159479 (Парадоксы в науке), страница 4

- То, что сказал Сократ, – истина, – говорит Платон.

Имеются и современные перефразировки этого парадокса. Например:

На лицевой стороне карточки написаны слова: «На другой стороне карточки записано истинное высказывание». Значит то, что написано на обороте является истинным. Перевернув карточку, мы видим слова: «На другой стороне карточки написано ложное высказывание». Допустим, что утверждение на лицевой стороне карточки истинно. Тогда утверждение на обороте должно быть истинным и, значит, утверждение на лицевой стороне должно быть ложным. Но если утверждение с лицевой стороны ложно, тогда утверждение на обороте также должно быть ложным, и, следовательно, утверждение на лицевой стороне должно быть истинным. В итоге – парадокс [5, С.310-311].

Парадокс лжец произвел громадное впечатление на греков. Ходит даже легенда, что некий Филлит Косский, отчаявшись разрешить этот парадокс, покончил с собой. А один известный древнегреческий логик Диодор Кронос, уже на склоне лет дал обет не принимать пищу до тех пор, пока не найдёт решение «Лжеца», и вскоре умер, так ничего и не добившись.

В средние века этот парадокс был отнесен к так называемым неразрешимым предложениям. В Новое время «Лжец» долго не привлекал никакого внимания. И только в наше Новейшее время развитие логики достигло наконец уровня, когда проблемы, стоящие, как представляется за этим парадоксом, стало возможным формулировать уже в строгих терминах.

Сейчас «Лжец» считается характерным примером тех трудностей, к которым ведёт смешение двух языков: языка, на котором говориться о лежащей вне его действительности, и языка, на котором говорят о самом первом языке.

В повседневном языке нет различия между этими уровнями: и о действительности, и о языке, мы говорим на одном и том же языке. Однако, если бы у кого-то возникла мысль о необходимости говорить о мире на одном языке, а о свойствах этого языка – на другом, он мог бы воспользоваться двумя разними существующими языками, например, русским и английским. Вместо того чтобы просто сказать: «Утверждение «Стекло не прозрачно» ложно», он произнёс бы: «The assertion «Стекло не прозрачно» is false ». При таком использовании двух разных языков сказанное о мире ясно отличалось бы от сказанного о языке, с помощью которого говорят о мире.

Такое разграничение языков по области их применения – редкое явление в обычной жизни. Но в науках, специально занимающихся, подобно логике, языками, оно иногда оказывается весьма полезным. Язык, на котором рассуждают о мире, обычно называют предметным языком. Язык, используемый для описания предметного языка, именуют метаязыком.

Если язык и метаязык разграничиваются указанным образом, утверждение «Я лгу» уже не может быть сформулировано. Оно говорит о ложности того, что сказано на русском языке, и, значит, относится к метаязыку и должно быть высказано на английском языке. Оно должно звучать так: «Everything speak in Russian is false » , в этом английском утверждении ничего не говорится о нём самом, и никакого парадокса не возникает [5, С.311-312].

Несколько лет назад я бессознательно применила этот метод двух языков в одном из своих стихотворений. Стихотворение называлось «Alles Lüge» (всё ложь), его последняя строчка была такая:

Правда в том, что Alles Lüge – остальное ложь…

Если воспроизвести эту строчку только на русском, то получится: «Правда в том, что все ложь…». Если начать рассуждать и допустить, что данное утверждение истинно, то все – ложь, а, значит, и это утверждение ложно, поэтому возможно не все – ложь, а, значит, и это утверждение может быть правдой, и, следовательно, все – все-таки ложь….и т.д. В итоге получился порочный круг, который невозможно разорвать. Данное высказывание оказывается ещё одной вариацией на тему «Лжеца», однако использование двух языков маскирует парадокс, делает его скрытым, и осознание противоречия в данном случае возможно лишь при применении подобного логического анализа.

Таким образом, теперь можно смело утверждать, что «Лжец» – это е локальное изолированное препятствие, устранимое одним изобретательным движением мысли. «Лжец» затрагивает многие наиболее важные темы логики и семантики. Это и определение истины, и истолкования противоречия и доказательства, и целая серия важных различий: между употреблением выражения и его упоминанием, между смыслом имени и обозначаемым им объектом [5, С.315].

Еще одним известным парадоксом является «Неразрешимый спор». В его основе лежит небольшое происшествие, случившееся две с лишним тысячи лет назад и не забытое до сих пор:

У знаменитого софиста Протагора, жившего в V в. до н.э., был ученик по имени Еватл, обучавшийся праву. По заключенному между ними договору Еватл должен был заплатить за обучение лишь в том случае, если выиграет свой первый судебный процесс. Если же он этот процесс проиграет, то вообще не обязан платить. Однако, закончив обучение, Еватл не стал участвовать в процессах. Это длилось довольно долго, терпение учителя иссякло, и он подал на своего ученика в суд. Таким образом, для Еватла это был первый процесс. Своё требование Протагор обосновал так:

- Каким бы ни было решение суда, Еватл должен будет заплатить мне. Он либо выиграет этот свой первый процесс, либо проиграет. Если выиграет, то заплатит в силу нашего договора. Если проиграет, то заплатит согласно этому решению.

Судя по всему, Еватл был способным учеником, поскольку он ответил Протагору:

- Действительно, я либо выиграю процесс, либо проиграю его. Если выиграю, решение суда освободит меня от обязанности платить. Если решение суда будет не в мою пользу, значит, я проиграл свой первый процесс и не заплачу в силу нашего договора.

Было предложено много решений данного парадокса.

Например, ссылались на то, что решение суда должно иметь большую силу, чем частная договоренность двух лиц. Однако, не будь этой договорённости, какой бы незначительной она не казалась, не было бы ни суда, ни его решения. Ведь суд должен вынести своё решение именно по её поводу и на её основе.

Обращались также к общему принципу, что всякий труд, а значит, и труд Протагора, должен быть оплачен. Но ведь известно, что этот принцип всегда имел исключения, тем более в рабовладельческом обществе. К тому же данный принцип просто неприложим к конкретной ситуации спора: ведь Протагор, гарантируя высокий уровень обучения, сам отказывался принимать плату в случае неудачи своего ученика в первом процессе.

На самом деле все эти решения являются несостоятельными. Они представляют собой не более чем уход от существа спора, являются софистическими уловками и хитростями в безвыходной и неразрешимой ситуации. Ни здравый смысл, ни какие-то общие принципы, касающиеся социальных отношений, не способны разрешить данный спор. Проблема здесь заключается в самом договоре, в его внутренней противоречивости. Он требует реализации логически невозможного положения: Еватл должен одновременно и уплатить за обучение, и вместе с тем не платить [5, С.319-321].

Таким образом, можно утверждать, что парадоксы широко распространены в логике. Они озадачили ученых с момента своего открытия и, скорее всего, будут озадачивать всегда. Парадоксы в логике следует рассматривать не просто как проблемы, которые ожидают своего решения, а как неисчерпаемый сырой материал для размышления. Они важны, поскольку размышление о них затрагивает наиболее фундаментальные вопросы всей логики, а значит, и всего мышления.

2.2 Парадоксы в математике и в физике

Математику называют царицей наук и считают самой точной и строгой областью научного исследования. Не случайно существует мнение, что математики плохо приспособлены к законам действительного парадоксального мира, так как их «математический мир» отличается идеальностью, логичностью и непротиворечивостью. Поэтому наличие парадоксов в математике – это факт сам по себе парадоксальный. И все-таки это – факт. Парадоксы существуют даже в математике. Более того, математические парадоксы являются наиболее впечатляющими, а вместе с тем и особенно сложными и трудными для понимания.

За свою историю математика испытала три сильнейших потрясения, три кризиса, которые касались ее основ. И все три сопровождались обнаружением парадоксов. Одновременно с этим их преодоление достигалось ценой введения необычных понятий, утверждением невероятных идей. Одним словом, парадоксы разрешались благодаря тому лишь, что они порождали новые, также парадоксальные теории.

Первый кризис разразился еще в древности и был вызван открытием факта несоизмеримости величин. Другими словами две однородные величины, выражающие длины или площади, являются соизмеримыми, если они обладают так называемой общей мерой. То есть если имеется такая однородная с ними величина, которая укладывается в каждой из них целое число раз. Однако выяснилось, что диагональ квадрата и его сторона не имеют общей меры, и их отношения нельзя выразить с помощью известных к тому времени рациональных, то есть целых или дробных чисел. Это и вызвало кризис античной математики. Парадокс состоял в том, что по отдельности каждая из несоизмеримых величин – и диагональ и сторона квадрата – может быть измерена и количественно точно определена. Однако выразить их длины через отношения друг к другу посредством имевшихся тогда чисел не удавалось.

Этот парадокс удалось преодолеть путём введения в математику √ (квадратного корня). Он был введен благодаря следующим рассуждениям:

Если квадрат разрезать по диагонали, получается два прямоугольных равнобедренных треугольника, где линия бывшей диагонали будет гипотенузой, а стороны квадрата – катетами. Согласно знаменитой теореме Пифагора квадрат гипотенузы равен сумме квадратов катетов, точнее, площадь квадрата, построенного на гипотенузе, равна сумме площадей квадратов, построенных на катетах. Отсюда и величина отношения гипотенузы к катету (или диагонали к стороне квадрата), равная √2.

Очередная катастрофа произошла несколько веков спустя и особенно сильно проявлялась в математике в XVII-XVIII вв. В этот раз дело касалось истолкования бесконечно малых величин. Бесконечно малые – это переменные величины, стремящиеся к нулю, точнее, как было показано позже, стремящиеся к пределу, равному нулю. Кризис возник в силу расплывчатого понимания бесконечно малого. В одних случаях оно приравнивалось к нулю и при вычислениях отбрасывалось, в других же – принималось как значение, отличное от нуля, о чем говорит и само название. Причина столь противоречивого подхода к бесконечно малым объясняется тем, что их рассматривали в качестве постоянных величин, В силу этого бесконечное понималось как нечто завершенное, имеющееся налицо, данное всеми своими элементами.

Выход из кризиса был найден созданием теории пределов, окончательно построенной в начале XIX века известным французским математиком О. Коши. Это парадоксальное состояние (полагать бесконечно малые нулями и в то же время неравными нулю) О. Коши разрешает введением качественно новых, невообразимых ранее величин. Он берет их из области возможного, а не действительного. Бесконечно малые – это величины, которые существуют лишь как постоянно изменяющиеся, стремящиеся к пределу, но никогда его не достигающие. То есть они всегда остаются в возможности, в потенции, так что не реализуется ни одна из указанных альтернатив. Величины не застывают в каких-либо одних конкретных значениях. Они постоянно изменяются, приближаясь к нулю, но и не превращаясь в нуль.

Последний кризис имел место на рубеже XIX-XX веков и был столь мощным, что затронул не только саму математику, но и логику, поскольку эти науки тесно связаны, и язык, поскольку дело касалось способов точного выражения содержания наших мыслей.

К концу XIX века в качестве фундамента всего здания классической математики прочно утвердилась теория множеств, развитая выдающимся немецким ученым Г. Кантором. Понятие «множество» или «класс», «совокупность» – простейшее в математике. Оно не определяется, а поясняется примерами. Можно говорить о множестве всех книг, составляющих данную библиотеку, множестве всех точек данной прямой и т.д. Далее вводится понятие «принадлежать», то есть «быть элементом множества». Так, книги, точки являются элементами соответствующих множеств. Для определения множества необходимо указать свойство, которым обладают все его элементы.

С появлением теории множеств казалось, что математика обретает ясность и законченность. Однако и здесь нашлось место парадоксу. В 1902 году молодой английский логик Б. Рассел обратил внимание на противоречивость исходных позиций понятия множества.

Дело в том, что множество (класс) есть совокупность объектов, которые и составляют элементы данного множества. Поскольку само множество тоже объект, как и его элементы, то вставал вопрос, является ли множество элементом самого себя, то есть, принадлежит ли оно к числу элементов собственного класса? Выяснилось, что есть два вида классов. Одни содержат себя в качестве собственного элемента. Например, класс списков. Его элементами являются конкретные списки. Скажем, список книг какой-либо библиотеки, список студентов некоторой группы и т.д. Но и сам класс оказывается в числе своих элементов, потому что список списков есть также список. Аналогично и каталог каталогов есть каталог.

Однако подобных классов очень немного. Обычно же классы не содержат себя в качестве собственного элемента. Например, множество «человек». Его составляют конкретные люди: Петров, Сидоров, Аристотель. Любой человек, молодой или в возрасте, мужчина или женщина, студент или профессор – каждый из них является элементом множества «человек». Само же это множество элементом собственного класса стать не может, ибо нет человека вообще, человека как такового. Это не более чем абстракция, понятие, которое отвлечено от всех конкретных признаков и существует только в идеальном виде как мысленная конструкция.

Если попробовать образовать класс из всех вот таких классов, которые не включают себя в качестве своего элемента: «человек», «дерево», «планета» и т.п., то возникает вопрос: будет ли он, этот новый класс, входить элементом в свое же множество или не будет? Здесь и появился парадокс. Если мы включим его в свой класс, то его надо выключить, потому что сюда, по условию, входят только те множества, которые не являются собственными элементами. Но если выключим, тогда надо включить, поскольку он будет удовлетворять условию: он же в этом случае не является элементом своего множества [9].