Считается, что Евклид был первым, кто систематически использовал точные определения, аксиомы, строгие правила логики, чтобы сформулировать и доказать каждое утверждение (т. е. каждую теорему). Формализм Евклида, как и его методология, стал образцом — и даже для наших современников — для установления математических фактов.
Интересно, что математическая формулировка факта — это самостоятельная сущность, обладающая собственной ценностью и значимостью. А доказательство — это средство общения. Создатель или первооткрыватель нового математического результата хочет, чтобы другие тоже его приняли и в него поверили. В естественных науках (химии, биологии или физике, например) для этого используется специальный метод — воспроизводимый эксперимент[2]. Для математика воспроизводимый эксперимент — это доказательство, которое может прочесть, понять и оценить другой человек.
Идея доказательства возникает в разных жизненных ситуациях, не только в математике. В суде юрист (адвокат или прокурор) должен установить истину с помощью принятых версий доказательств. Для криминального дела это означает «вне разумных сомнений», а для гражданского — что доводы одной стороны должны перевешивать доводы другой. К математическим доказательствам такое представление не приближается ни на йоту. В реальном окружающем нас мире нет формальных определений или аксиом; нет смысла устанавливать факты путем строгих интерпретаций. Адвокат использует, конечно же, логику. Скажем, «обвиняемый слеп и поэтому не мог вести машину в Каньон Топанга ночью 23 марта» или «обвиняемый неграмотен и поэтому не мог построить атомную бомбу, которая использовалась с целью…». Но главное орудие адвоката, конечно же, не логика, а факты. Адвокат приводит доводы, не допускающие разумных сомнений, собирая доказательства с решительным перевесом в пользу своего клиента.
В то же время в обычной, в повседневной речи тоже есть понятие доказательства, и оно тоже отличается от математического. Муж может сказать «Думаю, моя жена беременна», в то время как жена может это знать наверняка. Беременность — это не вневременный непреложный факт (вроде теоремы Пифагора), а факт «временный», который нарушится через несколько месяцев. Так что в этом контексте понятие истины отличается от того, что используется в математике, и методы проверки истинности тоже. В действительности здесь проявляется различие между знанием и уверенностью, которая никогда не играет формальной роли в математике.
В современном обществе «доказательств» для предъявления штрафа за превышение скорости нужно гораздо меньше, чем для обвинения в убийстве. Похоже, что еще меньше доказательств требуется для оправдания военных действий[3]. Широкая панорама мнений о современном понятии доказательства — в самых разных контекстах — представлена в [NCBI]. Говорят (см. [MCI]), что в некоторых областях математики (таких как топология малой размерности) доказательство можно пересказать на языке жестов.
Французский математик Жан Лере (1906–1998) так пишет о системе ценностей в современной математике.
…разные области математики нераздельны как части живого организма; как живой организм, математика должна постоянно создаваться заново; каждое поколение должно перестроить ее вновь — шире, больше и прекраснее прежней. Смерть математических исследований стала бы концом математического мышления, которое составляет структуру научного языка, и таким образом, концом нашей научной цивилизации. Поэтому мы должны передать нашим детям силу характера, моральные ценности и стремление к полной жизни.
Лере говорит нам, что математические идеи хорошо приживаются на новых местах и хорошо переносят проверку временем, потому что у нас есть такой строгий и проверенный стандарт для формулирования и записи идей. Это великая традиция, она стоит того, чтобы ее сохраняли.
2
Точнее, воспроизводимый эксперимент с контролем, поскольку аккуратный ученый сравнивает результаты своих экспериментов с некоторым стандартом или нормой. Это позволяет оценить результаты.
3
Эти идеи раскрываются в [SWD]. К этой же теме относятся захватывающие статьи [ASC], [MCI]. Целый выпуск журнала Philosophical Transactions of the Royal Society, осень 2005 г., посвящен статьям такого рода. Все они были написаны в связи с конференцией в Британии, где стояли вопросы вроде тех, что обсуждаются в этой книге. См. также [PTRS].