数学史 · 中文镜像

数学家传记

威廉·阿克曼Wilhelm Ackermann

出生
1896年3月29日 德国阿尔特纳县舍讷贝克
逝世
1962年12月24日 德国吕登沙伊德

威廉·阿克曼是一位数学逻辑学家,曾在哥廷根与大卫·希尔伯特合作,但他的职业生涯是作为一名高中教师。

完整传记

威廉·阿克曼是一位数学逻辑学家,曾在哥廷根与大卫·希尔伯特合作,但职业生涯中一直担任高中教师。

阿克曼于1914年进入哥廷根大学学习数学、物理学和哲学。然而,他开始学习后不久,第一次世界大战爆发。阿克曼于1915年被征召入伍,并继续服役直到1919年,他才得以回到哥廷根继续学业。他于1925年获得博士学位,学位论文为Begründung des "tertium non datur" mittels der Hilbertschen Theorie der Widerspruchsfreiheit (使用大卫·希尔伯特的一致性理论为‘排中律’奠定基础),在大卫·希尔伯特的指导下完成。该论文提供了无需归纳法的算术一致性证明。它旨在成为初等分析的一致性证明,尽管该证明包含重大错误。Richard Zach在[6]中解释了该论文的背景:-

阿克曼1924年的学位论文特别令人感兴趣,因为它是大卫·希尔伯特所认为的有限主义一致性证明的第一个非平凡例子。冯·诺伊曼1927年的论文是20世纪20年代对证明论的另一项主要贡献,但它并不完全符合大卫·希尔伯特学派的传统,而且我们没有证据表明大卫·希尔伯特在其写作中的参与程度。后来的一致性证明,特别是格哈德·根岑拉斯洛·卡尔马的那些,是在库尔特·弗雷德里希·哥德尔的不完备性结果已经广为人知、其含义已被证明论者理解之后写成的。另一方面,阿克曼的工作完全源于大卫·希尔伯特的研究项目,并且有充分证据表明大卫·希尔伯特了解该证明的范围和细节。

提交学位论文后,阿克曼前往英国剑桥,在那里度过了1925年上半年。他获得了洛克菲勒奖学金以支持这次旅行,大卫·希尔伯特写信支持他的申请,表明了他对Ackerman工作的高度评价[6]:-

在其学位论文“使用大卫·希尔伯特的一致性理论为‘排中律’奠定基础”中,阿克曼在最一般的情况下表明,使用“所有”和“存在”这些词以及“排中律”是无矛盾的。该证明仅使用原始和有限的推理方法。可以说,一切都是在数学形式系统上直接展示的。阿克曼在这里克服了相当大的数学困难,解决了一个对现代为数学提供新基础的努力至关重要的问题。

阿克曼也是被称为epsilon演算的逻辑系统发展的主要贡献者,该系统最初由大卫·希尔伯特提出。这种形式系统构成了尼古拉·布尔巴基的逻辑和集合论的基础。

从1929年到1948年,他在Burgsteinfurt和Luedenscheid的Arnoldinum 文理中学(Gymnasium)任教。他是哥廷根科学院通讯院士,并且是明斯特大学名誉教授。

1928年,阿克曼注意到A(x,y,z)A(x, y, z),即xxyy进行的zz次迭代幂,是一个非原始递归的递归函数的例子。A(x,y,z)A(x, y, z)罗莎·培特简化为一个二元函数P(x,y)P(x, y),其初始条件又被拉斐尔·罗宾逊简化。今天教科书中所出现的阿克曼函数正是后者。同样在1928年,大卫·希尔伯特和阿克曼所著、屡次重印的Grundzüge der Theoretischen Logik (理论逻辑原理)问世。

阿克曼后来的工作包括集合论(1937年)、完整算术(1940年)和无类型逻辑(1952年)的一致性证明。此外还有集合论的一种新公理化(1956年),以及一本书Solvable cases of the decision problem(North Holland,1954年。第二版,1962年)。

集合论的新公理化由阿克曼在Zur Axiomatik der Mengenlehre(《论公理化集合论》)(1956)中提出。Dana Scott写道[5]:-

提出了一个关于集合论系统的极其简单的公理化,评论者认为它值得认真考虑。该系统在一个带等词的应用一阶演算中形式化,使用一个二元谓词\in(属于关系)和一个一元谓词M(是一个集合)。对于该系统的相容性来说,M不能用\in来定义是相当关键的。外延公理被假定,使得所有个体都可以被视为个体的汇集,但从公理很容易证明存在不是集合、甚至包含非集合的汇集。该理论中这种非正常汇集存在的必要性,使得与标准集合论系统的比较有些困难。

Rudolf Grewe于1966年以阿克曼的集合论为题写了博士学位论文,他在[2]中给出了该理论的模型。其他几位作者也研究过这个系统,参考文献见[2]。

1957年,阿克曼发表了Philosophische Bemerkungen zur mathematischen Logik und zur mathematischen Grundlagenforschung (关于数理逻辑和基础数学研究的哲学评论)及其英译本Philosophical observations on mathematical logic and on investigations into the foundations of mathematics。这篇为非专业人士撰写的论文出色地概述了阿克曼如何看待数理逻辑。弗瑞兹·约翰 Van Heijenoort写道[3]:-

对数理逻辑的一个反对意见是,它不同于构成我们思想基础、并且对思维来说唯一必需的哲学逻辑。阿克曼指出,传统的推理模式被包含在数理逻辑中,此外还有许多其他模式,如命题逻辑或关系逻辑。只要数学推理没有得到充分分析,人们就会有一种在数学中用“亚里士多德逻辑”就能应付的错觉。

对数学逻辑的另一个反对意见是它是不完备的,意思是,根据库尔特·弗雷德里希·哥德尔1931年的结果(原文说1932年),直觉上正确的定理不能在给定系统内证明。但直觉思维并不一致;悖论出现在从朴素直觉观点看必须被认为是正确的推理模式的基础上。如果我们限制直觉推理以消除悖论,我们就得到一个形式系统,而不完备性是我们为一致性必须付出的代价。

数学逻辑在澄清“必然性”和“可能性”的概念、“分析”和“综合”之间的区别方面有用。讨论逻辑的“平凡性”,作者提出了判定问题。

数学今天被视为对结构的研究;但与自然数概念相关的明显性独立于任何公理化引入的结构。阿克曼提出了直觉主义,它构建了一个具有最少逻辑的数学,以及数概念的戈特洛布·弗雷格-伯特兰·罗素分析。他为这一分析辩护,反对某些反对意见(循环性、无穷公理的必要性)。他指出,勒伊岑·布劳威尔将数直觉归结为两个概念:统一性和反复区分一个统一性与另一个的可能性。在这些概念中“没有与逻辑无关的东西”。他得出结论:“在自然数理论中,我们有一个领域,它能够以[勒伊岑·布劳威尔]意义上的最少逻辑进行直觉基础,并且如果我们预设一个广泛的逻辑,也能纯粹通过逻辑定义达到。”
...
论文以关于几何学的评论结束,作为传达外部世界知识的科学。超越任何几何学的公理化处理,有直觉的几何印象以强制力量强加于我们。为了获得一个系统而完整的整体,我们可以添加其中出现自由构造的原则。但是,尽管界限可能难以追踪,仍然存在一个强制性直觉元素的核心。因此,作者勾勒出一个立场,一方面不同于康德意义上的全面先验论,另一方面不同于彻底的约定论。

参考文献

正文里的方括号编号指向这里,悬停即可直接看到条目。书目保留原文——译了书名反而查不到文献。

延伸资源

原站列出的延伸阅读与外部数据库,照原样保留,目标多为英文页面。

相关专题

原站的交叉引用。指向本站已镜像专题的留在站内,其余仍指回原站。