수학아카데미

2009.06.25 04:06

수학의 기초 및 건의

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   전승철회원님께서 '페르마의 마지막 정리'의 서평을 써주셨습니다. 수학이란 무엇인가?에대한 의견도 덧붙여 주셨고요. 수학의 본질에대한 의견은 몇 가지 있는 것 같습니다. 그 중 하나가 오류가능주의라고 해서 수학은 단지 인간활동의 산물이고, 오류가 생길 수 있으며, 시대에따라 변할 수 있는 학문이라는 의견이 있습니다. 물론, 다수의 의견이라고 볼 수는 없습니다. 또다른 의견으로 수학은 물질 세계와 구분되는 어떤 수학적 대상을, 이성을 통해 인식하고 연구하는 것이라고 봅니다. 이 두 의견이 혼합됐으면서도 후자에 무게중심을 둔 의견이 다수일 것 같습니다.

   20세기 초, 수학의 기초에대해서 수학자들 사이에 팽팽한 의견 대립이 있었습니다. '러셀의 역설'과 같은 역설의 등장으로 수학의 기초를 탄탄히 해야할 필요성이 생겼고, 그 과정에서 러셀과 화이트헤드의 논리주의, 힐베르트를 필두로한 형식주의, 그리고 브로우웨르의 직관주의가 등장합니다. 논리주의는 초기의 목표를 미처 마무리 짓지 못했다고 하며, 형식주의는 괴델의 불완전성 정리에의해 한계가 드러났고, 직관주의는 수학자들의 기호에 맞지 않고, 기존 수학의 결과를 대폭 부정하기 때문에, 다수의 지지를 받지 못한 것 같습니다. 위에서 언급한 오류가능주의와 제일 유사한 게 직관주의인 것 같고, 수정직관주의라는 것도 있다고 합니다.

   아무튼 수학의 기초에서 벌어졌던 대립의 한 가운데에 괴델의 불완전성 정리가 있습니다. 당시 세계 최고의 수학자인 힐베르트의 염원을 무너뜨렸고, 형식주의에 일격을 가한 정리입니다. 이 정리는 수학뿐 아니라 철학이나 심리학, 신경학, 전산학, 인공지능 등 인간의 이성에 관심을 둔 많은 분야에 지속적인 영향을 미치고 있습니다.

   수학아카데미나 백북스 정기모임에서 괴델의 불완전성 정리를 공부해보면 좋을 것 같아서 적어봤습니다. 우리나라에 수학기초론을 연구하는 분이 많지 않은데, 연세대의 김병한 교수님을 만나뵙고 싶네요. MIT에서 assistant prof.를 하시다가 2005년에 연세대로 오셨고, 인터넷에 '올바른 수학을 찾아서'라는 수학기초론 소개글도 있으며, 대중과의 접촉점을 찾는 분 같습니다. 교수님의 홈페이지
http://math.yonsei.ac.kr/bkim/ 하단에 Articles (Korean) 를 보시면 좋은 자료도 있습니다.

아직까지 백북스 '정기모임'에서 순수수학에대한 강연은 없었던 것 같은데, 운영위원님들께서 참고해주시길 부탁드립니다^^
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    전승철 2009.06.25 04:06
    좋은 글 감사드립니다. 마침 이번주말에 전파과학사의 괴델 불완전성정리 독후감을 올릴까 생각하고 있었습니다. 당직이 걸려있어서 잘될지 모르겠네요.

    괴델이후 수학이 무엇이냐는 질문에 <수학은 자유이다>, <수학은 언어이다>, <수학은 사상이다> 등의 답변이 설득력을 얻습니다. 수학의 언어에서 케이스 데블린은 수학을 패턴에 대한 과학이라고 정의하기도 합니다. 옜날 피타고라스는 <만물은 수이다> 라고 했다죠.

    참고로 수학의 오류가능성 이라는 사조나 입장은 들어본적이 없습니다. 그리고 수학의 대상에 특정한 제한이 있는 것 같지는 않습니다. 수로 환원될 수 있기만 하면 말이죠.

    괴델의 불완전성정리는 힐베르트 프로그램의 정신과 방법을 갖고 이루어진 것입니다. 힐베르트 프로그램이 실패한 것은 맞지만 현재의 수학은 힐베르트가 의도한 데로.. 즉 형식주의를 계승하고 있습니다.

    괴델의 불완전성은 그 자체의 논리와 의미도 중요하지만, 수학사 전반에 대한 이해가 동반 되어야 할 것입니다. 관심있는 분들께 수학아카데미 추천도서를 권해드립니다.
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    육형빈 2009.06.25 04:06
    오류가능주의에대한 링크입니다.
    http://en.wikipedia.org/wiki/Falsificationism#Logic_and_mathematics
    대표적인 학자로 Imre Lakatos가 있는 것 같네요.
    http://en.wikipedia.org/wiki/Imre_Lakatos

    현대수학이 형식주의를 계승한다기보다는 형식주의 이전부터 있어왔던 공리론적 방법론을 따른다고 해야 좀 더 정확할 것 같습니다만, 현대수학의 형식성을 강조하면 그렇게 표현할 수도 있겠네요.
    형식주의가 수학기호의 '의미'를 다양한 해석의 하나로 대치한 뒤, 형식성에 무게를 두었다는 점에서 실제의 수학과 차이가 있는 것 같습니다. 어떤 언어에대한 완벽한 문법체계가 있다고 해서, 그것이 실제 언어를 완벽히 설명하는 건 아니니까요. (형식주의가 완벽한 문법체계도 아니지만요.)

    괴델이 원래 의도했던 것은, 말씀하신 대로, 힐베르트 프로그램을 해결하기위한 것이라고 합니다. 하지만, 예상과 달리 반대의 결과가 나왔는데, 이 부분이 또한 수학의 매력 같습니다. 인문학과의 차이점이기도 하고, 개인의 (주관적) 생각과 분리되는 객관적인 수학논리가 있다는 의견을 뒷받침하는 것 같습니다.

    수학에대해 이야기할 때, 비교적 간단한 수학을 직접 경험해보고 그에대해 논할 수도 있지만, 고등수학을 직접 경험하면 더 풍성한 논의를 할 수 있을 것 같습니다. 예를들어 비유클리드 기하학을 모르는 상태에서 수학에대해 논의하는 것보다 아는 상태에서 논의할 경우 더 폭넓은 논의가 가능합니다. 그런 의미에서 괴델의 불완전성 정리에대한 공부를 제안한 것이죠. 하지만, 현실성이 떨어집니다. 더 현실적인 방법으로, 지금(!) 수학기초론를 연구하는 전문가에게 생생한 얘기를 듣고 싶은 것이죠.

    뛰어난 수학자들 사이에 수학의 본질에대한 일치된 의견이 있다면 흥미가 떨어지겠지만, 그렇지 않다는 사실이 호기심을 자극하네요.

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