался Гильберт в своем докладе на съезде математиков в июне 1925 года.
Таким образом, впервые за три тысячелетия математики вплотную подошли к изучению самых глубинных оснований своей дисциплины. Сложилась любопытная картина: любители цифр научились четко объяснять, по каким правилам они ведут свои вычисления, им оставалось лишь доказать «законность» принятых ими оснований с тем, чтобы исключить любые сомнения, порождаемыми злополучными парадоксами. И в первой половине 20-х годов великий Гильберт, вокруг которого сложилась к тому времени школа блестящих последователей, в целой серии работ наметил план исследований в области оснований математики, получивший впоследствии название «Геттингенской программы». В максимально упрощенном виде ее можно изложить следующим образом: математику можно представить в виде набора следствий, выводимых из некоторой системы аксиом , и доказать, что:
- Математика является полной, т.е. любое математическое утверждение можно доказать или опровергнуть, основываясь на правилах самой дисциплины.
- Математика является непротиворечивой, т.е. нельзя доказать и одновременно опровергнуть какое-либо утверждение, не нарушая принятых правил рассуждения.
- Математика является разрешимой, т.е., пользуясь правилами, можно выяснить относительно любого математического утверждения, доказуемо оно или опровержимо.
Фактически программа Гильберта стремилась выработать некую общую процедуру для ответа на все математические вопросы или хотя бы доказать существование таковой. Сам ученый был уверен в утвердительном ответе на все три сформулированные им вопроса: по его мнению, математика действительно была полной, непротиворечивой и разрешимой. Оставалось только это доказать.
Более того, Гильберт полагал, что аксиом атический метод может стать основой не только математики, но и науки в целом. В 1930 году в статье «Познание природы и логика» он писал: «...даже в самых обширных по своему охвату областях знания нередко бывает достаточно небольшого числа исходных положений, обычно называемых аксиом ами, над которыми затем чисто логическим путем надстраивается всё здание рассматриваемой теор ии».
Какими были бы для дальнейшего развития науки последствия успеха Гильберта и его школы? Если бы, как он считал, вся математика (и наука в целом) сводилась к системе аксиом , то их можно было бы ввести в вычислительную машину, способную по программе, следующей общим логическим правилам, обосновать любое утверждение (то есть доказать теор ему), вытекающее из исходных утверждений.
Будь теор ия Гильберта реализована, работающие в круглосуточном режиме суперкомпьютеры непрерывно доказывали бы всё новые и новые теор емы, размещая их на бесчисленных сайтах «всемирной паутины». Вслед за математикой «аксиом атическая эпоха» наступила бы в физике, химии, биологии и, наконец, очередь дошла бы и до науки о человеческом сознании. Согласитесь, окружающий нас мир, да и мы сами, выглядели бы в подобном случае несколько иначе.
Однако «вселенская аксиом атизация» не состоялась. Вся суперамбициозная, грандиозная программа, над которой несколько десятилетий работали крупнейшие математики мира, была опровергнута одной-единственной теор емой. Ее автором был Курт Гёдель, которому к тому времени едва исполнилось 25 лет.
В 1930 году на конференции, организованной «Венским кружком» в Кенигсберге, он сделал доклад «О полноте логического исчисления», а в начале следующего года опубликовал статью «О принципиально неразрешимых положениях в системе Principia Mathematica и родственных ей системах». Центральным пунктом его работы были формулировка и доказательство теор емы, которая сыграла фундаментальную роль во всём дальнейшем развитии математики, и не только ее. Речь идет о знаменитой теор еме Гёделя о неполноте. Наиболее распространенная, хотя и не вполне строгая ее формулировка утверждает, что «для любой непротиворечивой системы аксиом существует утверждение, которое в рамках принятой аксиом атической системы не может быть ни доказано, ни опровергнуто». Тем самым Гёдель дал отрицательный ответ на первое утверждение, сформулированное Гильбертом.
Любопытно, что на этой же конференции с докладом на тему «Каузальное знание и квантовая механика» выступил Вернер Гейзенберг. В этом докладе были намечены первые подходы к его знаменитым «соотношениям неопределенности».
Выводы Гёделя произвели в математическом сообществе эффект интеллектуальной бомбы. Тем более что вскоре на их основе были получены опровержения двух других пунктов программы Гильберта. Оказалось, что математика неполна, неразрешима, и ее непротиворечивость нельзя доказать (в рамках той самой системы, непротиворечивость которой доказывается).
Теорема Гёделя
С тех пор прошло три четверти века, но споры о том, что же всё-таки доказал Гёдель, не утихают. Особенно жаркие прения идут в околонаучных кругах. «Теорема Гёделя о неполноте является поистине уникальной. На нее ссылаются всякий раз, когда хотят доказать «всё на свете» - от наличия богов до отсутствия разума», - пишет выдающийся современный математик В. А. Успенский.
Если оставить в стороне многочисленные подобные спекуляции, то нужно отметить, что ученые разделились в вопросе оценки роли Гёделя на две группы. Одни вслед за Расселом считают, что знаменитая теор ема, которая легла в основу современной математической логики, тем не менее, оказала весьма незначительное влияние на дальнейшую работу за пределами данной дисциплины - математики как доказывали свои теор емы в «догёделевскую» эпоху, так и продолжают доказывать их и по сей день.
Что же касается фантасмагорического видения компьютеров, непрерывно доказывающих всё новые теор емы, то смысл подобной деятельности у многих специалистов вызывает большое сомнение. Ведь для математики важна не только формулировка доказанной теор емы, но и ее понимание, поскольку именно оно позволяет выявить связь между различными объектами и понять, в каком направлении можно двигаться дальше. Без такого понимания теор емы, генерируемые на основе правил формализ ованного вывода, представляют собой лишь своего рода «математический спам», - таково мнение сотрудника кафедры математической логики и теор ии алгоритм ов мехмата МГУ Александра Шеня.
Похожим образом рассуждал и сам Гёдель. Тем, кто упрекал его в разрушении целостности фундамента математики, он отвечал, что по сути ничего не изменилось, основы остались по-прежнему незыблемыми, а его теор ема привела лишь к переоценке роли интуиции и личной инициативы в той области науки, которой управляют железные законы логики, оставляющие, казалось бы, мало места для подобных достоинств.
Однако некоторые ученые придерживаются другого мнения. Действительно, если считать умение логически рассуждать основной характеристикой человеческого разума или, по крайней мере, главным его инструментом, то теор ема Гёделя прямо указывает на ограниченность возможностей нашего мозга. Согласитесь, что человеку, воспитанному на вере в бесконечное могущество мысли, очень трудно принять тезис о пределах ее власти.
Скорее уж речь может идти об ограниченности наших представлений о собственных ментальных возможностях. Многие специалисты полагают, что формально-вычислительные, «аристотелевские» процессы, лежащие в основе логического мышлени я, составляют лишь часть человеческого сознания. Другая же его область, принципиально «невычислительная», отвечает за такие проявления, как интуиция, творческие озарения и понимание. И если первая половина разума подпадает под гёделевские ограничения, то вторая от подобных рамок свободна.
Наиболее последовательный сторонник подобной точки зрения - крупнейший специалист в области математики и теор етической физики Роджер Пенроуз - пошел еще дальше. Он предположил существование некоторых квантовых эффектов невычислительного характера, обеспечивающих реализацию творческих актов сознания. И хотя многие его коллеги критически относятся к идее наделить человеческий мозг гипотетическими квантовыми механизмами, Пенроуз со своими сотрудниками уже разработал схему эксперимента, который должен, по их мнению, подтвердить их наличие.
Одним их многочисленных следствий гипотез ы Пенроуз а может стать, в частности, вывод о принципиальной невозможности создания искусственного интеллекта на основе современных вычислительных устройств, даже в том случае, если появление квантовых компьютеров приведет к грандиозному прорыву в области вычислительной техники. Дело в том, что любой компьютер может лишь всё более детально моделировать работу формально-логической, «вычислительной» деятельности человеческого сознания, но «невычислительные» способности интеллекта ему недоступны.
Такова лишь небольшая часть естественнонаучных и философских споров, вызванных опубликованной 75 лет назад математической теор емой молодого Гёделя. Вместе с другими великими современниками он заставил человека иначе взглянуть на окружающий мир и на самого себя. Величайшие открытия первой трети ХХ века, в том числе теор ема Гёделя, а также создание теор ии относительности и квантовой теор ии, показали ограниченность механистически-детерминистской картины природы, созданной на основе научных исследований двух предшествующих столетий. Оказалось, что и пути развития мироздания, и нравственные императивы подчиняются принципиально другим закономерностям, где имеют место и неустранимая сложность, и неопределенность, и случайность, и необратимость.
Однако последствия великого научного переворота не исчерпываются уже упомянутыми. К началу ХХ века идеи лапласовско-ньютоновского детерминизма оказывали огромное влияние на развитие общественных наук. Вслед за корифеями классического естествознания, представлявшими природу в виде жесткой механической конструкции, где все элементы подчиняются строгим законам, а будущее может быть однозначно предсказано, если известно текущее состояние, жрецы деятели общественных наук рисовали человеческое общество, подчиненное непреложным закономерностям и развивающееся в заранее заданном направлении. Одной из последних попыток сохранить подобную картину мира был, по-видимому, марксизм-ленинизм, приверженный концепции «единственно верного научного учения», составной частью которого было «материалистическое понимание истории». Достаточно вспомнить ленинскую идею построения социалистического общества по типу «большой фабрики».
Постепенно с огромным трудом идеи о сложности, случайности, неопределенности, утвердившиеся в естественнонаучной картине мироздания, стали проникать и в социальные и гуманитарные науки. В обществе непредрешенность реализуется через феномен личной свободы индивидуума. Именно присутствие в природе человека в качестве субъекта, осуществляющего вольный и непредсказуемый выбор, делает исторический процесс сложным и не подчиняющимся никаким непреложным законам вселенского развития.
Однако нельзя не заметить, что обретение новой картины сложного мира в нашей стране происходило с огромным трудом. Господствовавшая семь десятилетий идеология тяготела к детерминизму лапласовского типа как философии всеобщего авторитарного порядка. Именно такой принцип предопределенности лежал в основе мечты, никогда не покидавшей правящую советскую бюрократию, об обществе-фабрике, управляемой жесткими законами иерархии. И поэтому всякий раз, как речь заходила о сложности, плюрализме, разнообразии, будь то теор ия относительности, квантовая механика, генетика, кибернетика, социологические исследования, психоанализ и т. д., - сразу включался механизм идеологической цензуры, который имел своей целью изгнать все упоминания о свободе и из природы, и из общества. Увы, косное наследие до сих пор мрачной тенью довлеет над умами многих наших соотечественников и современников. Свидетельством тому - инициируемые властью мучительные поиски новой «национальной идеологии», которая могла бы занять место, освободившееся в связи с кончиной коммунистической доктрины.
Так Курт Гёдель и его великие современники заставили нас по-новому взглянуть и на «звездное небо над головой, и на нравственный закон внутри нас», и на общество, в котором мы живем.
Курт Фридрих Гёдель (нем. Kurt Friedrich Gödel, 1906 – 1978) – австрийский логик, математик и философ математики, наиболее известный сформулированной и доказанной им теоремой о неполноте
Тридцать лет назад, в январе 1978 года, в Принстоне, умер один из удивительнейших людей прошлого столетия: Курт Гёдель...
Когда речь заходит о высочайших взлетах человеческой мысли в двадцатом веке, первым делом обыкновенно вспоминают теорию относительности Эйнштейна, реже – квантовую механику и принцип неопределенности Гейзенберга. Но вот сейчас в этом ряду поразительнейших открытий все чаще называют и теорему Гёделя. Несколько книг о ней стали на Западе бестселлерами, хотя они и полны математических выкладок. Это тем более любопытно, что доказательство теоремы необычайно сложно, – настолько, что его не сразу поняли такие знаменитые мыслители и логики, как Бертран Рассел и Людвиг Виттгенштейн. Зато когда другой знаменитый математик – Янош (он же Джон) фон Нейман – постиг ход мысли Гёделя, он был настолько потрясен, что объявил Гёделя величайшим логиком со времен Аристотеля.
Австрийский математик и логик Курт Гёдель родился 28 апреля 1906 года в Австро-Венгрии в моравском городе Брно (в ту пору именовавшемся Брюнн). В возрасте восемнадцати лет Гёдель начал изучать физику в Венском университете, но под влиянием книги Бертрана Рассела "Введение в философию математики" через два года переключился на математику.
В 1930 году в двадцать четыре года он окончил Венский университет, где остался преподавать на кафедре математики. Ему дали докторскую степень за теорему, входящую сейчас в любой курс логики и получившую впоследствии его имя.
Это теорема о полноте предикативной логики, гласящая, что всякая логика полна, если все истинные высказывания, сформулированные на ее языке, могут быть доказаны в силу ее постулатов. Но полна ли в этом смысле вся математика как таковая?
В первой половине прошлого века этот вопрос был в числе самых актуальных в науке. В 1900 году в Париже прошла Всемирная конференция математиков, на которой Давид Гильберт изложил в виде тезисов сформулированные им 23 наиважнейшие, по его мнению, задачи, которые предстояло решить ученым-теоретикам наступающего ХХ века. Под вторым номером в его списке значилась одна из тех простых задач, ответ на которые кажется очевидным, пока не копнешь немножечко глубже. Говоря современным языком, это был вопрос: самодостаточна ли математика? Вторая задача Гильберта сводилась к необходимости строго доказать, что система аксиом – базовых утверждений, принимаемых в математике за основу без доказательств, – совершенна и полна, то есть позволяет математически описать все сущее. Надо было доказать, что можно задать такую систему аксиом, что они будут, во-первых, взаимно непротиворечивы, а во-вторых, из них можно вывести заключение относительно истинности или ложности любого утверждения.
Возьмем пример из школьной геометрии. В стандартной Евклидовой планиметрии (геометрии на плоскости) можно безоговорочно доказать, что утверждение «сумма углов треугольника равна 180°» истинно, а утверждение «сумма углов треугольника равна 137°» ложно. Если говорить по существу, то в Евклидовой геометрии любое утверждение либо ложно, либо истинно, и третьего не дано. И в начале ХХ века математики наивно полагали, что такая же ситуация должна наблюдаться в любой логически непротиворечивой системе.
Гёдель задался целью ответить на волновавший умы математиков вопрос. Здесь ученого и ожидал феноменальный результат, навсегда прославивший его имя. Ответ был получен отрицательный: в логическом отношении математика оказалась неполна.
Теорему о неполноте Гёдель доказал, когда ему было двадцать пять лет. Его статья "О принципиально неразрешимых положениях оснований математики и связанных систем" появилась в 1931 году и вскоре была признана величайшим достижением математической логики. Казалось бы, теорема эта носит вполне отвлеченный характер. Сам Людвиг Виттгенштейн, поняв ход ее доказательства, настаивал, что она не имеет никакого философского значения и ничего не говорит о природе человеческого разума. Однако сегодня ученые думают иначе.
Из теоремы выводят три основных положения, которые мы перечислим в порядке возрастания их общности: во-первых, в любой последовательной системе постулатов арифметических действий возможны формулы, которые нельзя ни доказать, ни опровергнуть; во-вторых, истина и доказуемость – не одно и то же; в-третьих, никакой компьютер не в состоянии воспроизвести человеческий разум.
Последние два суждения – не прямые, косвенные следствия, и они до сих пор вызывают жаркие споры.
Например, английский математик и физик Роджер Пенроуз (Roger Penrose) показал, что теоремы Гёделя можно использовать для доказательства наличия принципиальных различий между человеческим мозгом и компьютером. Смысл его рассуждения прост. Компьютер действует строго логически и не способен определить, истинно или ложно утверждение А, если оно выходит за рамки аксиоматики, а такие утверждения, согласно теореме Гёделя, неизбежно имеются. Человек же, столкнувшись с таким логически недоказуемым и неопровержимым утверждением А, всегда способен определить его истинность или ложность – исходя из повседневного опыта. По крайней мере, в этом человеческий мозг превосходит компьютер, скованный чистыми логическими схемами. Человеческий мозг способен понять всю глубину истины, заключенной в теоремах Гёделя, а компьютерный – никогда. Следовательно, человеческий мозг представляет собой что угодно, но не просто компьютер.
Будучи человеком сугубо аполитичным, Гёдель крайне тяжело пережил убийство своего друга и сотрудника по кафедре студентом-нацистом и впал в глубокую депрессию, рецидивы которой преследовали его до конца жизни. В 1930-е годы он эмигрировал было в США, но вернулся в родную Австрию и женился. В 1940 году, в разгар войны, вынужденно бежал в Америку транзитом через СССР и Японию. С 1953 года являлся профессором Института перспективных исследований в Принстоне, стал членом Национальной Академии Наук США и Американского философского общества. В 1951 году Гёдель был удостоен высшей награды США для ученых – Эйнштейновской премии.
Оказавшись в Принстоне, Гёдель предложил оригинальное решение выведенных Эйнштейном уравнений общей теории поля. Из этого решения, между прочим, следует принципиальная возможность машины времени. Вообще же с математики он переключился на философию, увлекся трудами Лейбница – и пришел к выводу, что тот открыл – ни много ни мало – Тайну Жизни. Впрочем, по мнению Гёделя, до нас это открытие не дошло, ибо современные Лейбницу мракобесы подвергли его сочинения жесточайшей цензуре.
Среди принстонских ученых и сейчас немало тех, кто знал Гёделя, но никто из них не возьмется ответить на простейшие вопросы о его вкусах, привычках, частной жизни, – вообще, о каких бы то ни было личностных проявлениях. В рассказах коллег он предстает существом бесплотным и болезненно уязвимым – своего рода духом, сотканным из логических построений.
Впрочем, Гёдель был женат, в связи с чем сохранился следующий анекдот. Один принстонский философ, позвонив как-то Гёделю домой, попал на его жену. Когда он услышал, как госпожа Гёдель крикнула мужу: "Курци, это тебя!", он буквально потерял дар речи. Для него, сознававшего масштаб Гёделя, это было то же, как если бы кто-то, обращаясь к Эммануилу Канту, назвал его Моней.
Принстонцы, не принадлежащие миру науки, тоже помнят Гёделя, но лишь с одной стороны: даже в самые жаркие летние дни он всегда появлялся в университетском парке в теплом пальто и шерстяном шарфе, плотно облегавшем горло. Наиболее впечатлительные добавляют еще, что вся фигура ученого выражала полную отрешенность от внешнего мира.
Впрочем, имеется и еще один анекдот о Гёделе. В 1948 году ему предстояло выдержать нечто вроде устного экзамена на получение американского гражданства. Он досконально изучил Конституцию США, которую, как известно, признают величайшим творением политической мысли, – и пришел к выводу, что в этой стране законным путем может быть установлена диктатура. Одним из двух поручителей Гёделя при получении американского подданства был Альберт Эйнштейн. Гёдель поделился с ним своим выводом. В ответ Эйнштейн настоятельно рекомендовал ему не упоминать об этом во время экзамена и церемонии посвящения. Гёдель обещал вести себя примерно, но не сдержал слова.
Когда чиновник, обращаясь к нему, сказал:
– До сего дня вы были подданным Германии...
Ученый поправил его:
– Не Германии, а Австрии.
– Неважно, – продолжал тот. – В любом случае вы жили под гнетом чудовищной диктатуры, которая, к счастью, невозможна в нашей стране.
– Как раз наоборот, – воскликнул Гёдель, вскакивая с места. – Я берусь доказать, что диктатура здесь возможна...
Друзьям стоило немалого труда уговорить его воздержаться от этого не совсем уместного доказательства хотя бы до принесения присяги.
Эту историю в Принстоне знает каждый – и ею же исчерпывается всё, что здесь знают о Гёделе.
В последние двадцать лет жизни Гёдель не опубликовал ни одной работы. Умер он в возрасте 71 года при явных признаках психического расстройства. Уверившись, что врачи пытаются его отравить, он отказался принимать пищу. Голодное истощение, наряду с распадом личности, фигурирует в медицинском свидетельстве о его смерти.
По материалам энциклопедий
и статьи Юрия Колкера
www.vestnik.com
Курт Гёдель родился 28 апреля 1906 года в Брно, Австро-Венгрия. Он был вторым сыном у управляющего текстильной фабрикой Рудольфа Гёделя и немки Марианне Хандшух. Брат Курта Гёделя, Рудольф II Гёдель, которого назвали в честь отца, был известным в то время доктором, который помогал Курту когда тот вырос. Маленького Курта называли «почемучкой» за его любознательность. С 1912 по 1916 годы Курт обучался в Евангелической народной школе, а позже продолжил обучение в Немецкой государственной гимназии в 1916-1924 годах, которую закончил с отличием по языкам и математике. В возрасте 14 лет, когда его брат уехал получать медицинское образование в Вену, интерес Курта к математике усилился. Курт Гёдель в детстве страдал от острого ревматизма, но есть мнение, что он убедил себя, что у него было слабое сердце, после того как он прочёл медицинский справочник. Этот факт чётко указывает на то, что Курт Гёдель страдал от паранойи и психической неустойчивости уже в детстве.
Карьера
В 1923 году, в возрасте 18 лет, Гёдель поступил в Венский университет, в котором выбрал курс теоретической физики. Помимо физики, Гёдель также проявлял интерес к математике и философии. Он посещал лекции по теории чисел, которые читал профессор Филипп Фуртвенглер. Благодаря этим лекциям он решил серьёзно заняться математикой. В детстве Гёдель изучал стенографию по системе Габельсберга, книгу «К теории цветов» Гёте и труды Иммануила Канта. Гёдель активно участвовал в деятельности Венского кружка - ассоциации философов, во главе которой был Мориц Шлик. Позже, когда у Гёделя появился интерес к математической логике, он изучал книгу «Введение в математическую философию», написанную Бертраном Расселом. Гёдель занимался математикой и логикой совместно с Хансом Ханом и Карлом Менгером, и в 1929 году закончил написание своей докторской диссертации, руководителем которой выступил Ханс Хан. После присуждения ему докторской степени в 1930 году, он стал внештатным преподавателем в Венском университете. Он опубликовал текст своей докторской диссертации, а также некоторые другие работы в Венской академии наук. Позже Гёдель получил работу в Институте перспективных исследований.
Работа и достижения
Курт Гёдель написал две научные работы, ещё когда ему не было и 25 лет, что дало ему мировое признание. Одной из этих работ была «Теорема о неполноте», которая принесла огромную популярность. Эта теорема, которая сейчас имеет название теоремы Гёделя, имеет следующую формулировку: «если формальная система S непротиворечива, то формула А невыводима в S; если система S w-непротиворечива, то формула А невыводима в S. Таким образом, если система S w-непротиворечива, то она неполна и А служит примером неразрешимой формулы».
Свои теоремы о неполноте Гёдель издал в 1931 году в публикации «Uber Formal unentscheidbare Satze der Principia Mathematica».
В 1934 году Гёдель приехал в Принстонский университет, где в Институте перспективных исследований прочёл серию лекций с темой «Неразрешимые предложения формальных математических систем». После этого Гёдель ещё не раз приезжал в Институт перспективных исследований в 1935 году, вследствие чего стал довольно близок с Эйнштейном и Моргенштерном. Частые поездки сказались на его здоровье, и он решил взять перерыв, вернувшись к преподавательской деятельности в университете в 1937 году.
Когда Гитлер упразднил его должность внештатного преподавателя, Гёделю пришлось устраиваться на работу в Венский университет заново. Но ему отказали, а поводом для отказа послужило у него наличие друзей-евреев. В 1939 году Гёдель уехал из Вены из-за беспорядков связанных с началом Второй мировой войны. Гёдель с супругой переехали в США, где в Институте перспективных исследований Гёделю предложили место преподавателя.
За время преподавания в институте, у Гёделя улучшилось самочувствие и он даже опубликовал свою работу с названием «Совместимость аксиомы выбора и обобщенной континуум-гипотезы с аксиомами теории множеств».
В 1951 году Гёделю первому присудили «Награду Альберта Эйнштейна», которая состояла из золотой медали и денежного вознаграждения. В 1974 году в Белом доме, Геральд Форд, президент США, наградил Гёделя «Национальной научной медалью США» в области математики и вычислительной техники. Награду вручили за «первоначальный вклад в современное перспективно развивающееся изучение математической логики».
Личная жизнь
В 1929 году Гёдель познакомился с Аделью Нимбурски. Ей был 21 год, она была на шесть лет старше Гёделя и уже была разведена. Зная про жизнь Адель до её знакомства с Гёделем, его родители были против их отношений. Но несмотря на неодобрение со стороны родителей пара поженилась осенью 1938 года, а лето 1942 года провели в отеле «Blue Hill Inn» в Мэне.
Отец Гёделя, Рудольф Гёдель, умер в 1929 году, в том же году, когда его сын подал на рассмотрение свою докторскую диссертацию по аксиомам. Его мать купила новую виллу в Вене и переехала туда жить с двумя сыновьями. Именно в Вене Гёдель полюбил оперу. Гёделя считали евреем из-за большого количества умных друзей-евреев, с которыми он проводил своё время.
Однажды на улице, когда он шёл со своей женой Аделью, на него напала группа молодёжи посчитав его евреем.
Поздние годы и смерть
В 1933 году Гёдель переехал в США из-за усилившихся гонений нацистов в Германии. Он испытал шок, когда его близкого друга Морица Шлика убил студент-нацист. В США Гёдель познакомился с Альбертом Эйнштейном, с которым они стали хорошими друзьями. Во время пребывания в США Гёдель заинтересовался изучением рекурсивных функций, и даже прочёл по ним доклад на ежегодном собрании Американского математического общества. А во время преподавания в Институте перспективных исследований, после прочтения книг Готфрида Лейбница, он также заинтересовался философией и физикой.
Несмотря на то, что Гёдель стал полноценным членом Института перспективных исследований в 1946 году, ему было отказано в получении американского гражданства судьёй Филлипом Форманом. С годами Гёдель настолько занялся религией, что представил свою проработанную версию «Онтологического Доказательства Бытия Божьего», написанного Лейбницом.
Оценка по биографии
Новая функция! Средняя оценка, которую получила эта биография. Показать оценку
