psilogic: (Default)
psilogic ([personal profile] psilogic) wrote2010-12-13 04:34 pm

О природе математических идей и формул



Мой камрад [livejournal.com profile] falcao очень любит пофилософствовать на тему "бытия" математических формул. Боюсь переврать его позицию, но пусть поправит, если перевру. Он считает формулы, а точнее идеи, которые эти формулы выражают, существующими объективно и независимо от людей в некотором гипотетическом мире идей - как-то так. Где-то у него была даже запись на эту тему, но яндексом не нашел, а недавно в комментах тема опять всплыла.

Понятно, что для Крокодила эта точка зрения - как красная тря... тьфу, это для быков... как толстая болонка, пришедшая на водопой.

Так давайте же покушаем вопрос: какова природа математики и математических идей?

Кому лень читать много буков, можно под катом сразу перейти к пункту "Итоговый FAQ", а если в нем что-то неясно, то уже тогда искать обоснование в середине текста (порядок вопросов в FAQ примерно совпадает с порядком обоснований в остальном тексте).


Вдарим вульгарным материализмом по тигриному гуманизму!

Я применю обычный свой метод охоты на философские идеи - то, что философы, писая кипятком, обзывают вульгарным материализмом, радикальным редукционизмом, сциентизмом и прочими страшными словами. На самом деле я даже от материализма отказываюсь, ну да философам это объяснять необязательно, пусть мыслят в привычных рамках -измов.

Любая мысль по природе - это некий процесс в мозгу, включающий в себя, по всей видимости, серии электрохимических разрядов, пробегающих от нейрона к нейрону, плюс изменения состояния самих нейронов.

Есть и другая формулировка - что мысль представляет собой сложный рефлекс. Это примерно то же самое - потому, что срабатывание сложного рефлекса в этом случае представляет собой ту самую серию электрохимических разрядов в мозгу.

Замечу, что обе формулировки объясняют, из чего сделана мысль, но не определяют, что называется мыслью (предполагаю, что это и так понятно). Что-то вроде "стол сделан из дерева", так вот, мысль сделана из электрохимических разрядов.

Теория эта не нова, ее выдвигал еще Сеченов, и до сих пор все научные данные вписываются только в такую теорию. Многим попам данная теория - как нож по горлу, многим философам - как скипидарная клизма, а для людей с Тонкой Душевной Организацией - недопустимое унижение их возвышенных представлений о себе любимых и о людях вообще ("гуманизм", как любит обзываться тот же falcao).

Существуют разные сугубо философские рассуждения на эту тему, цель которых - отгородить кое-какое пространство, где можно заниматься пустой болтовней. Философ признает, что мозг - это "субстрат" для мыслей, но вот сами мысли - это нечто... ууу... эээ... далее следуют чисто философские термины, которые по смыслу не значат ничего, как междометья ууу... и эээ... Так что эту ерунду я спокойно пропускаю.

Как получается математика

Теперь переходим к математике. Математические идеи и вообще любые идеи - это тоже мысли. Они могут быть "заархивированы" или "закодированы" в виде формул на бумаге, сохранены в памяти компа или в памяти человека, чтобы потом их можно было извлечь и повторно поюзать. Соответственно "бытие" математических идей таково: это в первую очередь мозговая активность, а во вторую - информация, записанная во внутренней и внешней памяти (включая бумагу).

Мы привыкли к тому, что в мыслях много "вкусовщины", пристрастности: то, что Васе кажется красивым, Маше кажется некрасивым - в таком роде. Но нельзя сказать, что таково свойство всего мышления. Есть идеи, мысли, утверждения, в которых пристрастности меньше или больше.

Я буду говорить о "стабильных" утверждения, обозначая такие случаи, когда многие люди приходят к одному и тому же выводу, независимо от настроения, эстетических пристрастий, симпатий и антипатий по отношению к говорящему, независимо от политических и религиозных убеждений.

Пример стабильного утверждения: если русскому человеку предложить разборчивый русский текст и попросить сказать, что тут написано - результат будет один и тот же. Если разных школьников учить таблице умножения, то большинство будет стабильно выдавать одинаковые ответы на одинаковые задачки. То же самое - если учить решать задачки по физике.

Обратите внимание: для достижения стабильности нужно предварительное обучение. Но это обучение может потерпеть неудачу - у некоторых учеников стабильности добиться не получается, в том числе и на уроках математики. Их просто объявляют детьми, не имеющими математических способностей. Таким - прямая дорога в философы. ;)

В качестве эталона стабильности берутся учителя (а те равняются на самых выдающихся математиков-профессионалов). Результаты учеников должны совпадать с тем, что выдают учителя.

Тут я предлагаю поменять местами причину и следствие. Стабильность возникает не потому, что математика обладает какими-то мистическими свойствами, а потому, что среди всех мыслей, идей, утверждений специально выбираются те, которые дают стабильные результаты, и среди людей выбирают тех, кто при работе с этими идеями дает стабильные результаты.

Ценность математики

Многие, наверное, в курсе, что в науке используется схема "модель - эксперимент". С одной стороны - некие формулы, рассуждения, числа - это модель, а с другой - результаты опытов в лабораториях или "на природе" и числа, которые получаются при измерениях приборами - это эксперимент. Модель должна совпадать с экспериментом в пределах погрешности:

модель (в голове) == /погрешность/ == эксперимент (в голове или вне головы)

Объект эксперимента чаще находится вне головы, но иногда и внутри нее - в случае, если мы занимаемся нейрофизиологией или психологией.

Математика здесь слева - в моделях. Математики занимаются тем, что делают "заготовки" для моделей, которые потом используются в науке, в инженерном деле, в торговле. Эти заготовки ценны тем, что они стабильны. Стабильность, например, гарантирует, что самолет, рассчитанный при помощи математических формул, будет летать каждый день, а не только в те дни, когда философ Брехель соглашается с концепциями философа Устобрёхова.

Так получается, что математические идеи часто оказываются полезными для моделей. В этом тоже нет загадки. Дело в том, что в современной математике более ценными считаются модели, которые дают неожиданные и разнообразные следствия (остальное называется "тривиальным"). А чем больше следствий, тем больше шансов, что они окажутся похожими на какое-то природное явление.

Итоговый FAQ

1. Вопрос: Какова природа мысли? Ответ: мысль состоит из электрохимических процессов в мозгу.

2. Вопрос: Какова природа математической идеи? Ответ: первично - это мысль, вторично - запись мысли в памяти или на бумаге.

3. Вопрос: Почему математические идеи дают одинаковые (стабильные) результаты? Ответ: потому, что другие идеи не называют математическими, а людей, которые не способны давать одинаковые результаты в математике, не называют математиками.

4. Вопрос: Почему математика так полезна? Ответ: потому, что ее результаты стабильны, предсказуемы, а стабильность и предсказуемость очень часто требуется на практике.

5. Вопрос: Почему абстрактные математические модели так часто оказываются полезными на практике? Ответ: потому, что матеатики предпочитают модели, которые дают разнообразные следствия, а чем больше следствий, тем больше шансов, что они окажутся похожими на что-то, что есть в природе.

[identity profile] http://users.livejournal.com/_stilgar/ 2010-12-13 02:38 pm (UTC)(link)
А почему стабильные - стабильны. Откуда берется эта стабильность?

[identity profile] nekroz.livejournal.com 2010-12-13 02:39 pm (UTC)(link)
вот это - уже ответ
неважно, правильный или нет, мне об этом спорить (и думать сейчас) совершенно недосуг, но ответ
в отличие от того, что в посте

[identity profile] bsivko.livejournal.com 2010-12-13 02:40 pm (UTC)(link)
>Добавьте сюда стабильное совпадение модели с экспериментом - и получите стабильность результатов самого эксперимента, а не только модели.

И получаем зависимость числа пиратов от глобального потепления.

[identity profile] shmel39.livejournal.com 2010-12-13 02:44 pm (UTC)(link)
"Математические идеи и вообще любые идеи - это тоже мысли."

Ложное оттождествление. Бывают мысли, которые выражают идеи. Точно также идея может быть выражены иным образом. В первую очередь материальным носителем: бумаге, компьютере, что хотите. Если вы считате, что $E=mc^2$ кодирует электрохимимческие импульсы в моей голове, то вы ошибаетесь. Хотя бы потому что вряд ли в вашей при "разархивации" это породит точно такие же импульсы, однако о чем речь вы поймете. Мысль - одно из возможных представлений идеи.

Если мы принимаем это определение:
"Любая мысль по природе - это некий процесс в мозгу, включающий в себя, по всей видимости, серии электрохимических разрядов, пробегающих от нейрона к нейрону, плюс изменения состояния самих нейронов."
то мысль имеет совершенно конкретную зависимость от носителя - мозга. А идея - нет.

Точно также я могу назвать числом любую последовательность арабских цифр. А потом сказать, что до арабов (до индусов, не суть важно) чисел не было.

[identity profile] denis-poltavets.livejournal.com 2010-12-13 02:46 pm (UTC)(link)
Нар усск омязы кесуть мат емат и кинепер едать. мож нотоль конаоб орот. ноуказ ать встор онусу тимож но впол неина русском.

[identity profile] trueblacker.livejournal.com 2010-12-13 02:50 pm (UTC)(link)
я что-то не понял, физика == математика?

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:51 pm (UTC)(link)
такое впечатление, что вы ленитесь сформулировать внятно свою мыслЮ
в таком случае я поленюсь ее понять ;)

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:55 pm (UTC)(link)
[ Ну, во-первых он говорил про идеи, а в факе - про мысли. ]

Это очень близко, т.к. идея обычно представляет собой множество мыслей, связанных общей темой.

[ хотя некоторые, например, считают, что квантовый ]

Смотря в каком смысле квантовый. Химия, в общем, сводится к квантовой физике.

[ Существует ли теорема Пифагора (будет ли существовать, если не будет мыслей про нее)? Фалькао говорит - да. ]

Существует в какой форме - в форме записи на бумажке?

[identity profile] alexey-rom.livejournal.com 2010-12-13 02:56 pm (UTC)(link)
> Нет. Просто есть стабильные утверждения и среди них - математические.

В параграфе "Как получается математика" говорится только о существовании стабильных утверждений. Как из них выделить математические?

> Добавьте сюда стабильное совпадение модели с экспериментом

А почему модель и эксперимент стабильно совпадают?

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:58 pm (UTC)(link)
[ Природа только такая будет тогда, когда будет полностью смоделирован моск на чисто ЭХПроцессах. ]

Зачем ставить такие супер-условия? Можно сказать, что дом сделан целиком из кирпича, даже если мы ен можем смоделировать каждый кирпич вплоть до атома.

[ Сейчас даже когда ЭЭГ мозга делают, то не знают, что является источником ЭЭ. ]

Ну почему же - известно несколько больше - например, как происходит разряд в нейроне.

[ На данный момент обнаружены только ЭХ-мысли. И мыслепроизводство пока что не освоено. ]

На биологической основе - освоено ;)

[identity profile] nekroz.livejournal.com 2010-12-13 02:58 pm (UTC)(link)
да не
просто вы зачем то все время ищете спорщиков с вами, в формате "вот я написал Б, а вы написали А и вместе им не сойтись"
и на каждую мою попытку дополнить ваше высказывание А комментарием "а вот есть еще и А', связанное с А и/или вытекающее из него" пытаетесь сразу встать в позу спорщика, либо игнорировать дополнения, если они не противоречат сказанному
поверьте, когда мне будет интересно поспорить, вы этот момент точно не упустите, пока же мне просто интересно поговорить на соседствующие темы

[identity profile] wingover.livejournal.com 2010-12-13 02:59 pm (UTC)(link)
О, уже пошел разговор. Нет, не в форме записи на бумажке.
Если у нас нет мозгов, нет бумажек - будет ли существовать теорема Пифагора?

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:59 pm (UTC)(link)
[ вот это - уже ответ ]

Который является кратким пересказом того, что в посте: "Стабильность возникает не потому, что математика обладает какими-то мистическими свойствами, а потому, что среди всех мыслей, идей, утверждений специально выбираются те, которые дают стабильные результаты, и среди людей выбирают тех, кто при работе с этими идеями дает стабильные результаты"

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 03:01 pm (UTC)(link)
Существовать где?

Видите ли, слово "существовать" без уточнения "где", "как", "среди чего", "на каком множестве" редко имеет смысл, разве что это по контексту понятно. Здесь по контексту - непонятно.

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 03:01 pm (UTC)(link)
ну это уже йумор :)

[identity profile] the-kot.livejournal.com 2010-12-13 03:03 pm (UTC)(link)
Одна беда: а что если математика к идеям и мыслям не имеет отношения?

[identity profile] bsivko.livejournal.com 2010-12-13 03:04 pm (UTC)(link)
Это суровая правда, когда модель расходится с действительностью и перестает работать. От элементарного отсутствия понимания причинно-следственных связей.

[identity profile] nekroz.livejournal.com 2010-12-13 03:05 pm (UTC)(link)
ну я имел ввиду фразу про "Почему математические идеи дают одинаковые (стабильные) результаты? Ответ: потому, что другие идеи не называют математическими, а людей, которые не способны давать одинаковые результаты в математике, не называют математиками."
вот она особым содержанием не обладает, а потому вызывает закономерные нападки
с остальным я более или менее согласен, разве что нападки на философию уже давно набили оскомину и выглядят довольно толстым троллингом, ну или каким-то рефлексом, характерной особенностью автора, навроде использования мата в качестве знаков препинания

[identity profile] nekroz.livejournal.com 2010-12-13 03:05 pm (UTC)(link)
Существует в какой форме - в форме записи на бумажке?

я думаю, что ваш собеседник имеет ввиду "существует в виде имманентно присущего мирозданию закона"
ну вот собственно, это и есть Пифагор в почти оригинальном виде, я же не просто так на него ссылался, а потому, что подобные рассуждения, про имманентную присущесть, они как бы давно уже пройденный этап, что, тем не менее, не помешает огромному количеству людей сейчас сюда с ними придти

[identity profile] bsivko.livejournal.com 2010-12-13 03:16 pm (UTC)(link)
>Зачем ставить такие супер-условия? Можно сказать, что дом сделан целиком из кирпича, даже если мы ен можем смоделировать каждый кирпич вплоть до атома.

Мы не можем так сказать до тех пор, пока не построим дом из кирпичей. И только из кирпичей. Без кровли, бетона, шаклевки, дерева и пр..

>Ну почему же - известно несколько больше - например, как происходит разряд в нейроне.

Да и не только это. О молекулярной основе памяти мозга много чего накопано, обследовано и обэкспериментировано.

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 03:23 pm (UTC)(link)
На этот вопрос ответить проще всего - достаточно посмотреть, как работает педагогика.

Изначально имеется сходство физиологии мозга, органов чувств у разных людей - и вообще сходство биологических тел.

Далее люди существуют в похожей среде - т.е. в одной вселенной, а не в разных, так что объекты, о которых им приходится мыслить, схожи или одинаковы.

Далее, для передачи мыслей друг другу люди используют общие символические системы - язык, письменность, числа, измерения, формулы.

Далее, для обучения используется сходная программа и методы, которые призваны "уравнять" реакции учеников на одинаковые стимулы.

Наконец, по окончании обучения и на промежуточных этапах выполняется контроль того, насколько реакции "уравнены", и безнадежные индивиды из обучения просто исключаются или их мнение игнорируется.

Результат всего этого - равная реакция разных индивидов на равные стимулы.

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 03:27 pm (UTC)(link)
[ ну я имел ввиду фразу про "Почему математические идеи дают одинаковые (стабильные) результаты? Ответ: потому, что другие идеи не называют математическими, а людей, которые не способны давать одинаковые результаты в математике, не называют математиками."
вот она особым содержанием не обладает ]

И чем она принципиально отличается от фразы, которая вам понравилась больше? Напомню: "Есть стабильные, есть нестабильные, среди них отбираются те, что стабильные".

[ разве что нападки на философию уже давно набили оскомину ]

Карфаген должен быть разрушен :)

[identity profile] http://users.livejournal.com/_stilgar/ 2010-12-13 03:31 pm (UTC)(link)
Еще раз. Вы описываете процесс отбора из всех идей тех, которые дают стабильный результат.

А откуда они берутся? Почему один дают результат, а другие - нет?

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 03:32 pm (UTC)(link)
[ Бывают мысли, которые выражают идеи. ]

Проще сказать, что идея - это примерно то же самое, что и мысль, просто идея - чуть более "крупная" или значимая единица, например, несколько мыслей на одну тему или самая важная мысль из нескольких или мысль. Ну это уже вопрос терминологии.

То, что на бумаге - это закодированная мысль. Без устройства кодирования/декодирования письменности (без мозга) бумажка бесполезно, а мозг может мыслить и без бумажки.

[ Точно также я могу назвать числом любую последовательность арабских цифр. А потом сказать, что до арабов (до индусов, не суть важно) чисел не было. ]

И я с этим соглашусь - не было.

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 03:33 pm (UTC)(link)
Чтение текста, математика и физика - это были три примера областей, где возникают "стабильные" идеи, мысли, утверждения. Математика специализируется на некотором подмножестве "стабильных" утверждений.

Page 2 of 16