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] fleytist.livejournal.com 2010-12-13 01:41 pm (UTC)(link)
Вы забавны.

[identity profile] nekroz.livejournal.com 2010-12-13 01:45 pm (UTC)(link)
между тем, в свое время сам факт, сама возможность существования математики, настолько свела с ума обитателей того самого времени, что и породила, по сути, философию
правда, не ту, которую вы называете философией, а ту, сталкиваясь с которой вы стараетесь философией не называть
ключевые слова для ликвидации безграмотности - пифагор, пифагорейцы, метафизика платона, ну и пусть физика платона тоже будет
Edited 2010-12-13 13:46 (UTC)

[identity profile] fleytist.livejournal.com 2010-12-13 01:46 pm (UTC)(link)
что?

[identity profile] http://users.livejournal.com/sharper_/ 2010-12-13 01:47 pm (UTC)(link)
(удовлетворённо) угу! А теперь прикинь способы. Геометрические и символьные. С учётом записи.

[identity profile] bsivko.livejournal.com 2010-12-13 01:56 pm (UTC)(link)
>Какова природа мысли? Ответ: мысль состоит из электрохимических процессов в мозгу.

ЭХПроцессы - это носитель. Мысль, как и идея, сама по себе инвариантна относительно материального носителя.

>Почему математические идеи дают одинаковые (стабильные) результаты?

Вероятностные алгоритмы тоже мысли и идеи, но они дают разные результаты.

[identity profile] http://users.livejournal.com/_stilgar/ 2010-12-13 01:59 pm (UTC)(link)
Не раскрыта природа стабильности результатов.

[identity profile] vklin.livejournal.com 2010-12-13 02:09 pm (UTC)(link)
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.

Дальше не читал:-)

[identity profile] nekroz.livejournal.com 2010-12-13 02:12 pm (UTC)(link)
о! вот это вы сейчас в точку
вообще третий пункт не говорит ни о чем
"почему? потому!", вот к чему он сводится

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:12 pm (UTC)(link)
[ Мысль, как и идея, сама по себе инвариантна относительно материального носителя. ]

А кроме мозгов других носителей для мысли пока нет. Хотя, в принципе, возможны.

[ Вероятностные алгоритмы тоже мысли и идеи, но они дают разные результаты. ]

Выход датчика случайных чисел - это не математическая идея.

[identity profile] wingover.livejournal.com 2010-12-13 02:13 pm (UTC)(link)
В ФАКе вообще ничего не отвечает на вопрос, поставленный falcao.
А так-то, конечно, веревка ≡ вервие простое.

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:13 pm (UTC)(link)
Есть стабильные, есть нестабильные, среди них отбираются те, что стабильные.

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:14 pm (UTC)(link)
И правильно. В свое время православный поцреарх требовал запретить книгу Сеченова, т.к. православным такое читать вредно. :)

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:15 pm (UTC)(link)
На который из вопросов? Сформулируйте.

[identity profile] alexey-rom.livejournal.com 2010-12-13 02:15 pm (UTC)(link)
> Пример стабильного утверждения: если русскому человеку предложить разборчивый русский текст и попросить сказать, что тут написано - результат будет один и тот же.

> 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

То есть результат прочтения любого связного текста на понятном языке -- математическое утверждение. Интересная точка зрения, но заслуживающая отдельного обоснования :)

> Стабильность, например, гарантирует, что самолет, рассчитанный при помощи математических формул, будет летать каждый день

Стабильность гарантирует только то, что модель будет каждый день говорить, что он полетит. Модель аристотелевой механики точно так же стабильна.

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:17 pm (UTC)(link)
Если вы уже ликвидировали свою безграмотность путем медитации на "ключевые слова", тогда вперед и с песней - разгромите мои выкладки, пользуясь почерпнутой мудростью. А болтать всяк горазд.

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:18 pm (UTC)(link)
Кто о чем, а лысый бегемот... =)

[identity profile] racoonbear.livejournal.com 2010-12-13 02:19 pm (UTC)(link)
Вообще, был такой автор, МОрис Клайн и были у него пара книжиц на эту тему: "Математика: Поиск истины" и "Математика: утрата определенности".

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:20 pm (UTC)(link)
[ То есть результат прочтения любого связного текста на понятном языке -- математическое утверждение. ]

Нет. Просто есть стабильные утверждения и среди них - математические.

[ Стабильность гарантирует только то, что модель будет каждый день говорить, что он полетит ]

Добавьте сюда стабильное совпадение модели с экспериментом - и получите стабильность результатов самого эксперимента, а не только модели.

[identity profile] bsivko.livejournal.com 2010-12-13 02:21 pm (UTC)(link)
>А кроме мозгов других носителей для мысли пока нет. Хотя, в принципе, возможны.

Мозги они конечно по сегодняшним представлениям все ЭХ-ские. Но мало ли чего ещё обнаружится.. Т.е. не факт, что все ЭХ.

>Выход датчика случайных чисел - это не математическая идея.

Перебор - это основная идея генерации новых идей (;

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:21 pm (UTC)(link)
Ну, ясное дело, Тигр и Крокодил не первые, кто завел разговор на эту тему :)

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2010-12-13 02:26 pm (UTC)(link)
[ Мозги они конечно по сегодняшним представлениям все ЭХ-ские. Но мало ли чего ещё обнаружится.. Т.е. не факт, что все ЭХ. ]

Ну когда обнаружатся, тогда и... А пока природа только такая. Тут надо не путать определение понятия ("стол - это предмет, который используется для удобного раскладывания других предметов на плоскости в гравитационном поле") и определение материала ("столы делают из дерева, металла и прочих твердых материалов"). На данный момент мысли делают из ЭХ процессов в мозгах.

[ Перебор - это основная идея генерации новых идей (; ]

Не спорю :)

[identity profile] nekroz.livejournal.com 2010-12-13 02:35 pm (UTC)(link)
ээ, ну вот опять
вы зачем то снова видите попытку спора там, где ее нет
и не видите там, где есть
есть она ниже, где человек, а я с ним согласен, по сути говорит о том, что третий пункт у вас лишен содержательности
а тут никакого спора нет, просто добавление к вышесказанному
о том, что именно удивленность фактом того, что математика - работает, и породила философию, потому как первые философские измышления были ничем иным, как попыткой дать обьяснение третьему пункту вашего "фака" - как математика умудряется быть работоспособной, будучи при этом плодом такого довольно ущербного инструмента, как человеческий мозг

[identity profile] wingover.livejournal.com 2010-12-13 02:37 pm (UTC)(link)
Ну, во-первых он говорил про идеи, а в факе - про мысли.

Мысль, конечно, электрохимический процесс, ура-ура (хотя некоторые, например, считают, что квантовый).

Но предметом мысли могут быть разные вещи. Вот у человека три мысли:
а) о Солнце
б) о Дед-Морозе
в) о теореме Пифагора
Солнце объективно существует (даже если никто не будет о нем думать). Дед Мороз объективно не существует. Существует ли теорема Пифагора (будет ли существовать, если не будет мыслей про нее)? Фалькао говорит - да.

[identity profile] bsivko.livejournal.com 2010-12-13 02:37 pm (UTC)(link)
>Ну когда обнаружатся, тогда и... А пока природа только такая.

Природа только такая будет тогда, когда будет полностью смоделирован моск на чисто ЭХПроцессах.

А сейчас ничего такого нет. Экспериментов и их результатов маловато будет. Поэтому "все что знаем о мыслях в мозге - построено на ЭХ".

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

>На данный момент мысли делают из ЭХ процессов в мозгах.

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

Page 1 of 16