รากฐานของคณิตศาสตร์
รากฐานของคณิตศาสตร์ (อังกฤษ: Foundation of mathematics) เป็นการศึกษาพื้นฐานสำคัญที่คณิตศาสตร์จำเป็นต้องใช้ ผ่านมุมมองทางปรัชญาและทางตรรกะ[1] คณิตศาสตร์อาจถือได้ว่ามีส่วนสำคัญสองส่วนคือ การให้นิยาม และการพิสูจน์ ซึ่งทั้งสองส่วนต้องอาศัยระบบสัจพจน์เป็นพื้นฐาน ในการศึกษารากฐานของคณิตศาสตร์เราศึกษาว่าระบบสัจพจน์ที่ใช้นั้นบริบูรณ์หรือไม่ขัดแย้งในตัวมันเองหรือไม่ หากระบบสัจพจน์ที่ใช้สอดคล้องกับเงื่อนไขทั้งสอง และเราสามารถดำเนินการคณิตศาสตร์ทั่วไปในระบบสัจพจน์นั้นได้ ระบบสัจพจน์นั้นก็ถือเป็นรากฐานของคณิตศาสตร์ที่ดี[2][3]
ในมุมมองเชิงปรัชญา รากฐานของคณิตศาสตร์ค้นหาทฤษฎีหรือข้อสมมติทางปรัชญาที่ใช้อธิบายธรรมชาติของคณิตศาสตร์[4][5] ในมุมมองนี้ ความแตกต่างระหว่างรากฐานของคณิตศาสตร์และปรัชญาของคณิตศาสตร์ค่อนข้างคลุมเครือ การค้นหารากฐานของคณิตศาสตร์เป็นคำถามหลักของปรัชญาคณิตศาสตร์ ยิ่งไปกว่านั้น ธรรมชาติของวัตถุทางคณิตศาสตร์ที่เป็นนามธรรมกลายเป็นประเด็นสำคัญในปรัชญาของคณิตศาสตร์ การศึกษารากฐานของคณิตศาสตร์ไม่ได้มีจุดมุ่งหมายที่จะศึกษารากฐานของทุกหัวข้อในคณิตศาสตร์ เราสนใจเพียงแต่แนวคิดพื้นฐานของคณิตศาสตร์เท่านั้น ตลอดจนความเชื่อมโยงระหว่างแนวคิดพื้นฐานเหล่านั้น
คณิตศาสตร์มีบทบาทพิเศษในความคิดทางวิทยาศาสตร์มาตั้งแต่สมัยโบราณ เพราะคณิตศาสตร์เป็นต้นแบบของการค้นหาความจริงอย่างมีเหตุผลและรัดกุม คณิตศาสตร์ทำหน้าที่เป็นเครื่องมือสำหรับวิทยาศาสตร์สาขาอื่น ๆ หรือแม้แต่เป็นพื้นฐานสำหรับวิทยาศาสตร์สาขานั้น (โดยเฉพาะฟิสิกส์) เมื่อคณิตศาสตร์พัฒนาไปในรูปแบบที่เป็นนามธรรมมากขึ้นในศตวรรษที่ 19 ส่งผลให้เกิดปัญหาและปฏิทรรศน์ใหม่ ๆ ตามมา ปัญหาและปฏิทรรศน์ที่เกิดขึ้น กระตุ้นนักคณิตศาสตร์และนักปรัชญาให้ค้นหาความจริงทางคณิตศาสตร์อย่างเป็นระบบมากขึ้น ตลอดจนพยายามรวมสาขาต่าง ๆ ของคณิตศาสตร์เข้าด้วยกันเป็นอันหนึ่งอันเดียว
การค้นหารากฐานของคณิตศาสตร์อย่างเป็นระบบเริ่มต้นขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 ทำให้เกิดสาขาใหม่ของคณิตศาสตร์คือ คณิตตรรกศาสตร์ ในภายหลังคณิตตรรกศาสตร์จะมีส่วนเชื่อมโยงอย่างมากกับวิทยาการคอมพิวเตอร์ คณิตศาสตร์ตกอยู่ในวิกฤตการณ์หลายครั้งเพราะผลลัพธ์จำนวนมากที่พิสูจน์ได้จากรากฐานของคณิตศาสตร์ดูเหมือนจะขัดแย้งในตัวมันเอง การค้นพบเหล่านั้นปัจจุบันกลายเป็นความรู้พื้นฐาน และนำไปสู่สาขาย่อยของคณิตศาสตร์จำนวนมาก เช่น ทฤษฎีเซต ทฤษฎีโมเดล ทฤษฎีการพิสูจน์ ยังมีการศึกษาหัวข้อเหล่านี้จนถึงปัจจุบัน
วิกฤตการณ์ทางรากฐานของคณิตศาสตร์
แก้วิกฤตการณ์ทางรากฐานของคณิตศาสตร์ (มาจากภาษาเยอรมัน : Grundlagenkrise der Mathematik) เป็นชื่อในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ที่ใช้เรียกการค้นหารากฐานที่เหมาะสมของคณิตศาสตร์
ส่วนนี้รอเพิ่มเติมข้อมูล คุณสามารถช่วยเพิ่มข้อมูลส่วนนี้ได้ |
การแก้ไขวิกฤต
แก้กลุ่มบูร์บากีซึ่งเป็นกลุ่มรวมนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ได้เริ่มจัดพิมพ์หนังสือหลายเล่มเกี่ยวกับสาขาต่าง ๆ ในคณิตศาสตร์ โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อวางรากฐานของคณิตศาสตร์สาขาเหล่านั้นบนรากฐานทางทฤษฎีเซตที่เพิ่งค้นพบใหม่
ในทางปฏิบัติ นักคณิตศาสตร์ส่วนใหญ่ไม่ได้ทำงานจากระบบสัจพจน์โดยตรง แต่ถ้าหากต้องใช้ นักคณิตศาสตร์ส่วนใหญ่ใช้ระบบสัจพจน์ ZFC และไม่สงสัยว่าระบบสัจพจน์ดังกล่าวจะจริงหรือไม่ ในคณิตศาสตร์ส่วนใหญ่ ความไม่บริบูรณ์และปฏิทรรศน์ของทฤษฎีรูปนัยไม่มีผลต่อหัวข้อที่นักคณิตศาสตร์ศึกษา แต่ในบางสาขาของคณิตศาสตร์บางสาขาที่มีความเสี่ยงจะสร้างทฤษฎีที่ขัดแย้งกันเอง (เช่น ตรรกวิทยาและทฤษฎีแคทิกอรี) อาจจะต้องใช้ความระมัดระวังเพิ่มเติม
ความก้าวหน้าทางทฤษฎีแคทิกอรีในกลางศตวรรษที่ 20 ชี้ให้เห็นว่าทฤษฎีเซตอื่น ๆ ที่ยอมให้มีชั้นมากกว่าที่ ZFC ยอมรับก็เป็นประโยชน์ในการศึกษาคณิตศาสตร์ ตัวอย่างทฤษฎีเซตที่มียอมรับชั้นมากกว่า ZFC เช่น ทฤษฎีเซตฟอนนอยมันน์-แบร์ไนส์-เกอเดิล หรือ ทฤษฎีเซตทาร์สกี-โกรเธนดีก แม้ว่าในหลาย ๆ กรณี การใช้สัจพจน์คาร์ดินัลขนาดใหญ่หรือจักรวาลโกรเธนดีกนั้นจะไม่จำเป็นก็ตามที
เป้าหมายอย่างหนึ่งของคณิตศาสตร์ผันกลับ คือการค้นหาว่ามี "คณิตศาสตร์ด้านหลัก" ด้านใดบ้าง ที่อาจทำให้เกิดวิกฤติการณ์ทางรากฐานขึ้นอีกครั้ง
ดูเพิ่ม
แก้อ้างอิง
แก้- ↑ Joachim Lambek (2007), "Foundations of mathematics", Encyc. Britannica
- ↑ Mayberry, John P. (2000). The foundations of mathematics in the theory of sets. Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-08939-6. OCLC 852898494.
- ↑ "foundation of mathematics in nLab". ncatlab.org.
- ↑ Leon Horsten (2007, rev. 2012), "Philosophy of Mathematics" SEP
- ↑ Detlefsen, Michael (2016), "Mathematics, foundations of", Routledge Encyclopedia of Philosophy (1 ed.), Routledge, doi:10.4324/9780415249126-y089-1, ISBN 978-0-415-25069-6, สืบค้นเมื่อ 2021-03-06
 | บทความคณิตศาสตร์นี้ยังเป็นโครง คุณสามารถช่วยวิกิพีเดียได้โดยการเพิ่มเติมข้อมูล |