Рассуждения об основах математики. Анатолий Николаевич Овчинников

аппарат устроен так, чтобы он обладал внутренней непротиворечивостью. Ни одно определение или формула никогда не противоречит ни одному другому определению или формуле, внутри самой математической системы. Это очень важное и полезное свойство математики. Но эта внутренняя непротиворечивость ещё не гарантирует внешней непротиворечивости по отношению к внешнему миру. Математический аппарат одинаково безупречно может описывать как то, что происходит в реальном мире, так и то, что в нем никогда не происходит. И эту особенность математического аппарата нужно обязательно учитывать. Отбор математических описаний (того, что происходит в реальном мире) делается уже не при помощи математических знаний, а экспериментально (смотри здесь предыдущий пункт). Ниже мы приводим несколько примеров того, к чему приводит пренебрежение указанной здесь особенностью математического аппарата.

      Пример 1. Прямолинейное равноускоренное движение. Пусть s – путь, проходимый точкой; a – ускорение точки; t – время движения точки. Из формулы

      находим

      Но мы, однако, принимаем во внимание только решение с плюсом:

      Но почему? Ведь отрицательное решение вовсе не противоречит математическому аппарату. Мы отбрасываем решение с минусом потому, что здесь мы пока ещё помним о том, что математический аппарат может одинаково безупречно описывать как то, что происходит, так и то, что не происходит в реальном мире. Не существует экспериментов, где время движения точки оказалось бы отрицательным.

      Пример 2. Дифференциальные уравнения. Как известно, любое дифференциальное уравнение дает бесконечное множество решений. И только некоторые из этих решений описывают то, что происходит на самом деле. Подавляющая часть этих решений не имеет никакого отношения к описанию реального положения дел. Почему нас это не удивляет? Да потому, что и здесь мы пока ещё помним, что математический аппарат безупречно может описывать как то, что происходит, так и то, что не происходит. Чтобы решение описывало то, что происходит, нужно задать «правильные», реально существующие начальные и граничные условия, а это дело можно поручить только физику. Почему? Потому, что только физик имеет дело с первоначальными, реальными измерениями физических величин, и уж он-то знает, каковы эти величины бывают на самом деле. Если, например, поручить это дело математику, то он может задать «несбыточные» начальные и граничные условия. А потому и решение дифференциального уравнения будет описывать «несбыточные» процессы. Но очень часто даже физик имеет весьма туманное представление о начальных и граничных условиях, а тогда, дифференциальное уравнение становится совершенно бесполезной вещью.

      Пример 3. Производная координаты по времени и дифференциал времени. Пусть s – путь, проходимый точкой; t – время движения; v – скорость точки. Производная пути по времени (скорость) в математическом