Файл: Вальков К.И. Введение в теорию моделирования.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.06.2024

Просмотров: 139

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ответ», но в то же

время акцентировали

трудность, кото­

рая

заключается в

том,

что стражники

не

могут действо­

вать

формально. Отсюда

и берет начало весь

«парадокс».

Отодвигая на одну ступень инвариант­ ную неопределенность, можно дать, на­ пример, два следующих и весьма различ­ ных определения «правдивого ответа»:

а) ответ правдив, если он выражает действительное намерение человека;

б) правдивость ответа оценивается тем, что случается с человеком в следую­ щие пять минут.

И то и другое правило можно с рав- * ным успехом (хотя, конечно, чисто теоре­ тически) положить в основу действия стражников. Но при этом нужно непре­ менно разрешить им опираться на вновь

Рис. 1.6 возникшую инвариантную неопределен­ ность. Однако описывая трудности, ставя­ щие стражников в тупик, мы, во-первых,

подразумевали, что они обязательно руководствуются прави­ лом «б» (хотя оно нигде не оговаривалось), а во-вторых, пола­ гали, что в этом правиле понятие «то, что случается с челове­ ком в следующие пять минут» тоже имеет свою систему от­ счета, а именно:

в) то, что случается с человеком в следующие пять минут, определяется правдивостью его ответа.

Этим порочным кругом и завершается построение извест­ ного математического «парадокса». Для полного уяснения ска­ занного полезно, быть может, возвратиться к конкретным об­ разам предыдущего параграфа (рис. 1.6). Имя человека (Ми­ хаил, Илья) определяется тем, стоит ли он впереди или позади Петра. Человек считается стоящим впереди или позади Петра в зависимости от того, как его зовут (Михаил, Илья). Разу­ меется, из этих определений невозможно извлечь имя чело­ века, стоящего возле Петра. Точно так же невозможно причис­ лить человека к множеству лжецов или правдолюбцев на основе указанных выше определений «б» и «в».

Подводя некоторые итоги, подчеркнем снова, что вопрос о принадлежности элемента к мыслимому множеству всегда является дискуссионным. Всякая попытка защитить математи­ ческие объекты от подобных дискуссий приводит к необходи-

18


мости «самоопределения», т. е. к порочному кругу и, в конеч­

ном итоге, к математическим «парадоксам».

 

 

5. Конечное множество, состоящее из элементов хи

х2,..

.,

хп, обозначают

обычно

символом и...,хп}.

Если

исполь­

зуется описательный способ задания, то применяют

также

символ

{х\Р(х)},

где

выражение Р(х)

обозначает

как

раз

условие,

позволяющее

отличать элементы

множества.

 

 

Из элементов множества могут быть составлены различные совокупности, которые именуются подмножествами данного множества. Множество М и его подмножество /V связаны от­

ношением включения: N СМ.

Нетрудно

убедиться, что конеч­

ное множество

и . . . ,

хп}

имеет всего

2™ подмножеств, при­

чем в это число

входят

и все элементы Х\ ... хп, взятые

по от­

дельности, само множество

{х\

.. . хп} и так называемое

пустое

множество, или

нуль,

которое

принято

обозначать символом

О или 0 . Пустое множество не содержит

в себе ни одного эле­

мента. Удобно полагать, что оно является элементом любого другого множества.

Два множества могут иметь пересечение, т. е. могут иметь некоторую совокупность общих элементов. Эта совокупность, в свою очередь, является множеством. Следовательно, пересе­ чение допустимо рассматривать как некоторую операцию, со­ поставляющую двум множествам М и N третье множество Р. Условная запись этой операции: M[\N = P. Если множества М и Л/ не пересекаются, то их общим элементом является пустое множество 0. Имея в виду эту специальную оговорку, есте­ ственно утверждать, что два множества всегда пересекаются.

Рассмотрим также объединение двух множеств М и N, т. е. совокупность всех элементов, принадлежащих первому и вто­ рому множеству. Операция объединения сопоставляет, оче­ видно, множествам М я N третье множество Q. Условная за­ пись: MVN—Q. Если объединение Q содержит все вообще элементы, которые охватываются данным рассуждением или, лучше, может быть, сказать, восприятием данного наблюда­ теля, то Q именуется универсумом и отмечается специальным символом U. Имея в виду и этот предельный случай, есте­ ственно утверждать, что два множества всегда имеют объеди­ нение.

6. Понятие о множестве подразумевает, что элементы его могут быть выделены, что они, следовательно, отличаются от чего-то другого, и это другое данным множеством не исчерпы­ вается. Отсюда видно, что универсум нельзя в обычном смысле именовать множеством: элементы его не от чего отличать. Уни-

19


версум U лишь совершенно условно причисляется к множе­ ствам, так же как условно причисляется к ним нуль — 0 . Универсум является обратной стороной пустого множества, совпадающей с ним противоположностью. И с топ и с другой стороны множество, как таковое, исчезает.

Принимая во внимание эти соображения, нетрудно заме­ тить, что представления о пересечении и объединении мно­ жеств, о нуле и универсуме обладают двойственностью. Иными словами, любое справедливое утверждение о множествах, в ко­ тором в качестве специальных выражений фигурируют только термины «пересечение», «объединение», «нуль» и «универсум», сохраняет свой смысл и остается справедливым после замены терминов по правилу, представленному ниже следующей схемой:

 

 

 

 

пересечение +± объединение

 

 

 

 

 

 

 

нуль

 

 

универсум.

 

 

 

 

Приведем несколько примеров двойственных записей:

 

а) М U 0 - М ^ М П U = М;

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

Mu(Nl)R)

 

=

(MUN)UR'<*

М n(N

f}R)=

 

 

(МпМ)[}Я;

в)

MU(N[\R)

=

(M\]N)[\(MUR)^Mn(NUR)

 

 

 

 

=

 

= ( М п Л 0 и ( Л Т

[\R).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Используя

правило

двойственности, полезно рассмотреть

 

 

 

_

 

множество

S,

которое

содержит

все

 

 

 

 

 

элементы универсума, за

исключени­

 

 

 

 

 

ем элементов множества М (рис. 1.7).

 

 

 

 

 

Для

обозначения

такого

множества

 

 

 

 

 

часто

используют

специальный

сим­

 

 

 

 

 

вол М

(читается: не

 

М).

 

Очевидно,

 

 

 

 

 

М Г\М = 0

и

MJJM

 

= U.

Образом,

 

 

 

 

 

двойственным

М,

должно

служить

 

 

 

 

 

множество X, по отношению к кото­

 

 

 

 

 

рому

 

справедливы

 

 

равенства:

 

 

 

 

 

XUM=U

 

и

X [}М

= 0.

 

Но

это

 

 

 

_

 

опять

 

то же

самое

множество

5 =

 

 

 

 

 

^•М = Х. Множество М именуется аб­

 

Рис.

1.7

 

 

солютным

дополнением

М. Абсолют­

 

 

 

 

 

ное дополнение само себе двойствен­

 

 

 

 

 

но. Хорошей

иллюстрацией нового

понятия служат,

например, следующие двойственные за-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

писи:

 

 

 

 

^ ( М п л /

) = ж и м

 

 

 

 

 

г) ( ж и л / ) = ж п л /

 

 

 

 

 

20



Рекомендуется подробно изучить эти записи, воспользовав­

шись схематическим

изображением,

аналогичным

изображе­

нию на рис.

1.7.1

записи М\] N=N

и М f] N = M равно­

Отметим

еще, что

сильны утверждению,

что множество

М

включено

в N и яв­

ляется подмножеством N.

 

 

 

7. Понятие об универсуме, разумеется, тесно связано с по­ нятием об инвариантной неопределенности. Фиксировать уни­ версум — это значит фиксировать соответствующую ему инвариантную неопределенность. Весьма заманчивой, хотя и су­ щественно далекой аналогией здесь может служить соотноше­ ние, существующее между множеством и его абсолютным до­ полнением. Как только выделено множество М, так сразу же определено и его абсолютное дополнение. Как только выделен универсум, так сразу же принята инвариантная неопределен­ ность.

Эта аналогия может быть продолжена. Абсолютное допол­ нение не есть внутреннее свойство множества М, но есть его связь с универсумом. Допустив изменения универсума, будем

получать различные

абсолютные дополнения

при одном и

том же множестве М.

Точно также инвариантная

неопределен­

ность не есть внутреннее свойство универсума, но есть его связь с одним из аспектов реальности. Различные аспекты реально­ сти дают различные инвариантные неопределенности при од­ ном и том же универсуме.

Намеченная аналогия существенно ограничена тем обстоя­

тельством, что множество, абсо­

 

лютное

дополнение

и

универ­

 

сум

допустимо

мыслить

как

 

структуры

конечные,

тогда как

 

для инвариантной неопределен­

i

ности и для порождающей ее

реальности это

предположение

 

заведомо

исключается.

 

 

 

Рассмотрим

одну

геометри­

 

ческую

иллюстрацию,

хорошо,

Рис. 1.8

хотя и весьма схематически, по-

ясняющую

изложенные

здесь

 

общие

идеи.

 

 

 

 

 

Пусть множество М представляет собой совокупность то­

чек,

расположенных

 

на

отрезке

АВ, включая его концы

1 Подобные схематические изображения известны в литературе под име­ нем диаграмм Венна или кругов Эйлера.

21