Статья: Исторические проблемы математики. Число и арифметическое действие
Изящным маневром само “понятие числа” сразу же заменяется его “историческим развитием” (что означает также замену самой математики какой-то ее историей). Или же упоминается “обсуждение его философского смысла” (что тоже означает замену математики философией, проще говоря, неопределенными рассуждениями на тему о числах). И все это вводится вовсе не в основной части текста, а всего лишь к нему предисловии. Как если бы этот вопрос был абсолютно несущественным и второстепенным. Чуть ли не в разделе “да, чуть не забыли”.
И при этом нарочито небрежно, походя, одной фразой. Поскольку, видите ли, требует много времени и места. Так много, что в книге, должно быть, просто не уместилось. Хотя и сообщается, что об этом уже написано много других книг. Которые сам автор, надо думать, уже прочел. Ну и что он там вычитал?
Где требуемое определение этого основного понятия математики? Являющегося также исходным или первичным.
Ответом служит глубокомысленное молчание.
А вот другое сообщение, тоже увиливающее от прямого ответа в область исторического развития понятия числа. Предназначенное для учителей. Это, вероятно, максимум того, что можно вообще узнать в институте:
Что такое число?
В XYIII веке математики считали понятие числа совершенно простым и ясным. “Ничто не является более простым и более известным людям, - указывал Боссю, - чем идея числа”.
Они полагали возможным дать о б щ е е определение понятия числа, способное быть д е й с т в е н н ы м началом логического развития арифметики л ю б ы х ч и с е л. “Надлежит прежде всего о числах иметь ясное понятие”, - писал Эйлер и тут же добавлял, что т о л ь к о п о н и м а н и е п р и р о д ы ч и с е л г а р а н т и р у е т п о н и м а н и е в о з м о ж н ы х д е й с т в и й н а д н и м и и о с т а л ь н ы х и х с в о й с т в. “… всякий способ изображения чисел, - пишет Эйлер, - требует к арифметическим действиям особых правил, которые надлежит производить от свойств оных чисел, кои употребляются”.
Учебники арифметики этого времени часто начинались категорическим утверждением: изучить арифметику может только тот, кто знает, что есть число. Такое утверждение гармонически сочеталось с трактовкой математики как науки о величинах.
В первой половине XYIII века авторы руководств по арифметике, статей в энциклопедиях и т.п. обычно определяли понятие числа по Евклиду: число есть множество единиц. Так по существу трактовал понятие числа Л. Магницкий. Определение Евклида сохраняется и во второй половине XYIII века, правда, как увидим, не в прежнем его толковании как общего понятия числа. Еще до XYIII века применение определения Евклида встретилось с рядом трудностей. Именно, опираясь на него, нужно было признать, что 0 и 1 не являются числами: нуль есть только знак для “ничто”; единица означает только одну вещь, она – основание, “причина” числа, но не число. Известно, что такая трактовка понятия единицы была развита в древней Греции. Потом она перешла к математикам Среднего востока и Западной Европы и имела последователей еще в XYII веке. Решающим, однако, было то, что определение Евклида по видимости мирилось с существованием дробных чисел, но не охватывало числа иррациональные. Этот факт учитывал Лейбниц и некоторые другие математики XYII века. “Понятие числа во всем объеме, - писал Лейбниц, - охватывает числа целые, дробные, иррациональные и трансцендентные”. Все возрастающая роль иррациональных чисел в механике, математическом анализе и алгебре способствовала тому, что во второй половине XYIII века чаще появляются и, наконец, завоевывает господствующее положение иное общее определение числа, выдвинутое Ньютоном: “число есть отношение одной величины к другой, того же рода, принятой за единицу”. Это определение охватывало как равноправные положительные целые, дробные, и иррациональные числа. Именно в этом обстоятельстве Даламбер и Котельников усматривали превосходство определения Ньютона. Единица становилась полноправным числом: измеряемая величина могла оказаться равной единице меры. Нуль, однако, по-прежнему выступал как знак “ничто”. Правда, в алгебре наметилось иное толкование нуля, как “середины” между положительными и отрицательными величинами, но в арифметику оно не проникло. Взгляд на нуль, как на число, стал завоевывать всеобщее признание с конца XYIII века в связи с разработкой вопросов обоснования арифметических действий. И это естественно, если учесть господствующую в это время чисто количественную трактовку понятия числа. На определение Ньютона опирались Эйлер, Лагранж и Лаплас. Его придерживались С. Котельников, А. Барсов и многие другие.
Во второй половине XYIII века большинство математиков рассматривало ньютоново определение понятия числа не только как целесообразное, но и как предельно широкое, охватывающее все возможные его виды. Определение Евклида начинает правильно трактоваться только как определение целого числа” [ 4 ].
Тематика книги отнюдь не случайно обрывается началом XIX века. Ее идея, видимо, такова. Да, действительно, понятие числа вызывало какие-то затруднения. Но это было довольно давно. Еще в эпоху античности или на рубеже XYII - XYIII веков. В крайнем случае, XIX. Но уж никак не в ХХ веке или того позже. Эвклид предварительно определил, Ньютон существенно уточнил. После чего все стало если и не совсем, то почти хорошо. А в общем числа это все: и целые, и дробные, и относительные, и рациональные, и иррациональные, и комплексные, такая вот сборная солянка. И нет никакой проблемы. Нужно только все это хорошенько выучить. Чтобы затем применять.
Чего стоит, однако, ньютоновское “уточнение”, когда одно неизвестное (число) определяется через два других неизвестных (величину и отношение). Они-то что значат? Ведь их не иначе как через число придется определять, совершая логический круг.
А как это излагается в начальной школе, где и закладывается фундамент образования?
Цитата:
“I. НАТУРАЛЬНЫЕ ЧИСЛА.
§ 1. Счет как основа арифметики. Натуральный ряд чисел.
Арифметика – это наука, изучающая числа и действия над ними. Счет является основой арифметики.
Прежде чем научиться вычислять, надо научиться считать и уметь записывать числа. Для счета люди пользуются названиями чисел и особыми знаками для краткого их обозначения.
Знаки для изображения чисел называются цифрами. Мы пользуемся десятью цифрами: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, и 9. Эти цифры называются а р а б с к и м и.
Для обозначения отсутствия предметов употребляется число нуль, которое изображается цифрой 0 (рис. 1 – ветка с птичками и надписью “На ветке сидело 5 птиц” и “Птицы улетели. На ветке осталось 0 птиц”).
Все числа: 1, 2, 3, 4, …, 9, 10, 11, …, 16, 17, 18 и так далее без конца называют натуральным рядом чисел, а сами числа – натуральными числами. В натуральном ряду каждое число, начиная с 2, на единицу больше предыдущего.
Натуральные числа являются ц е л ы м и числами. К целым числам относится и число нуль, но оно не принадлежит к натуральным числам.
Не следует смешивать понятия “числа” и “цифры”. Различных чисел можно написать сколько угодно, а цифр – только десять. Любое натуральное число мы записываем с помощью этих десяти цифр.
Слово “цифра” в обычной речи часто употребляется в том же смысле, в каком в арифметике употребляется термин “число”; например говорят о цифрах семилетнего плана.
Каждое из первых девяти натуральных чисел 1, 2, 3, …, 9 записывается одной цифрой, эти числа называются однозначными числами. Число нуль относится к однозначным числам. Все остальные натуральные числа записываются с помощью нескольких цифр и называются многозначными числами.
По количеству входящих в них цифр многозначные числа делятся на двузначные, трехзначные, четырехзначные и т.д.
П р и м е р ы: 22, 35 и 47 – двузначные числа; 305; 666 и 700 – трехзначные числа; 506 066 – шестизначное число” [ 5 ].
Где здесь определение чисел? Его просто нет. Ни в каком, хотя бы сколько-нибудь приблизительном или описательном виде. Как можно “изучать числа”, не зная, что это такое?
Зато в одном этом параграфе вводится сразу целый букет производных терминов: натуральные числа, счет, натуральный ряд чисел, действия над числами, запись чисел, особые знаки, краткое обозначение чисел, знаки для изображения чисел, цифры, арабские цифры, число нуль, не принадлежащее к натуральным числам и поясняемое метафорой “птицы улетели”, число, записываемое с помощью десяти цифр, цифра, понимаемая как число, число на единицу больше предыдущего, целые числа, целое число нуль, однозначные и многозначные числа, числа в виде нескольких цифр, двузначные, трехзначные и шестизначные числа. И все это практически без пояснений.