Математика нуждается в систематизации - Иван Деревянко
Вопросы математикам, на которые они не знают ответов
Аспирант:
— Профессор! Скажите, в каких случаях какой
следует применять математический аппарат?
Профессор
(после длительной паузы):
— Молодой человек! Вы слишком
многого хотите от науки!
Аспирант:
— Совсем немного. Хочу, чтобы применяемый
метод исследования объекта определял
соответствующий математический аппарат.
Профессор:
— Увы… пока это невозможно.
(Спустя десятилетия любопытный
аспирант сам решил эту проблему.)
Что такое математика и с чего она начинается? Особую остроту этому вопросу придал выдающийся математик Герман Вейль, сказав, что вопрос об основаниях математики и о том, что представляет собой в конечном счете математика, остается открытым. Современные математики и философы также считают, что кризис математики не преодолен, существует неуверенность в выборе правильного подхода к математике, возникают конфликты по основаниям математики, развитие и применение математической методологии оставляет желать лучшего. Это наверняка известно математикам. Но об этом приходится напоминать, поскольку с точки зрения теории систем возникает ряд тривиальных вопросов к основам математики.
Вопрос № 1:
Все ли математики знают истинное место математики в классификации основных наук?
Вряд ли. Дело в том, что классификация основных наук начинается с системологии, которая является всеобщей (универсальной) методологией всех наук. Она состоит из 4 общих методов: системного подхода, системного анализа, системного синтеза и системотехники. Системотехника здесь содержит слово «техника», имеющее первоначальный древнегреческий смысл «εχνικός», как мастерство или умение применять системные методы в сознательной деятельности.
В каждом из этих методов используется система основные науки: естествознание, философия, математика и техника, как разновидности сознательной деятельности. Причем, каждый метод использует свой присущий только ему раздел науки. Системный подход оперирует материалистической философией и теорией множеств. Системный анализ использует диалектику и комплексный анализ. В системном синтезе философской основой является логика, а математической — векторы. Системотехника применяет философские законы и тензорное исчисление.
Система, как известно, состоит из четырех элементов, расположенных в строгом порядке, где каждый последующий элемент содержит все предыдущие. Поскольку элемент «техника» в данной книге не рассматривается, то «математика» однозначно содержит «естествознание» и «философию».
Именно поэтому математика в своей основе имеет дело с реальными, а точнее, с природными целостными объектами, отображаемыми философскими понятиями и определениями, которые математика моделирует своими условными символами. С этими символами она и работает, создавая модели, реализуемые в будущих реальных объектах. Это прописные истины, над которыми математики, как правило, не задумываются. Они работают с веками созданной математикой и думают, что это так и должно быть. Однако задуматься бы надо. За многие годы известные математики напридумывали много такого, чего в природе не существует, следовательно, не имеет практического применения.
Вопрос № 2:
Известно ли математикам, что любая система, в том числе математическая, имеет всеобщие признаки?
Система первичных математических объектов, как и любая другая, имеет четыре признака:
Количественный — система имеет только четыре структурных образования от одного до четырех взаимосвязанных элементов в каждом;
Метрологический — каждый элемент системы имеет свою меру: реальную величину, изменяющуюся в идеальных пределах;
Качественный — в системе всегда имеется три вида структурных образования по три элемента в каждом: каждый последующий элемент содержит все предыдущие, каждая связь имеет положительное, нейтральное и отрицательное состояния, каждый предыдущий элемент содержит последующий;
Видовой — каждая система имеет четыре вида регулирования (управления): неопределенный — по одному критерию, неоднозначный — по двум критериям, определенный — по трем критериям, однозначный — по четырем критериям.
Вопрос № 3.
Знают ли математики, что их наука содержит систему противоречий?
Очевидно, знают, что есть некоторые противоречия, но какова их система, они вряд ли знают. А она основана на философском понятии «мера». Это единицы измерения, пределы изменчивости, границы перехода из одного состояния в другое (узловые соотношения меры) и отображения (философские отрицания).
Вопрос № 4:
Понимают ли математики, что первичные математические объекты не систематизированы?
У них нет особых претензий к ним: работают с тем, что имеет современная математика. Но при ближайшем рассмотрении претензии возникают к их физической сущности, признакам и определениям. Привязка математических объектов к реальным простейшим элементам Природы выявляет некоторые системные несоответствия. Требуется уточнение их физической природы, функций, структуры и степени определенности.
И здесь возникает целая серия вопросов.
Не совсем понятно, а точнее, совсем непонятно, какими общепринятыми и новыми условными обозначениями, и математическими названиями все это отобразить? В частности, бесконечные множества этих единичных элементов и переходы от одного к другому. Как образуются в энергетической среде космические вихри, которые создают ядра галактик? Как на этих ядрах возникают космические волны, которые превращаются в атомы? Как излучения атомов создают биологические вещества?
Признаки первичных математических объектов
Даже беглого взгляда достаточно, чтобы понять, что совокупность первичных математических объектов не является системой. Почему это не система и что необходимо сделать, чтобы они стали таковой? В математической справочной литературе и в интернете с некоторой натяжкой можно найти четыре приведенных выше основных первичных структурных образования, но нигде не сказано определенно, сколько подчиненных элементов они должны иметь.
В соответствии с требованиями системности первый элемент (множество) должен быть целостным с единой структурой, второй (функции) должен иметь два элемента, третий (вектор) — три, а четвертый (тензор) — четыре.
1. Количественный признак. Из всех первичных математических объектов только множество соответствует системным требованиям, да и то в качестве неопределенности. Множество является не таким уж простым понятием, как это представляется. Это целая система понятий с разной степенью определенности от абсолютной неопределенности до однозначности.
Множество должно быть количеством чего-то, в данном случае, первичных объектов. как основополагающих: множества, комплексов, векторов и тензоров. Все четыре объекта, как единичные элементы, являются целостными образованиями и образуют соответствующие множества. Схематично это можно представить следующим образом (рис. 1):
Mm — множество; Mk — множество комплексов; Mr — множество векторов; M — множество тензоров.
Рисунок 1. Система множеств первичных математических объектов.
Последовательность внутренних множеств в первичных математических объектах представлена на рис. 2.
Рисунок 2. Последовательность внутренних множеств в первичных математических объектах.
Количественная интерпретация первичных математических объектов, которая отражает их свойство каждого последующего элемента содержать предыдущий, представлена на рис. 3.
Рисунок 3. Количественная интерпретация первичных математических объектов.
2. Метрологический признак. Единичные элементы этих множеств являются их единицами измерения и представляют собой единственную меру
