A következő címkéjű bejegyzések mutatása: szám. Összes bejegyzés megjelenítése
A következő címkéjű bejegyzések mutatása: szám. Összes bejegyzés megjelenítése

2013. augusztus 6., kedd

Miért (ne) szeressük a platonizmust?

Még a földönkívüliekkel való kapcsolatfelvételre tett kísérletek is a matematikai platonizmus megnyilvánulásai, amikor számokat – számsorokat küldünk vagy remélünk fogni üzenetként, mondja John D. Barrow Pi in the Sky című könyvében. Kérdés viszont, hogy ez a hozzáállás mennyire szükségszerű.
Értsd: milyen hatása volt és van ennek a felfogásnak a tudományra? Alfred Norton Whitehead egyenesen azt írja, hogy az egész nyugati filozófia története lábjegyzet csupán Platónhoz.
Maga az a feltételezés, mely szerint a matematikai objektumok valamiképpen létezőnek tekinthetőek, abból a szempontból nem is meglepő, hogy a számfogalom kialakulása valamiféle három alma – három körte általánosításából jött létre annak felismerésével, hogy mindkét dologban (a három almában és a három körtében) van valami közös, és ez a „hármasság”.
Vagyis a szám – értelemszerűen – absztrakció, és ehhez jött hozzá az a Püthagorasz-féle elképzelés, hogy egyben mindennek a lényege is; illetve, hogy mivel ez a legfontosabb, ezért léteznie kell. Innentől kezdve pedig az sem tűnt különösebben merész feltételezésnek, hogy a valóság (például a matematika esetében) nem csupán valamiféle silányabb visszatükröződése az igazinak, hanem éppen fordítva. Ami olyan hatásos gondolat volt, hogy Szent Ágoston például bizonyos értelemben még Istennél is „nagyobbnak” tekintette a matematikát, amikor azt fejtegette, hogy a 6-os szám nem azért kitüntetett, mert Ő hat nap alatt teremtette a világot, hanem azért teremtette hat nap alatt, „mert ez a szám tökéletes, és akkor is tökéletes maradna, ha a hat napos teremtésre nem került volna sor”. Vagyis Augustinus nem azt a megoldást választotta, ahol Isten elhatározásának köszönhetően tökéletes szám a 6-os.
Közbevetőleg: ma amikor arról beszélünk, hogy a Világmindenség nem számítógép-e, akkor ugyanígy arra kérdezünk rá, hogy a valóságot a matematika alapozza-e meg (és ez biztos tetszett volna Püthagorasznak); és eközben az a kérdés is felmerül, hogy ha „teremtünk” egy komputációs világmindenséget, akkor menyire szólhatunk bele a felépítésébe. Azt nyilvánvalóan megtehetjük, hogy a fénysebességre más értéket adunk meg; de vajon azt is megtehetjük-e, hogy olyan teret alkotunk, ahol a síkot (ellentétben a miénkkel) szabályos ötszögekkel tökéletesen le lehet fedni? Amire a platonista matematikus minden bizonnyal azt válaszolná, hogy nem.
Márpedig még Gödel is az ún. episztemológiai platonizmus híve volt azt állítva, hogy ugyanúgy érzékelni tudjuk a matematika valóságát, mint a minket körülvevő fizikai világét…
Pedig a platóni ideák koncepciója legalább két szempontból: egy speciális és egy általános okból is védhetetlen. Ami az előbbit illeti, itt az a gond, hogy feltételezhetjük ugyan, hogy bármely kör, amelyet jól – rosszul megrajzolunk, csupán egy ideális kör tökéletlen utánzata – de vajon miért ne tételezhetnénk fel, hogy a tökéletlen körnek megvan a maga, tökéletlen kört formáló ideája, míg a tökéletes kör mögött egy másik idea található? Vagy éppen az 1 cm sugarú körnek nem lehetne-e ugyanúgy külön ideája, mint a 2 centiméter sugarúnak, ahelyett, hogy mindkettőt az általában vett kör ideájára vezetnénk vissza? Ha nem mondjuk meg, hogy mi alapján általánosítunk, akkor bármiről kijelenthetjük, hogy annak „külön ideája” van.
És hasonlóképpen: Poincaré említi, hogy a platonista Charles Hermite francia matematikus „azzal vádolta Cantort, hogy objektumokat kreál ahelyett, hogy egyszerűen felfedezné őket”. Hermite számára az volt a probléma, hogy ha a matematikai ideák léteznek (miként ő is hitte), akkor a matematikus nyilván nem ki-, hanem csak megtalálja őket.
Viszont ha jobban belegondolunk, akkor ez vád tarthatatlannak fog bizonyulni, hiszen hogyan is jelenthetné ki Hermite biztosan, hogy mindazok a dolgok (és végtelenek), melyekre Cantor rábukkant, nem léteznek az eukleidészi objektumokhoz hasonlóan az ideák világában?
Vagyis semmire nem megyünk a platonista koncepcióval. A kognitív tudománnyal foglalkozó Aaron Sloman egyenesen úgy fogalmaz, hogy a platonista matematikai objektumokról folytatott vita értelmetlen, ugyanis, „miként számos más filozófiai vita is, azon a hibás feltételezésen alapul, hogy hogy van egy pontosan definiált koncepciónk [ebben az esetben a ’matematikai objektumokról’], amely lehetővé teszi, hogy olyan kérdést fogalmazzunk meg, amelyre van definitív válasz”. Azaz a matematikai platonisták ez esetben egy általános filozófiai hibát követnek el.
Pedig elképzelhető lett volna más megoldás is. Plutarkhosz említi, hogy Eudoxosz és Arkhitasz, a „mechanika művészetének” megalkotói „elegáns bizonyítást adtak a mechanika segítségével [olyan] geometriai igazságokra… melyek túl komplikáltak lettek volna a szavak vagy diagramok számára” ahhoz, hogy bebizonyítsuk. Mivel azonban Platón nem fogadta el ezt a megközelítést, „a mechanika elkülönült a geometriától, és mivel a filozófusok elutasították… a hadi művészetek része lett”.
Viszont ha nem így történt volna, akkor kérdés, hogy az eszünkbe jutna-e, hogy a matematikát mindenki számára és mindenütt egyformán igaz egyetemes nyelvnek tekintsük. Tehát egyfelől talán nem éreznénk úgy, hogy a segítségével van esélyünk felvenni a kapcsolatot egy esetleges idegen civilizációval. Másfelől viszont kérdéses az is, hogy eljutottunk volna-e a jelenlegi, átmatematizált természettudományokhoz anélkül is, hogy a platonista felfogást követve feltételeznénk, hogy a matematika alkalmas a valóság leírására. Nekem az az érzésem, hogy nem, de ez persze csak egy érzés, tehát lehet, hogy tévedek.
Abban azonban biztos vagyok, hogy legalább eltűnődni mindenképpen érdemes azon, hogyaz a matematikai természettudomány, amely idáig jól használhatónak bizonyult, vajon a jelenlegi és jövőbeni természettudományos problémák megoldására is ugyanolyan alkalmas lesz-e. És erre válaszolhatjuk azt, hogy miért is lenne: ezek mások, mint amikkel ötven vagy ötszáz évvel ezelőtt küszködtünk, és amelyek esetében bevált. Samir Okasha a tudományfilozófiáról írva úgy fogalmaz, hogy „ellentétben azzal [a maggyőződéssel], hogy a tudósnak nagyszámú olyan alternatív megoldásból kell választania a megfigyelési adatai értelmezésekor, gyakran az okoz gondot, hogy legalább egy elméletet találjunk, amely adekvát módon illeszkedik az adatokhoz.” Azaz ismét csak oda jutunk, hogy ha nem fogadjuk el a platonizmust, akkor vajon miért lenne szükségszerű annak az elfogadása, hogy minden természettudományos kérdésre választ kaphatunk a révén?

2013. május 16., csütörtök

A számok formája

Egy John Langdon nevű grafikus az egész életművét az ún. ambigramokra építette: ezek olyan szövegek, melyek a megfelelő tipografizálásnak köszönhetően fejjel lefelé is olvashatóak.
Nos, egyes számok fejre állítva is ugyanazok maradnak. Ilyen a 0 és a 8 (meg némi jóindulattal az 1); a 6-os és 9-es pedig egymást adják ki. Ennek megfelelően 1691 például fejre állítható évszám. Ugyanilyen legközelebb a 6009-es és a 6119-es évek lesznek, tehát jócskán kell még várnunk rá – hacsak nem nekiállunk átalakítani a számokat. Elvileg ugyanis elképzelhető lenne egy olyan (amúgy nem különösebben izgalmas verzió), ahol
•    a számjegyek úgy vannak megalkotva, hogy felülnézetből is ugyanolyannak látsszanak; illetve
•    konstruálhatnánk olyanokat is, ahol az egyik szám a másiknak látszana megfelelő irányból nézve.
A nálunk szokásos vízszintes írásmódnál persze a fent – lent ellentétpárban gondolkodunk, de ha függőleges sorokat írnánk, akkor a jobb – bal tűnne izgalmasnak. Sőt, akár az olyan számjegyek gondolatával is eljátszhatnánk, ahol 90 fokos elforgatva kapjuk meg az egyikből a másikat. Ami leginkább annyiban érdekes, hogy ráirányítja a figyelmet arra, hogy bizonyos esetekben leginkább a hagyomány játszik szerepet – miként a számjegyek alakjánál is, ahol pl. a tízes számrendszerben az alak és a jelentés között a 0 és 9 közötti számoknál legfeljebb az egy esetében van némi. De elvileg nem lenne akadálya olyan számjegyek használatának sem, ahol a forma mutatná, hogy páros vagy páratlan-e (mondjuk az előbbi a 8-ashoz hasonlóan görbékből, az utóbbi egyenes szakaszokból épülne fel).
Amire azt lehet válaszolni, hogy teljesen felesleges ilyen információkat magába a szám alakjába beleépíteni, ám ott van a helyi értéken alapuló számrendszer, ahol a számok egymáshoz viszonyított pozíciója határozza meg az értéket, és ahol a konvenció szerint a helyi érték balról jobbra haladva nő.
Úgyhogy a formai megoldásokat vizsgálva akár át is térhetünk a számrendszerekre, hiszen itt is szinte korlátlanok a lehetőségeink. Egy Robert Forslund nevű szerző például azt vetette fel, hogy míg egyfelől nem éppen logikus, hogy a tízes számrendszerben a váltás a 9, nem pedig a 10 után következik, másfelől a 0 mint helyi érték (az ókori görög megoldáshoz hasonlóan) elhagyható, ha a számokat 1-től 9-ig használjuk, a 10-et pedig mondjuk az „A”-val helyettesítjük. Ekkor a 100-at pl. úgy írnánk, hogy 9A (értsd: 9*A+A); az 1000 pedig 99A lenne. Az ilyesmit szokás bijektív 10-es alapú rendszernek vagy zéró nélküli tízes rendszernek nevezni (de azért érdemes benne a nulla jelölésére külön jelet használni).
Hogy egy másik lehetőséget említsek: a negatív számon alapuló számrendszert 1885-ben Vitorio Grünwald találta ki, és a negadecimálisnál a 12,243 egyenlő azzal, hogy 10,000 + (-2,000) + 200 + (-40) + 3, vagyis 8,163 a hagyományos decimális rendszerben.
Azaz, mondhatni, itt maga a szám tárolja azt az információt, hogy pozitív-e vagy negatív.
Továbbá bevezethetnénk külön „helyi értéket” arra, hogy prímszám-e (pl. úgy, hogy 13P, 14N), és ennek talán még lenne is némi értelme, hiszen ezt máskülönben ránézésre sokszor nehéz eldönteni.
De próbálkozhatunk a hagyományos számjegyírási konvenciókat megváltoztatva azzal is, hogy két számjegyenként egymás alá, ellenkező irányba, busztrofedon-rendszerben írjuk őket (ahol előbb balról jobbra haladunk, a következő sorban jobbról balra, majd megint balról jobbra stb.).
Ekkor az első négyjegyű prímszám (1009) úgy nézne ki, hogy
10
90
és az emirpek analógiájára (amelyeknél az egyik prím a decimális rendszerben a másik tükörképe: 13 --- 31) eljátszhatnánk azzal, hogy olyan prímeket keressünk, amelyek egymásnak nem egy függőleges, hanem egy vízszintes tengely körüli tükröződései. Pl. az 1301-es prím busztrofedonnal:
13
10
az 1031-es prím pedig:
10
13.
Persze ebben a formában már az összeadás is másmilyen lenne, de az ötlet azért megért annyit, hogy leírjam, és különben is: a számítógépe feltehetően elboldogulnának vele?. Ráadásul miért is állnánk meg itt, és miért is ne képzelnénk el a többjegyű számokat térbeli alakzatokként? A nyolcjegyűekből például „kockaszámokat” csinálhatnánk, és azt vizsgálhatnánk, hogy attól függően, hogy miként „hajtogatjuk be” őket a 2x2 oldalú négyzetbe, milyen szabályosságok (szimmetriák) jelennek meg a 8 jegyű prímeknél… és még folytathatnám.