Racjonalista - Strona głównaDo treści
Nieokiełznana spontaniczność aksjomatu wyboru

Ten wątek jest przedawniony

Działy Forum » Filozofia i światopogląd
NapisanoAutorTytuł
13-01-2013 12:30Hodża (11172 punktów)Nieokiełznana spontaniczność aksjomatu wyboru
Ocena 3 na 3
   W historii matematyki, a zwłaszcza takiej niezmiernie frapującej dziedziny jaką jest filozofia Królowej Nauk, ważne miejsce zajmuje dyskusja prowadzona przez najwybitniejszych luminarzy tej dziedziny wiedzy dotycząca prawdziwości (zasadności) wprowadzenia do aksjomatyki teorii mnogości tzw. aksjomatu (pewnika) wyboru.
Przypomnę treść tego zdania - jest ona intuicyjnie łatwo uchwytna również dla osób nie zajmujących się matematyką, a cała dyskusja była napędzana pozorną oczywistością tego założenia, oczywistością, która wszelako przestawała nią być w zetknięciu z konkretnymi zbiorami, które matematycy potrafili zdefiniować (i udowodnić, że są niepuste, to znaczy zawierają co najmniej jeden element) a w których żadnego takiego elementu nie potrafili wskazać (określić jednoznacznie).

Aksjomat wyboru:

   Mając dowolnie wiele różnych zbiorów, które nie mają ze sobą nic wspólnego, można wziąć dokładnie po jednym elemencie z każdego z nich i utworzyć w ten sposób nowy zbiór.

   Dla rozważań w tym wątku przyjmę mocniejszą wersję tego pewnika (nie wiem, czy można ją wyprowadzić z klasycznego pewnika wyboru, ale intuicyjne podstawy do jego przyjęcia wydają się równie mocne):

   Mając dowolnie wiele różnych zbiorów, które nie mają ze sobą nic wspólnego, można wziąć co najmniej po jednym elemencie z każdego z nich i utworzyć w ten sposób nowy zbiór.

   Chciałbym skupić się na pozamatematycznych argumentach, które czynią aksjomaty teorii mnogości w naszym psychologicznym odczuciu zasadnymi i dającymi się powiązać z jak najbardziej praktycznymi zastosowaniami.

   Weźmy bowiem samo pojęcie zbioru: każdy bibliotekarz, urzędnik czy choćby osoba robiąca porządki z plikami na swoim komputerze uzna ponad wszelką wątpliwość słuszność segregowania książek na półkach według tematyki (literatura polska, obca, pamiętniki, poezja, itp.) , nazwisk autorów czy tworzenia katalogów bibliotecznych; urzędnicy używają segregatorów pomagających ogarnąć wielość dokumentów i ich uporządkowanie według spraw, których dotyczą; wreszcie większość plików na komputerach, by nie wprowadzać bałaganu, dzielimy na foldery. To wszystko są bardzo realne i praktyczne działania, których wspólną cechę przypisywania różnych przedmiotów do pewnego bytu wiążącego je ze sobą nazywamy zbiorem.

   Rozważmy też istnienie zbioru pustego - to ciekawy przykład o tyle, że laikowi może się wydawać taki postulat czystym formalizmem. Jednak tak nie jest - gdyby tak było, wszystkie tabele, zawierające pola, w których nie ma żadnego wpisu musiałyby być przedstawiane w taki sposób, by tego pola w nich w ogóle nie było. Nietrudno zauważyć, że takie postępowanie byłoby nie tylko niepraktyczne, ale zazwyczaj po prostu niemożliwe.

   Mam nadzieję, że Czytelnik rozumie już ideę mojego wyobrażenia o "uzasadnianiu" pewników teorii mnogości przykładami praktycznymi. Przejdźmy więc do aksjomatu wyboru.

   We wrześniu ubiegłego roku obiegła świat dziwna wiadomość o zamieszkach w holenderskim miasteczku Haren, do których doszło po tym, jak pewna nastolatka pomyłkowo rozesłała zaproszenie na swoją imprezę urodzinową do ok. 30000 swoich znajomych na Facebooku. W mieście doszło do poważnych zamieszek, ok. 500-osobowy oddział policji nie zapanował nad sytuacją, wiele osób zostało rannych, splądrowano i podpalono wiele sklepów. Kilka dni temu miasto Warszawa niespodziewanie wycofało się z planów zamknięcia nocnych kursów metra - w zgodnej opinii komentatorów po tym, jak na facebookowej stronie "Impreza na koniec nocnych kursów metra" zgłosiło chęć wzięcia udziału niemal 60000 uczestników.

   Otóż w mojej opinii są to przykłady praktycznego działania aksjomatu wyboru. Jednym z ubocznych skutków działań Internetu jest ukazanie ukrytych matematycznych mechanizmów rządzących rzeczywistością społeczną.

   Zauważmy bowiem, że Facebook swoją popularność zawdzięcza jego zdolności do szybkiego łączenia ludzi, zwłaszcza tych, którzy są od siebie oddzieleni fizyczną barierą odległości. Można wręcz powiedzieć, że komunikacyjna efektywność tego medium społecznościowego (jak i internetu w ogóle) uzyskuje swoje maksimum wtedy, kiedy osoby komunikujące się ze sobą nie mają zwykle możliwości fizycznego kontaktu. A jednak potrzeba fizycznej obecności osoby, z którą się komunikujemy nadal jest jedną z silnych psychologicznych potrzeb zdecydowanej większości osób, której sam internet nie jest w stanie zaspokoić, jakkolwiek potrafi wzbudzić.

   I tu dochodzimy do bardzo praktycznego przełożenia owej silniejszej wersji aksjomatu wyboru, którą zaproponowałem, na zachowania społeczne. Otóż wysłanie takiego sygnału do tysięcy odbiorców jest niczym innym, jak zdefiniowaniem zbioru, nazywanego w teorii mnogości selektorem, do którego (w tej silniejszej wersji) możemy wybierać dowolne elementy z każdego z izolowanych od siebie nawzajem zbiorów. W przypadku miasteczka Haren owe niepowiązane ze sobą zbiory to są środowiska młodych ludzi, którzy nie mają zwykle ze sobą kontaktu. Wystarczy jeden taki sygnał, by - dla hecy, ale też i z powodu niezaspokojonej przez internet społecznej potrzeby "bycia razem" - ruszyła lawina, nad którą trudno jest zapanować. Wtedy zaczynają jej towarzyszyć inne, groźniejsze jeszcze zjawiska - chuliganeria i pragnienie adrenaliny wyrażające się w ogólnej demolce, dla której stworzenie tego zgromadzenia stało się katalizatorem.

   Nie ulega wątpliwości, że to, iż w praktyce społecznej mamy do czynienia ze zbiorami skończonymi nie zmienia w żaden sposób jakościowego charakteru tego zjawiska: co więcej, podobieństwo jego do istoty aksjomatu wyboru wyraża się również i w tym, że nie potrafimy często zdefiniować żadnego z elementów tego nowego zbioru - selektora - zdefiniować w rozumieniu profilu psychologicznego, który by miał określać przyczyny, dla których dana osoba bierze udział w takim spontanicznym zgromadzeniu. Istotnie, często wydaje się to nie mieć nic wspólnego z żadnymi konkretnymi przyczynami poza jedną - chęcią "bycia razem"; a więc – „uczynienia zadość pewnikowi wyboru”.
Autor wątku ma uprawnienia do usuwania wypowiedzi, jeżeli łamią regulamin Forum lub znacznie odbiegają od tematu.

Jan Werbiński (11380 punktów)
(zablokowany)
> gdyby tak było, wszystkie tabele, zawierające pola, w których nie ma żadnego wpisu musiałyby być przedstawiane w taki sposób, by tego pola w nich w ogóle nie było.

Bez sensu. Po co przestawiać?

> Można wręcz powiedzieć, że komunikacyjna efektywność tego medium społecznościowego (jak i internetu w ogóle) uzyskuje swoje maksimum wtedy, kiedy osoby komunikujące się ze sobą nie mają zwykle możliwości fizycznego kontaktu.

Błędne założenie.

> nie potrafimy często zdefiniować żadnego z elementów tego nowego zbioru - selektora - zdefiniować w rozumieniu profilu psychologicznego, który by miał określać przyczyny, dla których dana osoba bierze udział w takim spontanicznym zgromadzeniu

Ja potrafię: chęć imprezowania z nastolatką, brak lepszego zajęcia, chęć poznania nowych ludzi.

> Istotnie, często wydaje się to nie mieć nic wspólnego z żadnymi konkretnymi przyczynami poza jedną - chęcią "bycia razem"; a więc - "uczynienia zadość pewnikowi wyboru".

Dlaczego tylko jedną? Przecież jest ich więcej.
13-01-2013 15:36 
 Ocena 1 na 1
Hodża (11172 punktów)
>> gdyby tak było, wszystkie tabele, zawierające pola, w których nie ma żadnego wpisu musiałyby być przedstawiane w taki sposób, by tego pola w nich w ogóle nie było.
>Bez sensu. Po co przestawiać?

Aby usunąć wszelkie podejrzenia, jakoby było coś, co niczego nie zawiera.

>> Można wręcz powiedzieć, że komunikacyjna efektywność tego medium społecznościowego (jak i internetu w ogóle) uzyskuje swoje maksimum wtedy, kiedy osoby komunikujące się ze sobą nie mają zwykle możliwości fizycznego kontaktu.
>Błędne założenie.

Musisz wykazać swoją tezę; ja swoją potrafię bardzo łatwo uzasadnić - więcej informacji wymienia się za pośrednictwem klawiatury z innymi ludźmi, niż za pośrednictwem narządu mowy, wynika to zarówno ze specyfiki form komunikacji tekstowej (mniejsza redundancja, szybkość przesyłu i odczytu itd.) jak i z tego, że przez internet łatwiej nawiązać kontakt z osobami o podobnych zainteresowaniach - a nie sposób tego oczekiwać np. w przysiółku, w którym się mieszka pod lasem.

>> Istotnie, często wydaje się to nie mieć nic wspólnego z żadnymi konkretnymi przyczynami poza jedną - chęcią "bycia razem"; a więc - "uczynienia zadość pewnikowi wyboru".
>Dlaczego tylko jedną? Przecież jest ich więcej.

Nawet jeśli tak - nie ma żadnej reguły, na podstawie której można wytypować kogoś jako osobę, która na pewno weźmie udział w tego rodzaju imprezie. Różne są przyczyny, ale z pewnością decyzja jest w dużej mierze przypadkowa i niezbyt związana z jakimiś poważnymi planami.


Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
Fizyk (17637 punktów)
> Chciałbym skupić się na pozamatematycznych argumentach, które czynią aksjomaty teorii mnogości w naszym psychologicznym odczuciu zasadnymi i dającymi się powiązać z jak najbardziej praktycznymi zastosowaniami.

Świetnie! A ja dla odmiany skupię się na bezzasadności i niepraktyczności aksjomatów teorii mnogości.

> Aksjomat wyboru:
> Mając dowolnie wiele różnych zbiorów, które nie mają ze sobą nic wspólnego, można wziąć dokładnie po jednym elemencie z każdego z nich i utworzyć w ten sposób nowy zbiór.

Co to znaczy "nowy zbiór"? W zależności jak rozumiemy tę "nowość", powyższy aksjomat, może być prawdziwy lub fałszywy (w sensie zgodności z rzeczywistością a nie w sensie wartości logicznej).

Na przykład, na moim biurku leży spinacz i moneta. Każdy z tych przedmiotów zawiera zbiór elektronów, które nie mają ze sobą nic wspólnego. Niestety, elektrony są nierozróżnialne. Dlatego jeżeli np. jeden elektron w spinaczu zastąpimy elektronem z monety, ten "nowy" zbiór elektronów w spinaczu będzie dokładnie taki sam (czyli nawet ten sam) jak poprzedni. Natomiast jeżeli elektronem ze spinacza i elektronem z monety naładujemy kondensator, to można śmiało już powiedzieć, że ten zbiór elektronów jest już "nowym" zbiorem, odmiennym od poprzednich dwóch.

Tak więc aksjomat wyboru może być nie do przyjęcia w pewnych okolicznościach. Dotyczy to nie tylko teorii mnogości ale i całej matematyki: logiczna spójność formalnych teorii nie jest gwarantem poprawnego opisu rzeczywistości.
13-01-2013 15:51 
 Ocena 2 na 2
Hodża (11172 punktów)
>Świetnie! A ja dla odmiany skupię się na bezzasadności i niepraktyczności aksjomatów teorii mnogości.

>Co to znaczy "nowy zbiór"? W zależności jak rozumiemy tę "nowość", powyższy aksjomat, może być prawdziwy lub fałszywy (w sensie zgodności z rzeczywistością a nie w sensie wartości logicznej).

Ogólnie - jest taki pogląd podobnież, że nie można rozważać żadnego zbioru, którego własności nie są jednoznacznie określone. Ale to by spowodowało, że nie można by rozważać żadnych właściwości w abstrakcji od jakości elementów zbioru - czyli niemożliwa byłaby cała teoria mnogości. Jednak z praktycznych względów taki pogląd, moim zdaniem, zasługuje na uwagę.

>Na przykład, na moim biurku leży spinacz i moneta. Każdy z tych przedmiotów zawiera zbiór elektronów, które nie mają ze sobą nic wspólnego. Niestety, elektrony są nierozróżnialne.

Ależ w sensie teoriomnogościowym są. Choćby ich współrzędne przestrzenne różnicują je między sobą: gdyby pominąć ten warunek, rozpatrujemy byty fizyczne na zupełnie innym poziomie abstrakcji - nie ma już wielu elektronów (zwracam uwagę na pierwszy aksjomat teorii zbiorów - dwa zbiory są identyczne, jeśli mają te same elementy), jest tylko pewien agregat pozbawiony istotnych przestrzennych cech (jak np. struktura, rozmieszczenie na orbitalach w powłokach elektronowych itp.).

>Dlatego jeżeli np. jeden elektron w spinaczu zastąpimy elektronem z monety, ten "nowy" zbiór elektronów w spinaczu będzie dokładnie taki sam (czyli nawet ten sam) jak poprzedni. Natomiast jeżeli elektronem ze spinacza i elektronem z monety naładujemy kondensator, to można śmiało już powiedzieć, że ten zbiór elektronów jest już "nowym" zbiorem, odmiennym od poprzednich dwóch.

To dlatego, że spinacz i moneta nie jest tylko zbiorem cząstek elementarnych ale i ich wielowarstwową strukturą - a struktura nie składa się tylko z najprostszych składników potrzebnych do jej stworzenia, ale stanowi nieredukowalną złożoność, której nie da się sprowadzić do prostej sumy elementów (jak w przypadku zbioru abstrakcyjnych obiektów w żaden sposób ze sobą nie powiązanych).

>Tak więc aksjomat wyboru może być nie do przyjęcia w pewnych okolicznościach. Dotyczy to nie tylko teorii mnogości ale i całej matematyki: logiczna spójność formalnych teorii nie jest gwarantem poprawnego opisu rzeczywistości.

Logika klasyczna rzeczywiście wydaje się być jedynie uproszczonym modelem relacji zachodzących między obserwowanymi zjawiskami: dużo trafniejsza, moim zdaniem, jest logika rozmyta (rozmyta w granicach rozsądku ).

Co do definiowania zbiorów: matematyka przede wszystkim tworzy pewne narzędzia, mające potencjalne zastosowania do obiektów realnych. Być może rzeczywiście abstrahowanie od jakości elementów czy konkretnych właściwości całych zbiorów nie ma odpowiednika w "realu" (tak jak w "realu" nie występują różne "dzikie" funkcje rzeczywiste) - ale akurat co do aksjomatów teorii mnogości wydaje mi się, że są one dość bliskie realnej rzeczywistości, może najbardziej ze wszystkiego, o czym mówi matematyka (oprócz arytmetyki liczb naturalnych).


Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
13-01-2013 17:48 
 Ocena 7 na 7
Fizyk (17637 punktów)
Dałem plusa bo większość Twojej wypowiedzi jest poprawna. Jednak w jednym miejscu przypisujesz teorii mnogości więcej niż na to zasługuje:

>> Na przykład, na moim biurku leży spinacz i moneta. Każdy z tych przedmiotów zawiera zbiór elektronów, które nie mają ze sobą nic wspólnego. Niestety, elektrony są nierozróżnialne.

> Ależ w sensie teoriomnogościowym są. Choćby ich współrzędne przestrzenne różnicują je między sobą: gdyby pominąć ten warunek, rozpatrujemy byty fizyczne na zupełnie innym poziomie abstrakcji - nie ma już wielu elektronów (zwracam uwagę na pierwszy aksjomat teorii zbiorów - dwa zbiory są identyczne, jeśli mają te same elementy), ...

Pozornie tylko elektrony można rozróżnić na podstawie różnych ich współrzędnych przestrzennych (bo jeden elektron jest tu, w spinaczu, a drugi tam, w monecie). Precyzyjne kryterium rozróżnialności obiektów polega na odpowiedzi na pytanie, czy cokolwiek się zmieni, jeżeli dane obiekty zamienimy miejscami. Choć w przypadku makroskopowych obiektów niemal zawsze można się doszukać jakiejś zmiany, to w przypadku elektronów nie da się zaobserwować żadnej. Co prawda wspólna funkcja falowa elektronu ze spinacza i elektronu z monety zmienia znak przy ich zamianie miejscami, ale zarówno gęstość prawdopodobieństwa jak i inne obserwowalne cechy zależą od modułu tej funkcji i tym samym nie zmieniają się.

Teoria mnogości została opracowana jako abstrakcja zbiorów przedmiotów makroskopowych. Niestety, w świecie kwantowym dosyć często zawodzi. Należy podkreść, że nierozróżnialność cząstek elementarnych jest faktem doświadczalnym o dużym znaczeniu praktycznym. Układ okresowy pierwiastków, przewodnictwo metali, czy spójność wiązki laserowej są konsekwencją nierozróżnialności elektronów i fotonów.
13-01-2013 18:14 
 Ocena 1 na 1
Hodża (11172 punktów)
>Pozornie tylko elektrony można rozróżnić na podstawie różnych ich współrzędnych przestrzennych (bo jeden elektron jest tu, w spinaczu, a drugi tam, w monecie). Precyzyjne kryterium rozróżnialności obiektów polega na odpowiedzi na pytanie, czy cokolwiek się zmieni, jeżeli dane obiekty zamienimy miejscami. Choć w przypadku makroskopowych obiektów niemal zawsze można się doszukać jakiejś zmiany, to w przypadku elektronów nie da się zaobserwować żadnej. Co prawda wspólna funkcja falowa elektronu ze spinacza i elektronu z monety zmienia znak przy ich zamianie miejscami, ale zarówno gęstość prawdopodobieństwa jak i inne obserwowalne cechy zależą od modułu tej funkcji i tym samym nie zmieniają się.

Zgoda. Dlatego też to nie właściwości elektronów są podstawą do określenia spinacza i monety jako zbiorów.

Nie jestem wtajemniczony w mechanikę kwantową, więc, aby przedstawić swoje wyobrażenie na ten temat, odwołam się do prostszego, ale do tego celu chyba wystarczającego modelu. Weźmy dwa grafy - są to wierzchołki połączone krawędziami w pewną strukturę. Oczywiście, każdy węzeł "sam w sobie" jest nieodróżnialny od innego węzła w tym czy innym grafie. Zakładamy jednak, że istnieje jakiś czynnik umożliwiający ich rozróżnienie - może to być odległość albo określenie jakiegoś porządku na wierzchołkach. Tak czy inaczej, zakładamy możliwość utworzenia jakiejś funkcji, rozróżniającej poszczególne elementy składowe. Tworzymy zatem najpierw jakiś ogólniejszy "układ współrzędnych", który umożliwia stworzenie takiej funkcji. Wracając do elektronów - tak naprawdę doszukujemy się funkcji, rozróżniającej wszystkie ich położenia w przestrzeni takie, że poszczególne elektrony należące do spinacza czy monety zajmują te właśnie pozycje, które pozwalają przypisać je do tego czy innego obiektu.

Tak więc pojęcie "element zbioru" - jakkolwiek wywodzące się z prostych intuicji dotyczących uchwytnych zmysłowo przedmiotów makroskopowych jest ogólniejsze od tego, o czym mówi fizyka.

Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
13-01-2013 23:01 
 Ocena 3 na 3
embe (1266 punktów)
Hodża, coś mi się widzi, że nieuprawnienie mieszasz zbiór elementów z relacjami pomiędzy elementami. Relacja jest zbiorem, więc jeśli wybierasz relacje, to nie wybierasz elementów, lecz wybierasz zbiory. A to już nie jest nieokiełznana spontaniczność pewnika wyboru, ale najkrótsza droga na antynomii.
Niemniej przykład socjologiczny jest cymes
14-01-2013 10:45 
 Ocena 2 na 2
Hodża (11172 punktów)
>Hodża, coś mi się widzi, że nieuprawnienie mieszasz zbiór elementów z relacjami pomiędzy elementami. Relacja jest zbiorem, więc jeśli wybierasz relacje, to nie wybierasz elementów, lecz wybierasz zbiory. A to już nie jest nieokiełznana spontaniczność pewnika wyboru, ale najkrótsza droga na antynomii.
>Niemniej przykład socjologiczny jest cymes

Dziękuję.
Tak, zdaję sobie sprawę - Twoje zarzuty są do pewnego stopnia słuszne. Fizyk skupił się na nierozróżnialności elektronów, więc ja starałem się przedstawić model odwołujący się do struktur (aby można było rozróżnić między obiektami fizycznymi).

   Przykład podany przez Fizyka tak naprawdę nie różni się w sensie matematycznym od przykładu dwu różnych figur geometrycznych, nie posiadających punktów wspólnych - np. dwu rozłącznych odcinków na prostej. W obydwu mamy do czynienia ze zbiorami punktów, które "same w sobie" są nieodróżnialne jedne od drugich. To, co je wyróżnia - to są liczby, które im przypisaliśmy jako ich współrzędne. Ale tym samym widzimy, że nie ma sensu rozpatrywanie zbiorów, na których nie istnieje pewna struktura - to jest dowód na to, że pojęcie zbioru genetycznie wywodzi się z intuicji geometrycznych, zresztą nie może być inaczej.

Zatem dochodzimy do sedna. Aksjomat wyboru, co łatwo udowodnić, jest równoważny założeniu, że na każdym wieloelementowym zbiorze można stworzyć funkcję różnowartościową. Mówiąc bardziej przystępnie, jest ten pewnik po prostu formalnym wyrażeniem przekonania, że w każdym zbiorze zawierającym więcej niż jeden element, poszczególne elementy różnią się w jakiś sposób od siebie. Można by więc ten sam aksjomat wyrazić w formule: "istnieje co najmniej jeden zbiór zawierający co najmniej dwa różne elementy" - mając na uwadze, że słowo "różne" traktujemy z całą matematyczną powagą i przypisujemy mu pewną matematyczną treść (a zatem istnienie pewnej różnowartościowej funkcji).

Dlatego też rozumiem wątpliwości matematyków - konstruktywistów, którzy by chcieli mieć wszystko podane explicite na talerzu - ale istota aksjomatu wyboru jest nieuchronnie powiązana z naszą intuicją, że elementy zbiorów wieloelementowych posiadają indywidualne, niepowtarzalne cechy, stąd też moim zdaniem ten aksjomat nie jest w żadnej mierze wyjątkowy. Jedynie indywidualne doświadczenia poszczególnych matematyków są źródłem skarg na jego nieintuicyjność . W rzeczywistości jest jak najbardziej oczywisty.


Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
14-01-2013 10:35 
 Ocena 7 na 7
Fizyk (17637 punktów)
> Tak więc pojęcie "element zbioru" - jakkolwiek wywodzące się z prostych intuicji dotyczących uchwytnych zmysłowo przedmiotów makroskopowych jest ogólniejsze od tego, o czym mówi fizyka.

Moim zdaniem jest dokładnie na odwrót: w świecie fizycznym można napotkać zbiory o cechach nie objętych teorią mnogości.

> Dlatego też to nie właściwości elektronów są podstawą do określenia spinacza i monety jako zbiorów.

Ale mi chodzi właśnie o same elektrony, ich cechy i zbiory elektronów.

> Weźmy dwa grafy - są to wierzchołki połączone krawędziami w pewną strukturę. Oczywiście, każdy węzeł "sam w sobie" jest nieodróżnialny od innego węzła w tym czy innym grafie. Zakładamy jednak, że istnieje jakiś czynnik umożliwiający ich rozróżnienie - może to być odległość albo określenie jakiegoś porządku na wierzchołkach.

No właśnie o to chodzi! Ponieważ "gołe" elektrony są nieroróżnialne, więc trzeba je w coś "ubrać" aby je rozróżnić. Tym "ubraniem" są liczby kwantowe. Ale liczby kwantowe nie są cechą samych elektronów, lecz cechą zbioru, w którym się znajdują - spinacza, monety czy kondensatora. W rezultacie nie da się oddzielić pojęcia elementu od pojęcia zbioru i zarazem spełnić aksjomat wyboru w przypadku elektronów. A uniwersalną możliwość takiego rozdziału teoria mnogości milcząco zakłada.
14-01-2013 11:10 
 Ocena 1 na 1
Hodża (11172 punktów)
>No właśnie o to chodzi! Ponieważ "gołe" elektrony są nieroróżnialne, więc trzeba je w coś "ubrać" aby je rozróżnić. Tym "ubraniem" są liczby kwantowe. Ale liczby kwantowe nie są cechą samych elektronów, lecz cechą zbioru, w którym się znajdują - spinacza, monety czy kondensatora. W rezultacie nie da się oddzielić pojęcia elementu od pojęcia zbioru i zarazem spełnić aksjomat wyboru w przypadku elektronów. A uniwersalną możliwość takiego rozdziału teoria mnogości milcząco zakłada.

Właśnie pisałem wyżej do embe: tak naprawdę kwestia "nierozróżnialnych elektronów" nie różni się niczym od "nierozróżnialnych punktów" dwu różnych figur geometrycznych. Teoria mnogości wywodzi się z geometrii, jest zresztą ściśle powiązana z topologią (będącą uogólnieniem geometrii) i intuicje dotyczące zbiorów muszą się wywodzić z geometrii. A więc, aby już nie powtarzać tego, co napisałem do embe - nie ma tak naprawdę wieloelementowych zbiorów złożonych z nierozróżnialnych elementów. Jeśli elementy a i b są nierozróżnialne, to matematyka ujmuje to w sposób prosty i zamykający wszelką dyskusję : a=b. Natomiast aksjomat wyboru jest sformalizowaniem nierówności a<>b: mówi, że istnieje taki matematyczny byt, który dla każdego wieloelementowego zbioru da się jednoznacznie przypisać każdej takiej różnicy dwu elementów tego zbioru. A więc, że na każdym zbiorze istnieje pewna struktura, która go dobrze porządkuje.

Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
14-01-2013 21:33 
 Ocena 4 na 4
Fizyk (17637 punktów)
> Właśnie pisałem wyżej do embe: tak naprawdę kwestia "nierozróżnialnych elektronów" nie różni się niczym od "nierozróżnialnych punktów" dwu różnych figur geometrycznych.

Różni się zasadniczo: punkty to abstrakcja matematyczna a elektrony to rzeczywistość fizyczna.

> nie ma tak naprawdę wieloelementowych zbiorów złożonych z nierozróżnialnych elementów.

Rzeczywistość temu przeczy.

> Jeśli elementy a i b są nierozróżnialne, to matematyka ujmuje to w sposób prosty i zamykający wszelką dyskusję: a=b.

Niestety, elektrony urągają matematyce, bo w spinaczu jest ich ponad 1020, a trudno jest przyjąć, że 1020 = 1.
14-01-2013 23:07 
 Ocena 1 na 1
embe (1266 punktów)
Dyskusja Panów doszła do ciekawego punktu.

11 cząstek z modelu standardowego daje 2048 różnych zbiorów (albo 131072 licząc antymaterię), o których teoria mnogości może nam dużo powiedzieć. Rzecz w tym, że chyba nawet fizycy kwantowi nie chcą o tym słuchać, bo ich interesują stany kwantowe, a więc wzajemne relacje pomiędzy cząstkami lub ich brakiem. Teorię mnogości z kolei trudno zastosować do rzeczywistych relacji, bo jakakolwiek próba (eksperyment) rzeczywistej interpretacja operacji na zbiorach (chyba) rozbije się o zasady nieoznaczoności. Toż nawet w makroskopowych sprawach spadkowych część wspólna ma zwykle niedookreślone granice . Zostaje więc nam tylko jedna relacja roszerzająca się z prędkością światła, niestety relacja jest różna w zależności od punktu obserwacji.

Pewnik wyboru jest jednak odzwierciedleniem naszej ludzkiej intuicji! Ze spokojem stoika więc, i w imię zdrowego rozsądku, przyjmujemy wyjaśnienie paradoksów Tarskiego/Banacha niemierzalnością. A potem nie pozostaje już nic innego, jak tylko cieszyć się hipotezą continuum, delektować się kolejnymi alefami, i jak Cantor w depresji dumać o Absolutnej Nieskończoności.

Ciekawe dlaczego w empirystycznej cywilizacji białego człowieka konstruktywiści matematyczni są pogardzaną mniejszością..

PS. Ten post to taki sobie żart maskujący nieprzygotowanie, bo zupełnie niepotrzebnie poczułem się wywołany do tablicy.
Hodża (11172 punktów)
>Ciekawe dlaczego w empirystycznej cywilizacji białego człowieka konstruktywiści matematyczni są pogardzaną mniejszością..

Konstruktywiści są pogardzaną mniejszością dlatego, że uczelnie zostały opanowane przez nie-konstruktywistów . Nawiasem mówiąc, ta dyskusja nie może dziś już raczej rozpalić jakichś szalonych emocji. Oczywiście ostatecznym sędzią jest praktyka - dziś coraz większą rolę odgrywają zastosowania matematyki a te, jak łatwo się domyślić, przeważnie są oparte na metodach konstruktywistycznych, dających konkretne wyniki. Nie potępiam "czystej matematyki", gdzież bym śmiał i jakąż miałbym po temu legitymację... owszem, miło jest sobie pożeglować po krainach czystej abstrakcji, nie przeczę. Ale - najpierw żyć, potem filozofować


Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
Hodża (11172 punktów)
>> nie ma tak naprawdę wieloelementowych zbiorów złożonych z nierozróżnialnych elementów.
>Rzeczywistość temu przeczy.

Odpowiedzi są możliwe dwie: 1) pojęcie nierozróżnialności w fizyce i matematyce znaczy zupełnie coś innego (nie podejmuję się więc rozumienia fizycznego znaczenia tego terminu); 2) nie powinno się zasadniczo odpowiadać odpowiedzią na odpowiedź, ale tu jest to uzasadnione: skoro elektrony są absolutnie nierozróżnialne, skąd wiemy, że istnieje więcej niż jeden elektron ?

Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
15-01-2013 23:26 
 Ocena 1 na 1
embe (1266 punktów)
> skoro elektrony są absolutnie nierozróżnialne, skąd wiemy, że istnieje więcej niż jeden elektron ?
Bo elektrony, tak jak abstrakcyjne punkty geometryczne , zanurzone są w (czaso)przestrzeni.

O ile dobrze wiem teoria mnogości jest właściwie fundamentem współczesnej matematyki, więc tak bogate algebry jak (czaso)przestrzeń są dopiero z niej wyprowadzane. W rezultacie bezpośrednie odniesienie tej teorii do rzeczywistości może prowadzić do dużych skrótów myślowych i nieporozumień.

Inaczej to ujmując: według matematyków teoria mnogości tworzy kontekst rzeczywistości, a fizycy uważają, że rzeczywistość powinna być kontekstem wszystkiego. Albo na odwrót
16-01-2013 09:52 
 Ocena 5 na 5
Fizyk (17637 punktów)
>>> nie ma tak naprawdę wieloelementowych zbiorów złożonych z nierozróżnialnych elementów.
>> Rzeczywistość temu przeczy.
> Odpowiedzi są możliwe dwie: 1) pojęcie nierozróżnialności w fizyce i matematyce znaczy zupełnie coś innego (nie podejmuję się więc rozumienia fizycznego znaczenia tego terminu);

Fizycznie dwa obiekty są nierozróżnialne, jeżeli po zamienieniu ich miejscami sytuacja niczym nie różni się od pierwotnej. Choć w praktyce zrealizowanie takiej zamiany może być skomplikowane, to pojęciowo jest to prosta i jasna operacja. Na przykład, jeżeli z atomu wodoru usuniemy elektron a następnie zastąpimy go innym elektronem, to nie ma wątpliwości, że ten nowy atom ten będzie dokładnie taki sam jak poprzedni. Jest to fakt doświadczalny. Konsekwencją nierozróżnialności cząstek elementarnych jest nierozróżnialność atomów danego pierwiastka i cząsteczek danego związku chemicznego. Na przykład, syntetyczna witamina C niczym nie różni się od naturalnej.

Matematycznie nierozróżnialność obiektów polega na spełnieniu żądania aby wszystkie równania opisujące dane dwa obiekty były niezmiennicze względem zamiany współrzędnych tych obiektów. Na przykład, mając w atomie helu dwa elektrony o współrzędnych x1 i x2 (mające składowe zarówno przestrzenne jak spinowe), żądamy aby równanie Schroedingera opisujące atom helu nie zmieniło się gdy zamienimy w tym równaniu x1 z x2.

> 2) skoro elektrony są absolutnie nierozróżnialne, skąd wiemy, że istnieje więcej niż jeden elektron?

Można je policzyć, np. tak jak to zrobił Millikan, używając niewiele więcej niż mikroskopu. Można je też liczyć automatycznie na miliony przy pomocy detektora pojedynczych elektronów.
Hodża (11172 punktów)
>Fizycznie dwa obiekty są nierozróżnialne, jeżeli po zamienieniu ich miejscami sytuacja niczym nie różni się od pierwotnej.

A więc jednak jest to sytuacja analogiczna do czysto matematycznego pojęcia symetrii (dwa obiekty geometryczne uważamy za identyczne wtedy, kiedy istnieje złożenie translacji i obrotów nakładające jeden z nich na drugi).

Powracamy więc do matematycznego rozumienia pojęcia przestrzeni, jako zbioru punktów - a więc elektron nie jest żadnym "fundamentalnym bytem" - jeśli chcemy go "dostosować" do teorii mnogości, tylko pewną figurą w przestrzeni (czy raczej w polu elektromagnetycznym), odpowiadającą pewnej funkcji (zdaje się chodzi tu o równanie falowe). Zatem podstawą do rozróżnienia nie są elektrony jako takie, ale właśnie istnienie tego pola, którego wartości ujawniają istnienie wielości elektronów. To, że istotnie można pozamieniać elektrony miejscami nie stanowi problemu, punkty w dwu różnych figurach geometrycznych tez można ze sobą zamieniać, co nie zmienia żadnych właściwości zbiorów, które tworzą.


Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
diogenes (42753 punktów)
>>Mając dowolnie wiele różnych zbiorów, które nie mają ze sobą nic wspólnego, można wziąć dokładnie po jednym elemencie z każdego z nich i utworzyć w ten sposób nowy zbiór.

Weźmy dwa zbiory, A i B.
Niech elementem zbioru A jest zdanie p.
Niech elementem zbioru B jest zdanie ~p.
Na mocy pewnika wyboru utwórzmy nowy zbiór C={p, ~p}
Czy pewnik wyboru nie prowadzi do kłopotów?

Okres ważności moich postów kończy się z chwilą ich opublikowania.
13-01-2013 15:59 
 Ocena 1 na 1
Hodża (11172 punktów)
>Weźmy dwa zbiory, A i B.
>Niech elementem zbioru A jest zdanie p.
>Niech elementem zbioru B jest zdanie ~p.
>Na mocy pewnika wyboru utwórzmy nowy zbiór C={p, ~p}
>Czy pewnik wyboru nie prowadzi do kłopotów?

Podobno prowadzi, ale z pewnością kłopotów innego rodzaju niż ten przykład.

Utworzenie zbioru {p, ~p} można odnieść do teorii zbiorów w bardzo prosty sposób: tworzymy funkcję zdaniową "x należy do zbioru A" oraz "x należy do dopełnienia zbioru A". Jeśli oznaczymy dopełnienie jako X\A, to Twoje zdanie będzie równoważne utworzeniu zbioru {A, X\A} (elementami którego są zbiór i jego dopełnienie).

Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
15-01-2013 13:14 
 Ocena 1 na 1
diogenes (42753 punktów)
>Twoje zdanie będzie równoważne utworzeniu zbioru {A, X\A}

OK. Podałeś równoważne (?) sformułowanie. Nie chodziło jednak o to.
Mój problem polega na tym, że pewnik wyboru generuje zbiory formuł sprzecznych.


Okres ważności moich postów kończy się z chwilą ich opublikowania.
Hodża (11172 punktów)
>>Twoje zdanie będzie równoważne utworzeniu zbioru {A, X\A}
>OK. Podałeś równoważne (?) sformułowanie. Nie chodziło jednak o to.
>Mój problem polega na tym, że pewnik wyboru generuje zbiory formuł sprzecznych.

Nie kryje się w tym żadna sprzeczność (poza tym do Twojego przykładu nie jest potrzebny pewnik wyboru - mając dane explicite wszystkie elementy zbiorów nie musimy się do niego odwoływać). Zbiory formuł sprzecznych jak najbardziej mają sens - tak jak sens ma rozpatrywanie zbiorów rozłącznych. Sprzeczność pojawia się tylko jako połączenie tych formuł koniunkcją (a więc wykonanie na nich pewnego działania) - co z kolei, jak zapewne wiesz, jest równoważne działaniu iloczynu zbiorów: zbiory rozłączne dają w wyniku zbiór pusty tak jak koniunkcja zdań nawzajem się wykluczających (a to pojęcie trochę szersze niż negacja) daje zdanie fałszywe.

Natomiast umieszczenie różnych nawet wykluczających się formuł w jednym zbiorze nie powoduje wykonywania na nich żadnych działań, nie musimy się nawet zastanawiać nad ich treścią, to wyższy poziom rozważań (w stosunku do języka tych formuł jest to metajęzyk).

Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.
Jacholek (5699 punktów)
Teorie matematyczne a świat fizyczny to dwa rozłączne zbiory i tylko Platonicy mogą temu zaprzeczyć. Jeśli wejdziemy w świat kwantowy z wszystkimi jego dziwnościami (np splątanie) to aplikacje aksjomatu wyboru stają się wprost niemożliwe bo żadne elementy nie są od siebie zupełnie niezależne. Więc trzeba być ostrożnym w narzucaniu realnej rzeczywistości struktur matematycznych.
Hodża (11172 punktów)
>Teorie matematyczne a świat fizyczny to dwa rozłączne zbiory i tylko Platonicy mogą temu zaprzeczyć.

Tak, ale też nie jest tu ważne, czy idee istnieją, czy nie tylko czy aksjomat wyboru posiada w swojej specyfice jakieś odpowiedniki w świecie fizycznym/społecznym. W końcu możemy się zgodzić na taką interpretację matematyki, która traktuje tę dziedzinę jako sztukę precyzyjnego myślenia i uproszczania opisu rzeczywistości.

>Jeśli wejdziemy w świat kwantowy z wszystkimi jego dziwnościami (np splątanie) to aplikacje aksjomatu wyboru stają się wprost niemożliwe bo żadne elementy nie są od siebie zupełnie niezależne.

Punkty np. płaszczyzny też są od siebie "zależne" - poprzez przynależność do tejże.

>Więc trzeba być ostrożnym w narzucaniu realnej rzeczywistości struktur matematycznych.

Ostrożnym jak najbardziej; pytanie brzmi - czy dany aksjomat jest modelem pewnych realnie obserwowanych fenomenów ?


Nie Bóg, lecz Człowiek potrzebuje obrony.

Wróć do listy wątków działu Filozofia i światopogląd
Aby pisać w tym wątku, musisz się zalogować

  

Zaloguj przez OpenID..
Jeżeli nie jesteś zarejestrowany/a - załóż konto..

Szukaj na Forum  Przewodnik  Regulamin i instrukcja obsługi Forum  Kolegium Moderatorów

 


[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365