Matematiikan filosofia
on
filosofian
osa-alue, joka tutkii
matematiikan
filosofisia perusteita, oletuksia ja seurauksia.
Matematiikan filosofian teemoja ovat muun muassa:
Termit
matematiikan filosofia
ja
matemaattinen filosofia
voidaan nahda joko samoina tai erillisina. Viimeksi mainittu voidaan kasittaa kolmella tavalla. Ensinnakin se voidaan ymmartaa pyrkimyksena maaritella jokin filosofinen aihealue, kuten
estetiikka
,
etiikka
,
logiikka
,
metafysiikka
tai
teologia
tasmallisemmassa ja tiukemmin maaritellyssa muodossa. Tallainen oli tyypillista
skolastisille
filosofeille seka
Gottfried Leibnizin
ja
Baruch Spinozan
jarjestelmille. Toiseksi se voidaan kasittaa jonkin matemaatikon tai matemaatikkoyhteison tyofilosofiana. Kolmanneksi sen voidaan katsoa viittaavan matemaattisen filosofian lahestymistapaan, jota
Bertrand Russell
sovelsi teoksessaan
Introduction to Mathematical Philosophy
("Johdanto matemaattiseen filosofiaan").
Matematiikan filosofia on osittain paallekkaista metafysiikan kanssa sikali, etta jotkut siihen kuuluvat nakemykset ovat
realistisia
matemaattisten olioiden suhteen, ja katsovat naiden olioiden olevan olemassa joko transsendentaalisesti, fysikaalisesti tai mentaalisesti.
Platonisen realismin
mukaan matemaattiset oliot ovat olemassa transsendentaalisessa ei-fysikaalisten olioiden todellisuudessa.
Matemaattisen empirismin
mukaan matemaattiset oliot ovat tavallisia fysikaalisia olioita. Tama tarkoittaa, etta esimerkiksi
kolmiot
ovat olemassa fysikaalisesti.
Intuitionismin
mukaan kaikki matemaattiset totuudet ovat kokemuksellisia ja matematiikka on ihmisten suorittamaa
konstruktiivista
mentaalista toimintaa. Muut matematiikanfilosofiset nakokannat, kuten
formalismi
ja
fiktionalismi
, eivat myonna matemaattisten olioiden olemassaoloa ja ovat nain
antirealistisia
.
Lansimaisen matematiikan filosofian juuret ovat
Platonissa
, joka tutki matemaattisten olioiden
ontologista
asemaa, ja
Aristoteleessa
, joka tutki
logiikkaa
ja
aarettomyyteen
liittyvia ongelmia. Antiikin kreikkalainen matematiikan filosofia sai paljon vaikutteita
geometriasta
. Esimerkiksi tiettyna aikana kreikkalaiset olivat sita mielta, ettei 1 (yksi) ole luku, vaan ennemminkin pituuden yksikko. Varhaiset kreikkalaiset ajatukset luvuista kuitenkin joutuivat vaistymaan, kun
irrationaaliluvut
keksittiin luvun 2
neliojuuren
loytamisen myota. Tama johti koko kreikkalaisen matemaattisen ajattelun uudistamiseen.
Monet kreikkalaisen matematiikan ajatukset sailyivat 1600-luvulle saakka. Tuolloin huomio alkoi kiinnittya yha enemman matematiikan ja logiikan valiseen suhteeseen. Tama nakokulma oli keskiossa ennen kaikkea
Gottlob Fregen
ja
Bertrand Russellin
matematiikan filosofiassa, mutta se joutui myohemmin kyseenalaistetuksi matematiikan kehityksen myota. 1900-luvun matematiikan filosofiaa hallitsivat kiinnostus
formaaliin logiikkaan
,
joukko-oppiin
ja
matematiikan perustaan
. Vuosisadan aikana matematiikan ontologiaa ja
tietoteoriaa
koskevat nakemykset jakaantuivat eri koulukuntiin. Tama on johtunut erilaisista reaktioista joihinkin uusiin yllattaviin ja intuition vastaisiin loytoihin formaalin logiikan ja joukko-opin alueilla. Tama on johtanut epailyksiin, jonka mukaan matematiikka sellaisena kuin se on tunnettu, ja
matemaattinen analyysi
erityisesti, eivat ole niin varmalla ja tasmallisella pohjalla kuin on luultu. Jotkin suuntaukset ovat pyrkineet ratkaisemaan uudet ongelmat, jotkin puolestaan ovat katsoneet, ettei matematiikka ole oikeutettu asemaansa kaikkein luotettavimman tiedon lahteena.
Matemaattinen realismi, kuten
ontologinen realismi
yleensa, katsoo, etta matemaattiset
entiteetit
ovat olemassa ihmismielesta riippumatta. Nain ihmiset eivat tee matematiikassa keksintoja, vaan ennemminkin loytoja, ja jos kaikkeudessa olisi muita alykkaita olentoja, ne tekisivat samoja matemaattisia loytoja. Seurauksena on olemassa vain yhdenlaista mahdollista matematiikkaa. Esimerkiksi
kolmiot
ovat todellisia entiteetteja, eivat ihmismielen luomuksia.
Monet tunnetut matemaatikot, kuten
Kurt Godel
ja
Paul Erd?s
, ovat kannattaneet matemaattista realismia ja nahneet itsensa luonnollisina esiintyvien matemaattisten entiteettien loytajina. Godel katsoi, etta on olemassa objektiivinen matemaattinen todellisuus, joka voidaan havaita tavalla joka vastaa aistihavaintoja. Matemaattisen realismin sisalla on kuitenkin erilaisia nakemyksia siita, millainen olemassaolo matemaattisilla entiteeteilla on ja kuinka niista tiedetaan.
Platoninen realismi on realismin muoto, jonka mukaan matemaattiset entiteetit ovat
abstrakteja
, eli niilla ei ole
aika-avaruudellisia
tai
kausaalisia
ominaisuuksia. Taman nakemyksen sanotaan usein olevan ihmisten arkijarjen mukainen nakemys esimerkiksi
luvuista
. Nakemysta kutsutaan platoniseksi siksi, koska se vastaa
Platonin
ideaopissaan
esittamaa nakemysta tosiolevaisten ideoiden maailmasta. Platon sai ajatuksiinsa vaikutteita
pythagoralaisilta
, joiden mukaan koko todellisuus koostui kirjaimellisesti luvuista.
Platonismin ongelmana on se, missa ja milla tavalla matemaattiset oliot tarkkaan ottaen ovat olemassa, ja kuinka saamme tietoa niista? Onko jossain olemassa fysikaalisesta maailmastamme taysin erillinen maailma, jossa matemaattiset entiteetit sijaitsevat? Kuinka meilla on paasy tahan maailmaan, ja teemme loytoja naita entiteetteja koskevista totuuksista?
Logisismi on nakemys, jonka mukaan matematiikka on
palautettavissa
logiikkaan, ja siksi vain logiikan osa-alue.
[1]
Logisistien mukaan matematiikka on tunnettavissa
a priori
ja
analyyttisesti
. Nain logiikka on matematiikan oikea perusta, ja kaikki matemaattiset totuudet ovat valttamatta loogisia totuuksia.
Logisismin perustaja oli
Gottlob Frege
.
Rudolf Carnap
esitti logisistisen teesin kahdessa osassa:
[1]
- Matemaattiset
kasitteet
voidaan johtaa logiikan kasitteista eksplisiittisten maaritelmien kautta.
- Matemaattiset
lauseet
voidaan johtaa logiikan
aksioomista
puhtaalla loogisella
deduktiolla
.
Matemaattisen empirismin mukaan matematiikkaa ei voida tuntea
a priori
lainkaan. Sen mukaan loydamme matemaattisia tosiasioita
empiirisen tutkimuksen
avulla, aivan kuten muillakin tieteenaloilla. Eras nakemyksen varhaisia kannattajia oli
John Stuart Mill
. Hanen nakemyksiaan kuitenkin kritisoitiin paljon, koska nakemyksen mukaan sellaiset lauseet kuten ”2 + 2 = 4” ovat epavarmoja,
kontingentteja
totuuksia, jotka voidaan oppia vain niin, etta naemme kahden olioparin tulevan yhteen ja muodostavan neljan olion joukon.
Nykyaikaista matemaattista empirismia ovat kannattaneet muun muassa
W. V. O. Quine
ja
Hilary Putnam
. Sen mukaan matematiikka on korvaamatonta empiirisille tieteille, ja jos haluamme uskoa tieteiden kuvaamien ilmioiden olevan todellisia, meidan on uskottava myos naiden tieteiden kayttamien kuvausten vaatimiin matemaattisiin entiteetteihin. Esimerkiksi koska
fysiikan
taytyy puhua
elektroneista
selittaakseen, kuinka sahkolamppu toimii, elektronien taytyy
olla olemassa
; vastaavasti, koska fysiikan taytyy kayttaa lukuja elektroneja koskevissa selityksissa, lukujen taytyy olla olemassa. Tallainen nakemys on
naturalistinen
, ja katsoo matemaattisten entiteettien olemassaolon olevan paras selitys havaintokokemuksille. Tama kaventaa matematiikan ja muiden tieteiden valista kuilua.
Intuitionismi on metodologia, jonka motto on ”ei ole olemassa kokemuksesta riippumattomia matemaattisia totuuksia”. Intuitionismin perustaja on
L. E. J. Brouwer
. Hanen mukaansa matemaattiset oliot saavat alkunsa
apriorisista
muodoista, jotka antavat tietoa empiirisia olioita koskevista havainnoista.
[2]
Brouwerin lisaksi intuitionismia on kannattanut muun muassa
Michael Dummett
.
Intuitionismin mukaan matematiikka on ihmismielen konstruktiivista toimintaa. Se ei koostu analyyttisesta toiminnasta, jossa olemassaolon monisyisia syvaominaisuuksia paljastetaan ja sovelletaan. Sen sijaan logiikassa ja matematiikassa on kyse sisaisesti yhdenmukaisten menetelmien soveltamisesta viela monisyisempien mentaalisten rakenteiden ymmartamiseksi.
Konstruktivismin mukaan matemaattisen entiteetin olemassaolon todistamiseksi se on valttamatta ensin loydettava (tai ”konstruoitava”). Kuten intuitionismi, konstruktivismi katsoo, etta matematiikkaan tulee hyvaksya vain sellaiset matemaattiset entiteetit, jotka voidaan eksplisiittisesti konstruoida tietyssa mielessa. Matematiikka ei ole merkityksettomilla symboleilla pelattua pelia, vaan koskee entiteetteja, jotka voimme luoda suoraan mentaalisen toiminnan kautta.
Formalismin mukaan matemaattisia vaittamia voidaan pitaa vaittamina, jotka koskevat tiettyjen merkkijonojen kasittelysaantojen seuraamuksia. Esimerkiksi ”pelissa” nimelta
Euklidinen geometria
(joka koostuu ”aksioomiksi” kutsutuista merkkijonoista seka ”paattelysaannoista”, joiden avulla annetuista merkkijonoista voidaan tuottaa uusia merkkijonoja) voidaan todistaa, etta
Pythagoraan lause
patee (eli voidaan tuottaa merkkijono, joka vastaa Pythagoraan lausetta). Matemaattiset totuudet eivat koske lukuja, joukkoja, kolmioita ja niin edelleen — eivatka oikeastaan mitaan todella olemassa olevaa.
Formalismin ei kuitenkaan tarvitse tarkoittaa, etta matematiikassa on kyse vain merkityksettomasta symbolisesta pelista. Formalisti voi toivoa, etta on olemassa joku tulkinta, jolla ”pelin” saannot pitavat.
Fiktionalismin mukaan luvut ja muut matemaattiset entiteetit eivat ole todellisuudessa olemassa, vaan ne ovat enemman hyodyllista fiktiota. Tama sama ajatus tunnetaan myos yleisemmin filosofiassa
fiktionalismina
.
Matemaattinen fiktionalismi sai alkunsa kun
Hartry Field
osoitti teoksessaan
Science Without Numbers
(1980), kuinka tiedetta tehdaan ilman matematiikkaa. Han esitti
Newtonin mekaniikan
taydellisen aksiomatisoinnin, joka ei viitannut lukuihin tai
funktioihin
lainkaan. Han esimerkiksi hyodynsi
Hilbertin aksioomien
”valillisyyden” (
betweenness
) kasitetta luonnehtiessaan avaruutta ilman avaruudellisia koordinaatteja. Hilbertin geometria oli matemaattista, koska se puhuu abstrakteista
pisteista
, mutta Fieldin teoriassa nama pisteet ovat konkreettisia
fysikaalisen avaruuden
pisteita, joten erillisia matemaattisia olioita ei tarvita.
- ↑
a
b
Carnap, Rudolf: Die logizistische Grundlegung der Mathematik.
Erkenntnis
, 1931, nro 2, s. 91?121.
. Julkaistu uudelleen englanniksi: ”The Logicist Foundations of Mathematics”, kaannos E. Putnam ja G. J. Massey, teoksessa
Benacerraf, Paul & Putnam, Hilary (toim.):
Philosophy of Mathematics, Selected Readings
, s. 41?52. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1964.
- ↑
Audi, Robert (toim.):
The Cambridge Dictionary of Philosophy
. 2. painos. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1999.
ISBN 9780521637220
.
- Barker, Stephen F.:
Philosophy of Mathematics
. Toimittaneet Janne Hiipakka ja Risto Vilkko. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice Hall, 1964.
- Benacerraf, Paul & Hilary Putnam (editors):
Philosophy of Mathematics: Selected Readings
. Second edition (First edition 1964). Cambridge: Cambridge University Press, 1983.
ISBN 0-521-29648-X
.
Tama artikkeli tai sen osa on kaannetty tai siihen on haettu tietoja muunkielisen Wikipedian artikkelista.
Alkuperainen artikkeli:
en:Philosophy of mathematics