Аристотель, Лейбниц, Буль
Математическая логика тесно связана с
логикой и обязана ей своим возникновением. Основы логики, науки о законах и
формах человеческого мышления (отсюда одно из ее названий — формальная логика),
были заложены величайшим древнегреческим философом Аристотелем
(384—322 гг. до н. э.), который в своих трактатах обстоятельно исследовал
терминологию логики, подробно разобрал теорию умозаключений и доказательств,
описал ряд логических операций, сформулировал основные законы мышления, в том
числе законы противоречия и исключения третьего [1—5]. Вклад Аристотеля в логику
весьма велик, недаром другое ее название — аристотелева
логика.
Еще сам Аристотель заметил, что между
созданной им наукой и математикой (тогда она именовалась арифметикой)
много общего. Он пытался соединить две эти науки, а именно свести размышление,
или, вернее, умозаключение, к вычислению на основании исходных положений. В
одном из своих трактатов Аристотель вплотную приблизился к одному из разделов
математической логики — теории доказательств.
В дальнейшем
многие философы и математики развивали отдельные положения логики и иногда даже
намечали контуры современного исчисления высказываний, но ближе всех к созданию
математической логики подошел уже во второй половине XVII века выдающийся
немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646— 1716), указавший пути
для перевода логики “из словесного царства, полного неопределенностей, в царство
математики, где отношения между объектами или высказываниями определяются
совершенно точно” [6]. Лейбниц надеялся даже, что в будущем философы, вместо
того чтобы бесплодно спорить, станут брать бумагу и вычислять, кто из них прав
[1]. При этом в своих работах Лейбниц затрагивал и двоичную систему
счисления.
Следует отметить, что идея использования двух
символов для кодирования информации очень стара. Австралийские аборигены считали
двойками, некоторые племена охотников-сборщиков Новой Гвинеи и Южной Америки
тоже пользовались двоичной системой счета. В некоторых африканских племенах
передают сообщения с помощью барабанов в виде комбинаций звонких и глухих
ударов. Знакомый всем пример двухсимвольного кодирования — азбука Морзе, где
буквы алфавита представлены определенными сочетаниями точек и
тире.
После Лейбница исследования в этой области вели
многие выдающиеся ученые, однако настоящий успех пришел здесь
к английскому математику-самоучке Джорджу Булю (1815—1864),
целеустремленность которого не знала границ.
Материальное
положение родителей Джорджа (отец которого был сапожным мастером) позволило ему
окончить лишь начальную школу для бедняков. Спустя какое-то время Буль, сменив
несколько профессий, открыл маленькую школу, где сам преподавал [2]. Он много
времени уделял самообразованию и вскоре увлекся идеями символической логики. В
1847 году Буль опубликовал статью “Математический анализ логики, или Опыт
исчисления дедуктивных умозаключений”, а в 1854 году появился главный его труд
“Исследование законов мышления, на которых основаны математические теории логики
и вероятностей”.
Буль изобрел своеобразную алгебру —
систему обозначений и правил, применимую ко всевозможным объектам, от чисел и
букв до предложений. Пользуясь этой системой, он мог закодировать высказывания
(утверждения, истинность или ложность которых требовалось доказать) с помощью
символов своего языка, а затем манипулировать ими, подобно тому, как в
математике манипулируют числами. Основными операциями булевой алгебры являются
конъюнкция (И), дизъюнкция (ИЛИ) и отрицание (НЕ).
Через
некоторое время стало понятно, что система Буля хорошо подходит для описания
электрических переключательных схем. Ток в цепи может либо протекать, либо
отсутствовать, подобно тому, как утверждение может быть либо истинным, либо
ложным. А еще несколько десятилетий спустя, уже в XX столетии, ученые объединили
созданный Джорджем Булем математический аппарат с двоичной системой счисления,
заложив тем самым основы для разработки цифрового электронного
компьютера.
Отдельные положения работ Буля в той или иной
мере затрагивались и до, и после него другими математиками и логиками [1, 2].
Однако сегодня в данной области именно труды Джорджа Буля причисляются к
математической классике, а сам он по праву считается основателем математической
логики и тем более важнейших ее разделов — алгебры логики (булевой алгебры) и
алгебры высказываний.
Литература
1. Колмогоров
А.Н., Драгалин А.Г. Введение в математическую логику. М.: Издательство
Московского университета, 1982.
2. Соколов Е.А.
Интегральные схемы логических операций // Новое в жизни, науке, технике. Сер.
“Вычислительная техника и ее применение”. Аппаратный состав ЭВМ, №
5/88.
3. Дж. Кемени, Дж. Снелл, Дж. Томпсон.
Введение в конечную математику: Пер. с англ. М.: Мир,
1963.
4. 1 + 1 = ? // Информати- ка, №
3/2000.
5. Создатель формальной логики // Информатика, №
41/2000.
6. Знакомьтесь: компьютер: Пер. с англ. М.: Мир,
1989.