Internet Publikation für Allgemeine und Integrative Psychotherapie
    IP-GIPT DAS=07.09.2003 Internet-Erstausgabe, letzte Änderung 31.1.8
    Impressum: Diplom-PsychologInnen Irmgard Rathsmann-Sponsel und Dr. phil. Rudolf Sponsel
    Stubenlohstr. 20     D-91052 Erlangen  *  Mail: sekretariat@sgipt.org_Zitierung  &  Copyright

    Anfang _Beweis in der Mathematik_Überblick_Rel. Aktuelles  _Rel. Beständiges  _Titelblatt_ Konzept_ Archiv_ Region_Service_iec-verlag__Wichtiger Hinweis zu Links und zu Empfehlungen

    Willkommen in unserer Abteilung Abstrakte Grundbegriffe aus den Wissenschaften (Analogien, Modelle und Metaphern für die allgemeine und integrative Psychologie und Psychotherapie sowie Grundkategorien zur Denk- und Entwicklungspsychologie), hier speziell zum Thema:

    Beweis und beweisen in Mathematik und Logistik

    Blicke über den Zaun zum Auftakt für eine psychologisch-psychotherapeutische Beweislehre
    aus allgemein integrativer psychologisch-psychotherapeutischer und einheitswissenschaftlicher Sicht

    Einführung, Überblick, Verteilerseite Beweis und beweisen

    von Rudolf Sponsel, Erlangen

    Hinweis: Wenn nicht ersichtlich werden (Externe Links) in runden und [interne IP-GIPT Links] in eckige Klammern gesetzt, direkte Links im Text auf derselben Seite sind direkt gekennzeichnet. In dieser Übersichtsarbeit wird das Thema im Überblick gesamtheitlich aus einheitswissenschaftlicher Perspektive dargestellt. Im Laufe der Zeit folgen weitere Ausarbeitungen.


    • Einstieg Beweis und beweisen in Mathematik und Logistik.
      • Zwei Beispiele: Chinesischer Beweis zum Pythagoras aus dem 11. Jhd.
      • Euklids Primzahlbeweis.
        • Ein indirektes Beweisschema aus dem Netz.
      • Das Problem des Tertium non datur beim indirekten Beweis.
        • Gefährliche Regionen und Prozeduren: wo sich besondere Vorsicht empfiehlt.
          • Aus Erhard Schmidts Rekoratsrede "Über mathematische Gewißheit".
        • Brouwers Denkweise und Argumentation nach Dirk von Dalen (1992).
        • Ein Beispiel aus dem Netz zum Problem des Tertium non datur.
        • Mann oder Nicht-Mann, das ist hier die Frage.
        • "Konstruktive" Idee für die Legitimation der Anwendung des Tertium non datur.
        • Anmerkung: Beweisidee wie man die Allgemeingültigkeit des Tertium non datur widerlegen könnte.
        • Psychologischer Exkurs: Konträres und Kontradiktorisches.
      • Die Bedeutung der Gödel'schen Sätze.
      • Exkurs I. Mathematischer und empirischer Beweis.
      • Exkurs II: Das Drama der Mathematik-SchülerInnen.
      • Exkurs III: Das große Problem der Mathematisierung der Welt.
      • Exkurs IV: Ist die Mathematik so sicher, wie sie sich präsentiert?
      • Exkurs V:  Mehr oder minder gut beweisen?
      • Querverweis: Rabulistik und Sophistik in der altehrwürdigen Mathematik.
      • Querverweis zum Grundlagenstreit in der Mathematik.
      • Literatur. * Links.



    Einstieg Beweis und beweisen in Mathematik und Logistik


    ;-) Was für ein Beweisverfahren wird hier angewendet?

    Das Beweisideal wurde in der Geschichte der Mathematik bereits sehr früh erreicht. Obwohl Euklid als genialer Großmeister mathematischer Beweiskunst gilt, berichtet z.B. Schwarz von einem beeindruckenden chinesischen Beweis zum Satz des Pythagoras aus dem 11. Jhd. v. Chr. (!)
        Zum Wesen der (reinen) Mathematik gehört, alles und jedes zu beweisen, was behauptet oder benutzt wird. Das sollte im Grunde aber ganz allgemein das Prinzip Wissenschaft sein, die MathematikerInnen wenden es - neben den LogistikerInnen als vermutlich einzige - nur äußerst, ja geradezu 'gnadenlos' konsequent an, wenn auch für die Außenstehenden oft nur schwer nachvollziehbar. MathematikerInnen und mathematische AnwenderInnen unterscheiden sich daher mit wenigen Ausnahmen meist durch ihr Interesse und ihre Fähigkeit, beweisen zu können, wobei das mathematische Beweissystem allerdings nicht so klar vermittelbar ist, wie es wünschenswert erscheint. Man kann sogar sagen, die Mathematik unternimmt viel, um es ihren SchülerInnen schwer zu machen. Das ist sehr schade, weil dadurch die Vorbild- und Idealfunktion der Mathematik nicht in der wünschenswerten Weise genutzt werden kann.
        Reine Mathematik beschäftigt sich zweckfrei und nur erkenntnisinteressengeleitet mit mathematischen Objekten und ihren Beziehungen mit dem Ziel, alles Mögliche zu beweisen; Anwendungsfragen - mit Ausnahme der Astronomen und Physiker - werden eher als fremd oder störend erlebt. Die AnwenderIn ist üblicherweise nicht an Beweisen, sondern wie ihr Name ja schon kund tut, am Anwenden interessiert, obschon es für die einheitswissenschaftliche Entwicklung wünschenswert und schön wäre, wenn sich die Beweisidee allgemein durchsetzte, was nur funktionieren kann, wenn sie allgemein, didaktisch, praktisch und anwendungsorientiert entsprechend aufbereitet und vermittelt wird.

    Zwei Beweisbeispiele aus der Mathematik
    Ich verstehe nicht viel von Mathematik, was mich aber nicht darin hindert, selbständig zu denken. Relativ zu meinem 'Niveau und Verständnis' habe ich zwei Beispiele ausgewählt, von denen ich glaube, daß sie besonders geeignet sind, die mathematische Denkweise und ihre Beweisverfahren eindrucksvoll zu vermitteln.

    Chinesischer Beweis aus dem 11. Jhd. v. Chr. zum Satz des Pythagoras (aus Schwarz, S. 6-7):


     

    Primzahlbeweis von Euklid

    Zunächst sei kurz das in der Mathematik häufig anzutreffende Beweisverfahren des indirekten Beweises skizziert:

    Ein indirektes Beweisschema aus dem Netz (Uni-Erlangen)
    "Etwas rezeptologischer klingt das Vorgehen bei indirekten Beweisen etwa so:

    1. Beim indirekten Beweis nehmen wir die Verneinung der Behauptung an und kennzeichnen sie als Annahme.
    2. Die Annahme führen wir zu einem Widerspruch.
    3. Beim Erreichen des Widerspruches wissen wir: Die Annahme war falsch.
    4. Es gilt die Verneinung der Annahme, also die Behauptung."


    Unter Primzahl verstehen die MathematikerInnen Zahlen >1, die nur durch sich selbst oder durch 1 teilbar sind, also 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, ... Der Beweis hat es in sich und erscheint mir sehr geeignet, die mathematische Denkweise zu demonstrieren, nach:
     
    "Ein Beispiel soll dies an einem Problem verdeutlichen, mit dem sich schon Euklid eingehend beschäftigt hatte. Es geht dabei um die Fragestellung, ob es unendlich oder nur endlich viele Primzahlen gibt.

    Ein direktes Mittel wäre ein Konstruktionsprinzip, mit dem man immer größere Primzahlen angeben könnte. Also z.B. f(x)=x2+x+41 ergibt für x aus [0;39] Primzahlen, aber eben nicht darüber hinaus.

    Euklid bewies, daß es unendlich viele Primzahlen gibt, indirekt. Er behauptete also zunächst (Annahme): "Es gibt endlich viele Primzahlen"; diese seien p1, p2, ..., pn, wobei pn die größte Primzahl sei.

    Das Produkt aller dieser Primzahlen plus 1 (dies sei Z) ist mit Sicherheit größer als pn, kann von daher (nach der Annahme) keine Primzahl sein. Z müßte sich dann aber als Produkt einer Primzahl p (aus der Menge p1, .., pn; andere gibt es ja nicht) und einem Restfaktor r darstellen lassen:

    Z = p * r
    Man müßte also beide Seiten durch p ohne Rest teilen können. Doch bei Z läßt sich ein solches p als Faktor nicht finden: bleibt doch bei der Division von Z durch jede der Primzahlen p1, .., pn immer ein Rest 1.

    Da die Annahme zum Widerspruch führt, gilt: "Es gibt unendlich viele Primzahlen." (q.e.d.: quod erat demonstrandum)"

    Das Problem des Tertium non datur beim indirekten Beweis

    Die Annahme der allgemeinen Gültig- und Anwendbarkeit des tertium non datur: A ist entweder wahr oder falsch, ein Drittes gibt es nicht - könnte nur als Axiom gelten, wenn es denn allgemein einsichtig wäre, was offensichtlich nicht der Fall ist, wie der mathematische Grundlagenstreit_beweist ;-). Allgemein einsichtig ist wohl, daß man jeweils nur versuchen kann, Aussagen als wahr oder falsch zu erweisen. Das kann glücken und kann scheitern. Es hat nun den Anschein, als ob viele  MathematikerInnen einen "Zaubertrick" pflegten, der indirekter Beweis heißt, der eine allgemeine Gültigkeit des tertium non datur für alle mathematischen Objekte, ihre Merkmale und Beziehungen voraussetzt. Das kann man zwar beschließen, aber ob die Tatsachen immer den Beschlüssen gehorchen, mag doch - gerade auch in der Mathematik - sehr bezweifelt werden. Ein solches Dogma erscheint doch eher zweifelhaft, wissenschaftsfremd und daher im Grunde eigentlich unmathematisch. Andererseits weist Erhard Schmidt in seiner Rektoratsrede "Über Gewißheit in der Mathematik", 1930, (Meschkowski 1990, S. 242), in der er sich mit der intuitionistischen Position und dem Grundlagenstreit auseinandersetzt, darauf hin (farbig unterlegte Hervorhebung durch mich):
     

          "Die intuitionistischen Angriffe lassen sich nicht widerlegen. Aber ein gewisses Gefühl sagt dem mathematischen Bewußtsein, daß man bei einem Beweise unter uneingeschränkter Benutzung des Tertium non datur vielleicht gewisse Behauptungen passieren muß, deren Sinn ungeklärt ist, aber niemals zu verifizierbar falschen Resultaten gelangen wird - ein Gefühl, das von der Erfahrung bestätigt wird.
       
      Denn in der gewöhnlichen klassischen Mathematik, die sich, wie schon gesagt, uneingeschränkt des „Tertium non datur" bedient, ist noch nie ein verifizierbarer Fehler zutage getreten.
      Aber in das Reich der Mathematik haben Gefühl und Erfahrung ohne den Paß eines Beweises keinen Zutritt, Plausibilität und Denkgewöhnung sind keine zureichenden Ausweise."


    Haben die "Klassiker" doch recht und die Auseinandersetzung um die Gültigkeit des Tertium non datur ist 'nur' ein intuitionistisch-mathematischer Sturm im Wasserglas?

    Hilbert: Beweis des Tertium non datur: (Quelle).

    Gefährliche Regionen und Prozeduren: wo sich besondere Vorsicht empfiehlt
     
    Wie es scheint, gibt es einige kritische Gebiete, die auch von allgemeinem Beweis- Interesse sind, wo besonders aufzu-
    passen ist: 1) strenges Auseinanderhalten von Objekt- und Metaebenen auch bei der Begriffsbildung (z.B. Allmenge). 
    2) Strikte Unterscheidung von alle und jeder. 3) Antinomisch- paradoxe Problematik des Reflexivitätsbegriffs (kann etwas Teilmenge von sich selber sein; eine Menge sich selbst "enthal- ten"?). 4) Aussagen über Unendliches oder/ und nicht tatsäch- lich Konstruier- oder Widerlegbares. 5) Aussagen, die Gebiete betreffen, in denen es womöglich Lücken gibt; die nicht über- schaubar sind. 6) Aussagen über Gegenstandsbereiche, die nicht vollständig disjunkt oder nicht kontradikto- risch (sondern z.B. konträr) sind (das Problem kann auch bei Lücken und an allen Rändern oder Grenzen auftreten). 
      Beispiele: Allmenge, Unendliches
      Pseudodisjunkt: Entweder a>0 oder a<0
      Gibt es eine größte (kleinste) Zahl (im Intervall i)? 

    Querverweis: Aus dem Wörterbuch der Logik: konträr und kontradiktorisch.
    Querverweis: Materialien zur Kontroverse um das Unendliche * Unendlich Begriffe * Cantor-Probleme *

    Brouwers Denkweise und Argumentation nach Dirk von Dalen (1992)



    Ein Beispiel aus dem Netz zum Problem des Tertium non datur:
    "Das Problem des Tertium non datur. Wir konnten uns in der Vergangenheit davon überzeugen, dass Aussagen wahr oder falsch sind. Wenn eine Aussage wahr ist, dann ist ihre Verneinung falsch; und wenn eine Aussage falsch ist, dann ist ihre Verneinung wahr. Eine dritte Möglichkeit gibt es nicht (Satz vom ausgeschlossenen Dritten, tertium non datur). Wie sieht es nun mit der Aussage ,,Der gegenwärtige König von Frankreich hat eine Glatze`` und ihrer intuitiven Verneinung ,,Der gegenwärtige König von Frankreich hat keine Glatze`` aus? Einer der beiden Sätze muss wahr sein, der andere falsch. Welcher ist wahr, welcher falsch? Geht man nun der Reihe nach alle Dinge durch, die eine Glatze haben, wird man unter ihnen den gegenwärtigen König von Frankreich nicht finden (denn Frankreich hat keinen König). Der Satz ,,Der gegenwärtige König von Frankreich hat eine Glatze`` wäre demnach falsch. Geht man alle Dinge durch, die keine Glatze haben, dann wird man jedoch auch nicht auf den gegenwärtigen König von Frankreich stoßen. Der Satz ,,Der gegenwärtige König von Frankreich hat keine Glatze`` wäre somit nicht weniger falsch! Wir stehen damit vor dem Problem, dass sowohl ein Satz als auch seine Verneinung falsch ist. Das ist nicht nur nicht einsichtig, sondern vor allem mit unserer logischen Sprache nicht verträglich.": Quelle: http://logik.phl.univie.ac.at/~chris/skriptum/node60.html


    Mann oder Nicht-Mann, das ist hier die Frage
    Gehen wir von einer naiven LogistikerIn aus und nehmen wir an, für diese gäbe es nur zwei Geschlechter (was nicht stimmt: IL): Mann und Frau. Die ursprüngliche Behauptung sei: X. ist ein Mann. Nach der Rezeptologie des indirekten Beweises verneinen wir diese Behauptung und treffen die Annahme: (1) X. ist kein Mann, also eine Frau. (2) Angenommen wir hätten nun bewiesen, (1) führe zu einem Widerspruch (weil wir z.B. das Geschlechtsmerkmal 'Hoden' gefunden haben). (3) Dann 'wissen' wir nach dem tertium non datur des indirekten Beweises: {"X. ist kein Mann = eine Frau" ist falsch}. (4) also sagen wir: "X. ist ein Mann", obwohl sie/ er vielleicht Hermaphrodit oder sonst was ist, jedenfalls weder das eine noch das andere.
        Das Beispiel könnte lehrreich sein, weil schon die Grundannahmen offenbar - didaktisch bewußt - falsch gewählt wurden, was aber immer leicht möglich ist, wenn wir einen Gegenstandsbereich nicht richtig kennen. Daß es nur zwei Geschlechter gibt, gilt eben nur allgemein und oberflächlich betrachtet. D.h. aber im Prinzip, wenn wir die Welt nicht richtig und schon gar nicht vollständig kennen, was meist der Fall sein dürfte, dann dürfen wir auch keine Annahmen dergestalt machen, daß die Merkmalswelt in genau zwei Klassen, M+ und M- erschöpfend und vollständig zerfällt.

    Idee für die Legitimation der Anwendung des Tertium non datur
    Dieses Beispiel führt zu einer "konstruktiven" Idee, wann das tertium non datur gerechtfertigt sein könnte. Dann nämlich, wenn der Merkmalsbereich genau und vollständig erschöpfend in zwei echte Merkmals-Klassen, M+ und M- zerlegt werden kann, wenn also eine vollständige Disjunktion gilt, z.B.: Jede natürliche Zahl ist entweder gerade oder ungerade. Kann man für eine Zahl n zeigen, daß sie nicht gerade sein kann, darf zu Recht geschlossen werden, sie muß ungerade sein.
     
    Wendet man diese Idee auf den Primzahlbeweis von Euklid an, müßte der indirekte Schluß hier erlaubt sein, wenn jede natürliche Zahl entweder Primzahl oder keine Primzahl ist und es ein Drittes nicht gibt: wenn sich also die natürlichen Zahlen vollständig und erschöpfend in die zwei Klassen aufteilen lassen: Primzahlen und Nicht-Primzahlen. 
    Behauptung: Der allgemeine Schluß, aus nicht-wahr (nicht-falsch) folge real falsch (wahr), ist falsch. Aus nicht-wahr (nicht-falsch) folgt real gar nichts, außer der Tautologie, nicht-wahr (nicht-falsch) ist nicht-wahr (nicht-falsch). Das Beispiel, entweder gilt: a>0 oder a<0, demonstriert unmittelbar, daß hier keine vollständige Disjunktion vorliegt und daher falsch sein muß (für a=0). Nun kann man zwar eine zweiwertige Logik mit dem Axiom des tertium non datur als Modell einer Welt zugrundelegen, ob aber dieses Modell im jeweiligen betrachteten Fall sinnvoll und gerechtfertigt ist, das wäre zu zeigen. Daß eine Aussage in allen möglichen Welten wahr oder falsch sein muß, gemahnt daher nicht an Wissenschaft, sondern an Metaphysik und Theologie. Im Grunde wäre dies ein Forschungsgebiet für die allgemeine Wissenschaftstheorie aber auch für die jeweiligen Fachwissenschaften: unter welchen Bedingungen darf man das teritium non datur anwenden und wo nicht? 

    Anmerkung: Beweisidee wie man die Allgemeingültigkeit des Tertium non datur widerlegen könnte
    Könnte man beweisen, daß wir nicht alle Eigenschaften a) der Zahlen und b) ihrer Beziehungen kennen und unser Wissen Lücken hat, sollte bewiesen sein, daß das tertium non datur nicht allgemein gültig sein kann und darf, nämlich überall dort nicht, wo unser Wissen - oder auch unsere Definitionsmacht - Lücken hat.

    Psychologischer Exkurs: Konträres und Kontradiktorisches
    Möglicherweise erschwert eine Eigentümlichkeit unserer Sprache und Alltagslogik den Umgang mit dem Tertium non datur, nämlich das Phänomen [konträrer und kontradiktorischer] Gegensätze (Widersprüche). Wer nicht unser Freund ist, ist unser Feind, so tönte vor einiger Zeit Präsident G.W. Bush, jun. mit dem Tenor Tertium non datur. Was nicht schwarz ist, muß deshalb noch nicht weiß sein. Wahr und falsch können sowohl in konträrer als auch in kontradiktorischer Bedeutung Anwendung finden. Konzipiert man es kontradiktorisch, ist zu zeigen, daß die [Welt], auf die es angewendet wird, entsprechend kontradiktorisch 'aufgebaut' ist bzw. modelliert wird.

    Hilbert: Beweis des Tertium non datur: (Quelle).
    Hilbert: Axiomatisches Denken (Vortrag in Zürich am 11.9.1917. Quelle)



    Die Bedeutung der Gödel'schen Sätze

    Die Bedeutung der Gödel'schen Sätze faßt kurz und bündig nebst den Folgerungen Konforowitsch (dt. 1983) in seinem Buch Logischen Katastrophen auf der Spur [S. 34] zusammen:
        "Unerwartet und außerordentlich wichtig für die logische Begründung der Mathematik waren zwei berühmte Sätze des österreichischen Mathematikers KURT GÖDEL, die im Jahre 1931 veröffentlicht wurden (s. auch NAGEL/NEWMAN (1979), MESCHKOWSKI (1985) und PETER (1984)).
        Der erste Satz behauptet: Jede formalisierte und widerspruchsfreie axiomatische Theorie, die die Arithmetik umfaßt, ist unvollständig, das heißt, es existiert stets eine Aussage dieser Theorie, die inhaltlich wahr ist, aber nicht aus den Axiomen der Theorie abgeleitet werden kann.
        Der zweite Satz behauptet: Es ist nicht möglich, die Widerspruchsfreiheit einer formalisierten und widerspruchsfreien axiomatischen Theorie, die die Arithmetik umfaßt, mit Mitteln zu beweisen, die sich in dieser Theorie formalisieren lassen.
        Folgerungen aus den GÖDELschen Sätzen waren sehr unerwünscht für solche Gelehrten, die den Versuch unternahmen, die Widerspruchsfreiheit axiomatischer Theorien, zum Beispiel der Arithmetik der natürlichen Zahlen, mit besonders elementaren Mitteln zu beweisen. Es stellte sich heraus, daß die axiomatische Methode in der Wissenschaft nicht allmächtig ist."

    Exkurs I. Mathematischer und empirischer Beweis
    Es heißt: Sätze, die in der Mathematik (richtig) bewiesen sind, gelten - oft in den scheinbaren Gegensatz zu den empirischen Gesetzen gestellt - immer und für alle Zeiten. Stimmt das überhaupt [Lakatos bestreitet dies] ? Und falls, was bedeutet es und wie kommt das? Nun, ich behaupte: sofern es stimmte, wäre es trivial. Und sofern man die Vorausetzungen, die man in der Mathematik trifft, in die empirische Welt übertrüge, stimmte es dort auch. Das liegt schlicht und einfach daran, wenn man in der Mathematik bezüglich der Voraussetzungen unveränderliche Systeme betrachtet (Aber: Grundlagenstreit). Wenn also die Voraussetzungen und die Beweisregeln konstant bleiben, wieso sollte sich dann jemals etwas an den Sätzen, die geschlußfolgert wurden, ändern? Genauso kann man natürlich im Bereich der empirischen Wissenschaften argumentieren: wenn die Naturgesetze und die Erkenntnismethoden konstant bleiben, wieso sollte sich dann an den abgeleiteten Aussagen jemals etwas ändern? So gilt, ganz im Sinne der einheitswissenschaftlichen Idee: Wenn sich nichts ändert, ändert sich nichts und wenn sich was ändert, ändert sich was, und das ist in der Mathematik nicht anders als in den empirischen Wissenschaften oder im Alltag.

    Exkurs II: Das Drama der MathematikschülerInnen
     
    Reine oder richtige Mathematik lernen heißt gewöhnlich, beweisen lernen und genau das lernt die Mehrheit der MathematikschülerInnen nie. Doch schlimmer noch. Vielen wird jegliches Interesse für die Mathematik regelrecht ausgetrieben und damit nicht selten auch ein wichtiges Stück Selbstwertgefühl . Woran liegt das? Und muß das so sein, kann und sollte dies geändert werden und falls wie? Stella Baruk spricht sich leidenschaftlich für eine Änderung des Mathematikunterrichts aus und plädiert für die pädagogische und didaktische Nutzbarmachung der Fehler und Irrtümer, für eine andere Sprache und Haltung den SchülerInnen gegenüber.
     
     

     


    Exkurs III: Das große Problem der Mathematisierung der Welt

    Wird die Welt berechenbarer, die Wissenschaft exakter und erfolgreicher dadurch, daß Mathematik angewendet wird? Die Antwort heißt ganz klar Jein. Es gilt wohl sicher für die Naturwissenschaften, allen voran für Astronomie und Physik, Chemie, Biologie, Medizin in ihrer naturwissenschaftlichen Basis, Meteorologie, aber auch für die aus den Naturwissenschaften gewonnene Technik.
        Gilt es aber auch für die Sozialwissenschaften, etwa für das Recht, die Ökonomie, Soziologie und Psychologie? Sicher Nein. Woran liegt das?
     

    Basis-Paradigma: (Mathematik)  Relation  (Anwendung) 
    (Mathematik Modell)  Relation  (Anwendung Empirisches Modell)

    Durch den Erfolg in Naturwissenschaft und Technik sind die verantwortlichen MathematikerInnen  träge, nachlässig oder sogar blind für das grundlegende Problem geworden:
     

    Basis-paradigmatische Gretchenfrage: Unter welchen Bedingungen darf Mathematik, bzw. genauer ein mathematisches Modell, als formale Grundlage für ein empirisches Modell dienen?

    So weit mir für die Psychologie bekannt ist, sind solche Modelle nur im Rahmen allgemeiner  [Meßtheorie] - die auch wieder kaum jemand versteht - entwickelt worden.


    Querverweis: Rabulistik und Sophistik in der altehrwürdigen Mathematik
    • ONE HUNDRED AND TWO PROBLEMS IN MATHEMATICAL LOGIC.


    Exkurs IV: Ist die Mathematik so sicher, wie sie sich präsentiert ?
    Ist ein Satz erst einmal bewiesen, so soll er für immer und alle Zeiten gelten, so zumindest das Credo und Marketing der MathematikerInnen. Und deshalb gilt die Mathematik als die exakteste aller - sogar als Könign der - Wissenschaften, und das ist sie vermutlich immer noch - trotz der folgenden kritischen Ausführungen. Aber sie ist längst nicht mehr so exakt und klar, wie ihre Imagepflege und Marketing das suggerieren. Von 100 Beweisen sind womöglich 90 unklar, was die Vorausetzungen und Mittel betrifft, 9 falsch, problematisch oder lückenhaft und vielleicht einer "richtig" richtig. Das gilt auch für viele grosse Namen in der Mathematik, und das ist das eigentlich Bestürzende. Beweisen ist also nicht nur für Schüler, sondern auch für Fachkundige und selbst Koryphäen ein mitunter wirklich schwieriges Geschäft. Die meisten MathematikerInnen wissen das wahrscheinlich, aber sie dürften sich hüten, es jemals - und schon gar nicht öffentlich - zuzugeben. Es ist also nicht einfach, die Schwierigkeiten beim mathematischen Beweisen zu belegen und gar, es zu einem öffentlichen Thema zu machen. Wie lässt sich das nun beweisen ;-) ? Nun, im Prinzip ist die wichtigeste Möglichkeit, die mathematische Literatur daraufhin zu untersuchen, wo Beweise als unzulänglich oder falsch angegriffen werden. Hierzu einige Beispiele:
     
    • Aus der dramatischen Geschichte des [Parallelenpostulats] ergeben sich unzählige falsche Beweise. [Klügel] allein fand ja schon im Auftrag [Kaestners] in seiner meist wohl zu Recht gerühmten Dissertation 28 und ausschließlich fehlerhafte 'Beweise'.
    • Poincaré [1914, S. 175] greift die "angeblichen Beweise für das Prinzip der Induktion, insbesondere diejenigen von Whitehead und Burali-Forti" an. Aber auch schon vorher, S. 154 (g e s p e r r t hier kursiv), zu einer Arbeit Hilberts 1904: "Der Schluß der Hilbertschen Abhandlung ist völlig rätselhaft, und wir wollen darauf nicht weiter eingehen. Die Widersprüche häufen sich; man merkt, wie der Verfasser eine unbestimmte Ahnung der von ihm begangenen petitio principii hat, und wie er sich vergeblich bemüht, die Lücken seiner Schlußfolgerung zu überbrücken. Das Resultat dieser Darlegungen können wir in folgender Form aussprechen: In demselben Augenblick, in dem Hilbert beweisen will, daß die Definition der ganzen Zahl durch das Axiom der vollständigen Induktion keinen Widerspruch enthält, versagen ihm die Kräfte, wie sie bei Russell und Couturat versagten, weil die Schwierigkeit zu groß ist."
    • Church. Guerrerio  (2002, S. 63 ): "Zwischen Herbst 1933 und Frühjahr 1934 erwies sich ausgerechnet das System von Church als nicht widerspruchsfrei."
    • Cohen. Mehrere kleine, aber behebbare Fehler in Cohens Beweis zur Kontinuumshypothese (Dawson 1999, S. 194)
    • Frege. Russell entdeckt die "Russell'sche Antinomie bei Frege.
    • Gödel. Beweisfehler bei Gödels zahlreichen Varianten zum Beweis der Kontinuumshypothese (Dawson 1999, S. 205)
    • Hilbert. Existenzbeweise als "Theologie", so Paul Gordan über einen Beweis Hilberts.
    • König, J.. Fehler im Beweis zur Widerlegung der Kontinuumshypothese von König bei seinem berühmten Vortrag 1904.
    • Lamé. Liouville entdeckt Fehler im 'Beweis' zum großen Fermatschen Satzes von Lamé (1847).
    • Leibniz. Frege ("Grundzüge d. Arithmetik", S. 17: "Leibnizens Beweis von 2+2=4 hat eine Lücke".
    • Lindemann. Fraenkel [äußert] sich ziemlich abfällig über Lindemanns - dem immerhin einer der großen (Beweise) in der Mathematikgeschichte gelang - Beweiskunst: "Bekannt wurde er durch seine wiederholten, in Aufsätzen und einer Monographie niedergelegten, ausnahmslos fehlerhaften Versuche, den 'Letzten Fermatischen Satz' zu beweisen."
    • Neumann, C.G. (1870) Beweislücke (nach Schlote; 1887 geschlossen).
    • Ruffinis Lücke durch Abel (1824) geschlossen: "Er hat seine Gründe daf¨ur nie erklärt, und man mag sich fragen, was ihn dazu bewogen hatte. 1824, zwei Jahre nach Ruffinis Tod, veröffentlichte Abel seinen ersten Beweis der Unauflösbarkeit der Gleichung fünften Grades, der in vielen Belangen sehr nahe an Ruffinis Beweis liegt, allerdings eine wichtige Lücke schließt, die Ruffini nicht bemerkte. 1826 fiel Abel dann eine Zusammenfassung von Ruffinis Arbeiten in die Hände, und in seinem letzten, posthum ver¨offentlichten Artikel, erkennt Abel Ruffinis Leistung an: ”Der erste und, falls ich mich nicht irre, einzige, der vor mir versucht hat, die Unm¨oglichkeit einer algebraischen Aufl¨osung der allgemeinen Gleichung zu zeigen, ist der Geometer Ruffini. Doch sein Artikel ist so kompliziert, daß es sehr schwierig zu entscheiden ist, ob seine Schlußweise korrekt ist oder nicht. Mir scheint es, als sei seine Beweisführung nicht immer befriedigend.“ [Nach Sekundärquelle Pesic (2005, S. 88)].
    • Russell: "Ich glaubte, daß Gewißheit in der Mathematik eher zu finden ist als anderswo. Doch ich entdeckte, daß viele mathematische Beweisführungen, welche meine Lehrer mir beibringen wollten, voller Trugschlüsse waren ..." Anmerkung: Church glaubte, so Guerrerio  (2002, S. 62), daß sich in den PM von Whitehead & Russel mehrere Widersprüche und Fehler verbergen.
    • Steinersche Beweis Hilbert (1988) berichtet u.a. in Irrtümer in der Mathematik (S. 34-45; S. 37): "Lange ist der Steinersche Beweis für korrekt gehalten worden, da seine Methode viel von Dirichlet und Riemann angewandt wurde. Die Aufdeckung dieses grundlegenden Irrtums ist das Verdienst von Weierstrass." Anmerkung: Hilbert entwickelt in dieser Vorlesung auch eine psychologisch und wissenschaftssoziologisch interessante Fehlertheorie.
    • Tschebyschow 1887. Beweislücken beim Zentralen Grenzwertsatz, verbessert Markow 1898, vollständig Ljapunow 1901.
    • Perelemans Beweis der Poincaré Vermutung. Novost vom 25.8.6 [Q] führt aus: "Es liegt mir fern, das Mathematikermilieu zu idealisieren. Dort werden vielleicht noch schlauere Intrigen gesponnen als um die Ballerina Anastassija Wolotschkowa im Bolschoi-Theater. Als Grigori Perelman 2002 seinen ersten Beitrag zum Problem der Poincaré-Vermutung veröffentlichte, zweifelte er bestimmt auch selbst an der Richtigkeit seiner Beweise. Ein Genie zweifelt immer, eine Mittelmäßigkeit nie. Und vier lange, qualvolle Jahre wartete er auf das Wichtigste: die Anerkennung der Richtigkeit seiner Beweise. Wie wir sehen, hatten es seine Kollegen beziehungsweise Opponenten nicht eilig. Die Entscheidung unterschrieben drei führende Mathematiker der Welt: Tien, Kleiner und Lott. Die Formulierung zeugt davon, dass sie sich und ihrem wissenschaftlichen Ruf absolut nichts vergeben haben. Sinngemäß heißt es darin: Trotz einiger geringfügiger Ungenauigkeiten und selbst kleiner Fehler sind Perelmans Beweise korrekt."


    Hinzu kommt der bis heute nicht ausgestandene Grundlagenstreit und viele, viele Verständnis- und Bedeutungsprobleme ([Korrelation], [Signifikanz-Statistik]) in der Schule und Anwendung. Seit [Cantors] Höllenparadies, der [Meschuggeisierung des Zählens] und der Mathematisierung der "Welt" - in den Sozialwissenschaften mit meist nicht erfüllten Voraussetzungen - scheint die Mathematik ihren großen Nimbus absoluter Sicherheit und Zuverlässigkeit zunehmend einzubüßen. Die Kluft zwischen Theorie und nicht- naturwissenschaftlich- technischer Praxis wird immer größer.



    Exkurs V:  Mehr oder minder gut beweisen ?
    Des öfteren kennzeichnen MathematikerInnen einen Beweis als "streng". Daraus folgt unmittelbar, dass es offenbar unterschiedlich strenge Beweise gibt. Gelegentlich wird eine "Beweisidee" geäußert. Ähnlich ist wohl die Formulierung  "Beweisandeutung" einzuschätzen. Mehr Information wird gegeben, wenn eine "Beweisskizze" ausgeführt und damit ein Weg gewiesen wird. Man liest auch zu weilen von einem "vollständigen" Beweis, woraus sich sofort ergibt, dass es wohl auch mehr oder minder unvollständige gibt. Und es gibt die "Beweislücke",  wenn etwas fehlt, sei sie schließbar oder auch nicht. Eine echte, mit den jeweils aktuell zur verfügung stehenden Mitteln nicht schließbare Beweislücke ist ein "Beweisfehler", wovon man wohl eine ganze Reihe unterschiedlicher unterscheiden kann. All das wird den SchülerInnen im Mathematikunterricht nicht beigebracht, wie es überhaupt an einer wirklich durchdachten und differenzierten Beweislehre zu fehlen scheint. Beweisen wird vorgemacht, gezeigt, nach gemacht und geübt, aber nicht richtig gelehrt, vermutlich nicht einmal an der Universität. Fragen sind ünerwünscht, geschweige denn Kritik, wie Lakaotos (S. 134) ebenso ernüchterend wie geißelnd klar auf den Punkt bringt:
       
      "Die Euklidische Methodenlehre hat einen gewissen verbindlichen Darstellungsstil entwickelt. Ich werde ihn den ,deduktivistischen Stil' nennen. Dieser Stil beginnt mit einer sorgfältig zusammengestellten Liste von Axiomen, Hilfssätzen und/ oder Definitionen. Die Axiome und Definitionen erscheinen häufig gekünstelt und geheimnisvoll verwickelt. Niemals wird mitgeteilt, wie diese Verwicklungen zustandekamen. Der Liste der Axiome und Definitionen folgen in sorfgältiger Wortwahl die Sätze. Diese sind beladen mit umständlichen Bedingungen; es erscheint unmöglich, daß irgendjemand sie jemals erraten hat. Dem Satz folgt der Beweis.
          Der Mathematikstudent ist nach dem Euklidischen Ritual dazu verpflichtet, dieser Darbietung eines Zauberkunststückes beizuwohnen, ohne eine Frage zu stellen, sei es zum Hintergrund, sei es zur Durchführung einer kleinen Nebenüberlegung. Falls der Student zufällig entdeckt, daß einige dieser ungefügen Definitionen beweiserzeugt sind, falls er sich einfach wundert, wie diese Definitionen, Hilfssätze und der Satz eigentlich dem Beweis vorangehen können, dann wird ihn der Zauberer wegen dieser Zur-Schau-Stellung seiner mathematischen Unreife ächten [FN255].
          [FN255: Einige Lehrbücher behaupten, daß sie beim Leser keinerlei Vorkenntnisse voraussetzen, sondern lediglich eine gewisse mathematische Reife. Das bedeutet häufig, daß sie vom Leser erwarten, daß ihn die Natur mit der .Fähigkeit' ausgestattet hat, einen Euklidischen Beweisgang ohne ein unnatürliches Interesse am Problemzusammenhang, an der Heuristik des Beweisganges hinzunehmen.] " [siehe bitte auch]


    Gerne werden Beweise oder Beweisteile dem Leser "überlassen", nicht selten wird auch verzichtet durch Formulierungen, "wie man leicht sieht" oder "wovon sich der Leser leicht überzeugen kann" oder es wird suggeriert, das sich eine Folgerung "sofort" ergibt. Besonders motivierend sind auch Hinweise, dass sich weitere Ausführungen erübrigen, weil ein Sachverhalt angeblich "trivial" sei, anscheinend ist "Trivialität" ein großes Übel, das nur ganz schwer überwunden werden kann. Die eigene Bequemlichkeit, manchmal vielleicht sogar Unvermögen wird auch gerne pädagogisch kaschiert, indem dem Leser mitgeteilt wird, dass er zur Übung dieses oder jenes selbst beweisen solle.



    Literatur Beweis und beweisen in Mathematik und Logistik(Auswahl)
    Siehe bitte auch Geschichte des Grundlagenstreits in der Mathematik und Literaturliste Beweis und beweisen in Logik, Erkenntnis-, Wissenschaftsheorie und Philosophie.
    • Aigner, Martin & Ziegler, Günther M. (2002) Das BUCH der Beweise. Internet-Hinweis
    • Barrow, John, D. (dt. 1999, engl. 1992). Ein Himmel voller Zahlen. Auf den Spuren mathematischer Wahrheit. Reinbek: Rowohlt.
    • Boutroux, P. (1927). Das Wissenschaftsideal der Mathematiker. XXVIII. Bd. Wissenschaft und Hypothese. Leipzig: Teubner.
    • Brouwer, L.E.J. (1924). Über die Bedeutung des Satzes vom ausgeschlossenen Dritten in der Mathematik, insbesondere in der Funktionentheorie. Journal für die reine und angewandte Mathematik, Bd. 154, 1, 1-7. Siehe auch Heyting.
    • Dalen, Dirk, van (1992, Hrsg.). L.E.J. Brouwer. Intuitionismus. Mannheim: B.I. [darin ein Werkverzeichnis]
    • Euklid > Link; siehe auch Heyting.
    • Davis, Philip. J. & Hers, Reuben (dt. 2.k. A. 1996, engl. 1981). Erfahrung Mathematik. Basel: Birkhäuser.
    • Dudley, Underwood (dt. 1995). Mathematik zwischen Wahn und Witz. Basel: Birkhäuser.
    • Enriques, F. (1927). Zur Geschichte der Logik. Grundlagen und Aufbau der Wissenschaft im Urteil mathematischer Denker. XXVI. Bd. Wissenschaft und Hypothese. Leipzig: Teubner.
    • Freund, H. & Sorger, P. (1974). Aussagenlogik und Beweisverfahren. Mathematik für die Lehrerausbildung. Stuttgart: Teubner.
    • Freund, H. & Sorger, P. (1976). Logik, Mengen, Relationen. Praxis des mathematischen Beweisens. Mathematik für die Lehrerausbildung. Stuttgart: Teubner.
    • Friedman, Harvey (1975). One Hundred And Two Problems In Mathematical Logic. The Journal of Symbolic Logic Vol. 40, 2, 113-129.
    • Hilbert, D. & Ackermann, W. (4.A. 1959). Grundzüge der theoretischen Logik. Berlin: Springer.
    • Hilbert, D. nach Ackermann, W. (1988). Wissen und mathematisches Denken. Vorlesung von Prof. D. Hilbert W.S. 1922/23. Ausgearbeitet von W. Ackermann. Mathematisches Institut Unuversität Göttingen.
    • Heyting, A. (1930). Die formalen Regeln der intuitionistischen Logik. Sitzungsberichte der preußischen Akademie der Wissenschaften, Physikalisch-Mathematische Klasse. Berlin: De Gruyter.
    • Heyting, A. (1975, Ed.). L.E.J. Brouwer. Collected Works 1. Philosophy and Foundations of Mathematics. Amsterdam: North-Holland.
    • Kondakow, N.I. (dt. 1978 russ. 1975). Wörterbuch der Logik. Berlin: deb.
    • Lakatos, Imre (dt. 1979, engl.1976). Beweise und Widerlegungen. Die Logik mathematischer Entdeckungen. Braunschweig: Vieweg.
    • Lietzmann, W. (1950). Wo steckt der Fehler? Mathematische Trugschlüsse und Warnzeichen. Leipzig: Teubner.
    • Lorenzen, Paul (1962). Meta-Mathematik. Mannheim: B.I.
    • Mason, John; Burton, Leone & Stacey, Kaye (dt. 1988, engl. 1982). Hexeneinmaleins: kreativ mathematisch denken. München: Oldenbourg.
    • Meschkowski, Herbert (1976). Richtigkeit und Wahrheit in der Mathematik. Mannheim: B.I.
    • Pesic, Peter (2005). Abels Beweis. Berlin: Springer.  ISBN: 9783540222859 [I]
    • Poincaré  (1914) Wissenschaft und Methode. Autorisierte deutsche Ausgabe mit erläuternden Anmerkungen von F. und L. Lindemann. Leipzig und Berlin: Teubner.
    • Poincaré, Henri (1914). Wissenschaft und Hypothese. Autorisierte deutsche Ausgabe mit erläuternden Anmerkungen von F. und L. Lindemann. Dritte verbesserte Auflage. Leipzig und Berlin: Teubner.
    • Polya, Georg (dt. 1949, engl.?). Schule des Denkens. Vom Lösen mathematischer Probleme. [mit: "Teil III. Kleines Wörterbuch der Heuristik] Bern: Francke.
    • Polya, Georg (dt. 1962-63, engl.1954 ). Mathematik und plausibles Schließen. Bd. I Induktion und Analogie in der Mathematik. Bd. II. Typen und Strukturen plausibler Folgerung. Basel: Birkhäuser.
    • Potthoff, Klaus (1981). Einführung in die Modelltheorie und ihre Anwendungen. Darmstadt: WBG.
    • Prestel, Alexander (1986). Einführung in die Mathematische Logik und Modelltheorie. Braunschweig: Vieweg.
    • Rademacher,H. & Toeplitz, O. (1930, Nachdruck 1968). Von Zahlen und Figuren. Proben mathematischen Denkens für Liebhaber der Mathematik. Berlin: Springer.
    • Schütte, Kurt (1960). Beweistheorie. Berlin: Springer.
    • Schwarz, Walter (1975). Brücke zur Höheren Mathematik. Einführung in Methode und Technik. Reinbek: Rowohlt-Vieweg.
    • Sinowjew, A.A. (dt. 1968, russ.1968). Über mehrwertige Logik. Ein Abriß. Braunschweig: Vieweg.
    • Tarski, Alfred: Internet-Quellen (nach H.Kremer).
    • Thiele, Rüdiger (1979). Mathematische Beweise. Leipzig: Teubner.
    • Whitehead, N. & Russell, B. (1910-1913). Principia Mathematica. [,1,2,3,]
    • Zahn, Peter (1979). Beweisen im Mathematik-Unterricht. Didaktische Anwendungen. Die Lehre vom logischen Schließen. Darmstadt: Wissenschaftliche Buchgesellschaft.



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    Links Beweis und beweisen in Mathematik und Logistik (Auswahl)
    • Allgemeine Mathematik-Internet-Quellen: hier.
    • Euklid: http://aleph0.clarku.edu/~djoyce/java/elements/Euclid.html.
    • Eine Hilfe zu den Eigenarten des 'mathematischen Dialekts': http://www.mathematik.de/02anregung/s2_1/s2_1_1/buch/obda.htm.
    • Allgemein mit vielen Hinweisen und Links: http://www.mathematik.de/.
    • Beweis (Mathematik): http://de.wikipedia.org/wiki/Beweis_(Mathematik).
    • Beweisen im Mathematikunterricht: Zum Begründungsverständnis von Abiturientinnen und Abiturienten: http://www.math.uni-oldenburg.de/didaktik/beweisen/.
    • Satz des Pythagoras - Der Beweis des Euklid: http://www.kbs-koeln.de/gbg/pythagoras/pythagoras/euklid/euklid1.htm.
    • Satz des Pythagoras von Jürgen Kretschmann, Realschule Forchheim: http://www.dynama.de/dynageo/9/pythagoras/beweis-pythagoras.htm.
    • Satz des Pythagoras (Beweis aus den Elementen des Euklid) http://www.didaktik.mathematik.uni-wuerzburg.de/persons/roth/dynageo/pythagoras/pythagoras4.html.
    • Arithmetischer Beweis für den Satz des Pythagoras: http://www.mathematik.uni-wuerzburg.de/~vollrath/Didaktik/pythagoras/site13.html.
    • Wir basteln uns einen Beweis des Kathetensatzes des Euklid: http://papaspyrou.bei.t-online.de/school/mathe/kath/kathete.htm.
    • Beweis des Höhensatzes des Euklid: http://ig.cs.tu-berlin.de/~gymstegl/math_onl/ma_sek1/beweise/hoehe/b_hoehe.htm.
    • Euklid Beweise: http://www.mathropolis.de/mathematik/seite04.html.
    • Scherungsbeweis für den Kathetensatz: http://www.mathematik.uni-wuerzburg.de/~vollrath/Didaktik/pythagoras/site23.html.
    • Scherungsbeweis für den Satz des Pythagoras: http://www.mathematik.uni-wuerzburg.de/~vollrath/Didaktik/pythagoras/site17.html.
    • Der Beweis aus den Elementen: http://did.mat.uni-bayreuth.de/~matthias/geometrieids/pythagoras/html/node2.html.
    • Beweis des Mittelwertsatzes: http://home.arcor.de/enibuddy/mathe/mittel1.htm.
    • Wann ist ein Beweis ein Beweis? Von ERICH CHRISTIAN WITTMANN und GERHARD MÜLLER, Dortmund: http://www.didmath.ewf.uni-erlangen.de/Verschie/Wittmann1/beweis.htm.
    • Der indirekte Beweis: http://www.didmath.ewf.uni-erlangen.de/Vorlesungen/Spezielles%20Material/indbew.html.
    • matheplanet: http://www.matheplanet.com/matheplanet/.
    • Fermats letzter Satz von Simon Singh: http://www.mathematik.de/02anregung/s2_1/s2_1_1/buch/singh1.htm.
    • Mathematisches Finden und Beweisen (darin der indirekte Euklid'sche Beweis: Es gibt unendlich viele Primzahlen): http://www.hrz.uni-dortmund.de/Kurse/Propaedeutikum/Finden.html.
    • Gottwald, Siegfried (1997). Mehrwertige Logik. Eine Einführung in Theorie und Anwendung:      http://www.informatik.hu-berlin.de/~forberg/ss00/MehrwertigeLogik.pdf.
    • Beweis zur Summen-Score-Funktion (Rührig, Wiesent).




    Glossar, Anmerkungen, Endnoten:
    GIPT= General and Integrative Psychotherapy, internationale Bezeichnung für Allgemeine und Integrative Psychotherapie.
    ___
    einheitswissenschaftliche Sicht. Ich vertrete die ursprüngliche einheitswissenschaftliche Idee des Wiener Kreises, auch wenn sein Projekt als vorläufig gescheitert angesehen wird und ich mich selbst nicht als 'Jünger' betrachte. Ich meine dennoch und diesbezüglich im Einklang mit dem Wiener Kreis, daß es letztlich und im Grunde nur eine Wissenschaftlichkeit gibt, gleichgültig, welcher spezifischen Fachwissenschaft man angehört. Wissenschaftliches Arbeiten folgt einer einheitlichen und für alle Wissenschaften typischen Struktur, angelehnt an die allgemeine formale Beweisstruktur.
     
    Wissenschaft [IL] schafft Wissen und dieses hat sie zu beweisen, damit es ein wissenschaftliches Wissen ist, wozu ich aber auch den Alltag und alle Lebensvorgänge rechne. Wissenschaft in diesem Sinne ist nichts Abgehobenes, Fernes, Unverständliches. Wirkliches Wissen sollte einem Laien vermittelbar sein (PUK - "Putzfrauenkriterium"). Siehe hierzu bitte das Hilbertsche gemeinverständliche Rasiermesser 1900, zu dem auch gut die Einstein zugeschriebene Sentenz passt: "Die meisten Grundideen der Wissenschaft sind an sich einfach und lassen sich in der Regel in einer für jedermann verständlichen Sprache wiedergegeben." 
    ___
    abfällig. Als ich den abfälligen Absatz Fraenkels über Lindemann [W] das erste mal las, wunderte ich mich und fand diese Entwertung merkwürdig und unangemessen. Später las ich, dass Lindemann und seine Frau Poincaré, einer der schärfsten Kritiker Cantors, der Mengenlehre und neuen Logik (Logistik), übersetzten. Aha, dachte ich, daher könnte also der Wind wehen.

    Fraenkel über von Lindemanns Beweiskunst


    ___
    Aber: Grundlagenstreit John D. Barrow teilt in seinem interessanten Buch mit (S. 344f): "Im Westen sorgte Errett Bishops Arbeit mit dem Titel Foundations of Constructive Analysis 1967 für ein erneutes Interesse an der konstruktiven Mathematik. Die Gründe sind interessant. Erstens war Bishop ein angesehener Mathematiker, der in der Mathematik mit herkömmlichen Beweismethoden gearbeitet hatte. Er stellte seine Ideen in einer klaren und lesbaren Form dar, die [<344} jeder Berufsmathematiker verstehen konnte. Zweitens strafte sein Buch die Behauptung Lüge, daß der Konstruktivismus die Mathematik vieler der ihr liebsten Güter berauben würde. Bishop zeigte, daß sich ein sehr großer Teil der herkömmlichen Mathematik dem Fundus konstruktivistischer Wahrheiten hinzufügen ließ, wenn man nur einfallsreich genug war. Drittens war Bishops Werk Mathematik und nichts als Mathematik. All die philosophischen und mystischen Elemente aus Brouwers System waren darin nicht mehr enthalten, und außerdem war Bishop zweifellos ein sympatischer Mensch. Bishop entwickelte den konstruktiven Ansatz nachgerade in der Absicht, unbeweisbare philosophische Überlegungen aus der Mathematik herauszuhalten. In der Einführung zu seinem Buch macht er die berühmte Bemerkung: 'Die Mathematik gehört zu den Menschen, nicht zu Gott. Wir sind nicht an den Eigenschaften der positiven Zahlen interessiert, die für den endlichen Menschen keine deskriptive Bedeutung haben. Wenn ein Mensch beweist, daß eine positive ganze Zahl existiert, sollte er wissen, wie er sie finden kann. Wenn Gott seine eigene Mathematik hat, die getan werden muß, soll er es selber tun.' Der letzte und interessanteste mögliche Grund für die Resonanz von Bishops Buch ist, daß es zu einer Zeit erschien, als sich der Computer für Mathematiker und Wissenschaftler zu einem wichtigen Instrument entwickelte. Man erlebte, wie Rechner große und schwierige Probleme lösten, indem sie eine endliche Folge deduktiver Schritte für Eingaben ausführten, die ausschließlich aus Zahlen bestanden. Diese Neuerungen hinterließen ihre Spuren bei Bishop, der daraufhin die Mathematik als eine «gehobene Programmiersprache sah, in der sich Beweise abfassen ließen. Mit Existenzbeweisen sollten dann ganz natürlich Algorithmen einhergehen.» Bishop glaubte, mathematische Objekte seien in dem Sinn völlig objektiv, daß jeder mathematische Satz sich in eine verifizierbare oder berechenbare Aussage über Zahlen übersetzen läßt. Wenn alle Konstruktionen von Hand ausgeführt werden [<345] müßten, könnte sich die praktische Durchführbarkeit als entscheidendes Hindernis erweisen, aber die Aussicht auf rasche elektronische Durchführung der Schritte enthebt uns dieser Sorge. Zumindest veränderte sich die Einstellung der Mathematiker hier wesentlich. Als immer mehr Mathematiker begannen, Computer zu verwenden, übernahmen sie damit auch unbewußt die Auffassung, daß mathematische Existenz «berechenbare Existenz» beinhaltet. Bishop versuchte also, Mathematiker in eine Richtung zu drängen, in die die Welle des technischen Fortschritts sie ohnehin schon spülte. Brouwer dagegen hatte versucht, gegen den Strom zu schwimmen. In der Zeit vor dem Krieg konzentrierte sich die Mathematik auf die erfolgreichen Schöpfungen Mengentheorie, transfinite Zahlentheorie und Logik, die ihrem Wesen nach alle nicht konstruktiv waren. [FN Ich habe mich oft gefragt, was Brouwer mit den Entdeckungen von Turing und anderen zur Berechenbarkeit angefangen hat, aber meine Suche in Brouwers Arbeiten und Biographien haben keinerlei Hinweise auf irgendwelche persönlichen Begegnungen oder einen Gedankenaustausch ergeben.] Man ist versucht zu sagen, daß Bishop zeitgemäß war, aber natürlich «wählte» Bishop nicht etwa die günstigste Zeit. Bishop wurde durch das Aufkommen der algorithmischen Denkweise beeinflußt, und dies, so könnte man vermuten, führte ihn dazu, sich auf die neue Bedeutung konstruktiver Methoden zu konzentrieren."
        Ausführlich zum Grundlagenstreit in der Mathematik.
    ___
    Cranz schreibt noch 1895 (S. 20) Paul du Bois-Reymond zitierend: "Noch heute erscheinen in der 'unfehlbarsten aller Wissenschaften' kaum zwei Lehrbücher hinter einander, die, wenn sie auf die Grundbegriffe näher eingehen, nicht auf das Schroffste sich widersprächen."
    ___
    Dawson, John W. (1999). Das logische Dilemma. Leben und Werk von Kurt Gödel. Berlin: Springer.
    ___
    Fehlertheorie Hilberts (1922/23) bei Fehlschlüssen in der Mathematik: "Bevor ich weitere Beispiele behandele, möchte ich Ihnen ein wenig zu erklären versuchen, wie solche Irrtümer zustande kommen und worin dann ihre allgemeine Bedeutung besteht. Es hat damit folgende Bewandtnis: Allemal wenn eine neue fruchtbare Methode ersonnen wird zur Lösung von Problemen, zur Erweiterung unseres Wissens, zur Eroberung neuer Provinzen der Wissenschaft, gibt es einerseits kritische Forscher, die der Neuerung gegenüber mißtrauisch sind und andererseits solche, die an Kühnheit es allen zuvortun, die noch unerschöpfte und ergiebige Quellen gründlich ausnutzen, rasch Neues finden und daher bald das Übergewicht bekommen, sodaß die Einwendungen der Kritiker verstummen. Dies ist die Periode des raschen Fortschreitens der Wissenschaft. Oft sind es gerade die besten Pioniere, die sich am weitesten vorwagen und dann auch am ehesten auf unsicheres Terrain kommen. Anzeichen für den letzteren Fall sind Unklarheiten und Zweifenhaftigkeiten der erhaltenen Resultate, bis sich schließlich offenbare Widersprüche und Widersinnigkeiten, sogenannte Paradoxien, herausstellen. In diesem Augenblick erscheinen nun die kritisch Gesonnenen, die bisher beiseite standen, wieder auf dem Plan, bemächtigen sich der Paradoxien, decken wirkliche Irrtümer auf und versuchen nun ihrerseits die ganze Methode zu verdächtigen und zu verwerfen. Es besteht dann die Gefahr, daß alles Errungene wieder verloren geht. Es ist dann immer die wichtigste Aufgabe, diese über das Ziel gehende Kritik einzudämmen und eine Neubegründung der Methode zu versuchen, sodaß sie vor jeder falschen Anwendung gesichert ist und die gewonnenen Resultate in den festen Bestand der mathematischen Erkenntnis eingereiht werden können." In Hilbert n. Ackermann (1988, 38f)
    ___
    Gordan, Paul. "Aber gerade weil der Hilbertsche Beweis ziemlich einfach war, stiess er zunächst auf  Unverständnis und Ablehnung unter den Mathematikern. Denn es handelt sich um einen reinen Existenzbeweis, der bei gegebenem Ideal A kein effektives Verfahren zur Konstruktion der endlich vielen Erzeugenden von A angibt. Die Mathematiker der damaligen Zeit waren an Existenzbeweise dieser Art nicht gewöhnt, jedenfalls nicht in der Algebra. Gordan selbst kritisierte:

    “Das ist keine Mathematik, das ist Theologie”.

    Wobei er mit “Theologie” meinte, bei einem solchen Beweis müsse man wie in der Religionswissenschaft an die Richtigkeit der Schlussweisen glauben. Das widerspricht jedoch den Grundsätzen der Mathematik, denn alle mathematischen Beweise müssen doch durch logisches Denken nachprüfbar sein, ohne an einen “Glauben” zu appellieren! Heute akzeptiert man in der Algebra auch reine Existenzbeweise, nicht zuletzt unter dem Einfluss der Cantorschen Mengenlehre. Übrigens hat Hilbert in einer weiteren Arbeit seinen Beweis tatsächlich ergänzt durch eine effektive Abschätzung der Grade der Polynome, die das gegebene Ideal A erzeugen – und er hat damit auch Gordan von der Richtigkeit seiner Beweisführung überzeugen können."
    Online-Quelle (S.12): Peter Roquette, Mathematisches Institut, Universität Heidelberg,  Vortrag "David Hilbert in Königsberg"am 30.9.2002 an der Mathematischen Fakultät in Kaliningrad 17. September 2002
    ___
    Guerrerio, Gianbruno (2002). Kurt Gödel. Logische Paradoxien und mathematische Wahrheit. Spektrum der Wissenschaft, Biografie,1.
    ___
    Hilbert, David (1904). Über die Grundlagen der Logik und der Arithmetik. Verhandlungen des III. internat. Mathematiker Kongresses in Heidelberg 1904, abgedruckt als Anhang zur 3. Auflage von Hilberts Grundlagen der Geometrie.
    ___
    Körperaxiome. In der Mathematik und Zahlentheorie gibt es ganz verschiedene Zahlen. Man könnte alltagssprachlich auch von unterschiedlichen Zahlen-Typen sprechen. Die verschiedenen Zahlentypen können durch unterschiedliche, sog. Körper-Axiome definiert werden. In einem Zahlenkörper (K2) z.B., in dem es nur die beiden Zahlen 1 und 0 gibt, ergeben sich von der Alltagserwartung überraschende und abweichende Ergebnisse bei den arithmetischen Operationen, nämlich 1+1=0.
    ___
    Logistik. "Logistik" bezeichnet mindestens ein dreifaches Homonym [1, 2, 3, 4, 5, ].
        (1) Logistica (rechnen) hieß einst die praktische Rechenkunst auf lateinisch.
        (2) Nach  Mittelstraß (1984, S. 703) wurde der Ausdruck Logistik auf dem 2. Philosophenkongress in Genf 1904 von Couturat, Lalande und Itelson als Bezeichnung für die kalkülisiert auftretende formale Logik zum Zwecke der terminologischen Abgrenzung von der traditionellen Logik vorgeschlagen worden. Danach wurden die mathematischen Logiker etwa bis in die 70iger Jahre mit ihrer strengen Formelsprache auch Logistiker genannt (Beispiele: Becker, Oskar (1951). Einführung in die Logistik. Bochenski, Joseph M. (1954). Grundriß der Logistik. Dürr, Karl (1954). Lehrbuch der Logistik, Johann Fischl  (1967). Logik. Ein Lehrbuch mit einem kurzen Abriß über Logistik. Jacoby, Günther (1962). Die Ansprüche der Logistiker auf die Logik und ihre Geschichtsschreibung. Bruno von Freytag gen. Löringhoff (1961). Logik. Ihr System und ihr Verhältnis zur Logistik). Die "rein" mathematischen Logiker selbst benutzen diesen Ausdruck gewöhnlich nicht. Nachdem die Logik weitgegehend von den MathematikerInnen angeeignet wurde, hat sich ihre Ausdrucksweise durchgesetzt und der Ausdruck "Logistik" ist zunehmend in den "logik-öffentlichen" Hintergrund getreten. Am besten übersetzt man sich Logistik in diesem Sinne mit streng kalkülisierter Logik. Mathematische Logik trifft es aber auch sehr gut. Tatsächlich hat "...istik" für manche doch eine negative Tönung, was von einigen philosophischen WortverwenderInnen so beabsichtigt sein konnte. Was an mathematischer Logik aber negativ sein sollte, ist zunächst nicht zu verstehen, außer daß, was MathematikerInnen unter ihre Fittiche nehmen, sehr schnell allgemein sehr unverständlich wird (so Goethe in einem Brief am 17.5.1829 an Zelter "Die Mathematiker sind eine Art Franzosen: redet man zu ihnen, so übersetzen sie es in ihre Sprache, und dann ist es alsbald ganz etwas Anderes.")
        (3) Die dritte Bedeutung betrifft das Gebiet der Planung und Organisation, hat damit aber auch Berührungspunkte zur Mathematik, am meisten vielleicht zu dem Gebiet der Optimierung (z.B. Transport, Lagerhaltung) und der praktisch angewandten Spieltheorie. Einfacher könnte man von Planung, Strategie und Taktik sprechen. Diese Anwendungen spielen eine große Rolle in der Wirtschaft (dort heißt ein Teilfachgebiet sogar "Logistik");  aber auch im Militär- und Kriegswesen, im Sport und ganz allgemein im Leben.
    ___
    Mathematik. Mathematik verstehe ich als die formale Wissenschaft von idealen Objekten und Beziehungen, in der alle mögliche (Modell) [Welten] konstruierbar sind, die auf reale Weltprobleme angewendet (angewandte M.) werden können oder nicht (reine M.). Sog. reine Mathematik interessiert sich nicht für Anwendungsfragen und muß das natürlich auch nicht, so wie reine Psychologie sich nicht darum zu kümmern braucht, ob und wie reine Psychologie angewandt werden kann. In der Psychologie gibt es allerdings eine natürliche Schnittstelle zur Anwendung: man kann über die Psyche der Menschen nichts erforschen, wenn man nicht mit den Menschen interagieren und kommunizieren kann. Eine reine MathematikerIn braucht im Prinzip keine andere und könnte auch ganz alleine für sich reine Mathematik betreiben; Ramanujan war womöglich längere Zeit so einer. Es mag davon sogar viele geben, aber davon können wir nichts wissen: eine neue Paradoxie ;-)?
    ___
    mit wenigen Ausnahmen. Barrow (S. 283-288) berichtet die Geschichte von Ramanujan, von Rao entdeckt und Hardy gefördert, einem offenbar genialen und leidenschaftlichen indischen Ausnahme-Mathematiker, der nur 33 wurde, aber die ganze Mathematikerwelt mit seinen Formeln in Aufregung versetzte, wobei er nach Hardy offenbar nie das übliche Beweisen lernte oder sich aneignete und mit einer Mischung aus Intuition - im üblichen Sinne - und Induktion (Beispiele und probieren) arbeitete, doch so erfolgreich, daß die größte Kapazität seiner Zeit einigen Ergebnissen nicht zu folgen vermochte. Er soll der Inbegriff eines reinen Mathematikers gewesen sein, der sich auch nie für Anwendungsfragen interesiserte, sondern ausschließlich für die Beziehungen seiner Zahlen.
    ___
    Modelle (Meßtheorie). Als Hauptsatz in der Meßtheorie könnte gelten: Zwischen dem mathematischen und empirschen Meßmodell existiert eine homomorphe Abbildung, wobei diese Homomorphie von der AnwenderIn für die jeweilige Anwendung zu zeigen wäre. Allgemeinverständlich wird man fordern: die angewandte Mathematik muß dem empirischen Gegenstandsbereich angemessen sein, nicht zu weit und nicht zu eng, nicht zu viel und nicht zu wenig. Im allgemeinen ist es so, daß die Mathematik in der sozialwissenschaftlichen und besonders psychologischen Anwendung eine Genauigkeit vortäuscht, die empirisch meist nicht begründet ist. Bereits eine Mittelwertbildung setzt ein Skalenniveau voraus, das in aller Regel empirisch nicht begründet und nicht gezeigt wurde. "Messen" in der Psychologie ist gewöhnlich messen per fiat - Ausdruck von: Orth, B. (1974). Einführung in die Theorie des Messens. Stuttgart: Kohlhammer, S. 41 unter Bezugnahme auf  Torgerson, Pfanzagl und Fischer - ein völlig unhaltbarer Zustand für eine Wissenschaft.
    ___
    petitito principii. Vorwegnahme des Grundes. Es wird ein Beweismittel verwendet, das selbst nicht bewiesen ist und selbst noch des Beweises bedarf. Auch der circulus vitsiosus kann als Vriante der p.p. angesehen werden, da der Zirkelschluß sich selbst beim Beweis verwendet bzw. voraussetzt (ein kluger Kopf ist intelligent; ein Kreis ist rund). Die indische Logik nennt diesen Fehler siddha-sadhya, wenn der Beweis selber des Beweises bedarf, so das Wörterbuch der Logik.
    ___
    Russell. Zitiert nach (S. 350f): Davis, Philip. J. & Hers, Reuben (dt. 2.k. A. 1996, engl. 1981). Erfahrung Mathematik. Basel: Birkhäuser.
    ___
    Vorausetzungen und Mittel. Zwar ist im allgemeinen Beweisschema der Schulmathematik die Angabe der Voraussetzungen vorgesehen, aber nicht wie viel und wie weit zurück. Nicht selten liest man, dass man zum Aufbau der Mengenlehre auf die Prädikatenlogik 1. Stufe zurückgreift. Andererseits stößt man in der Ausarbeitung der Prädikatenlogik 1. Stufe auf Bezugnahmen zur Mengenlehre. Das wirkt zumindest zirkulär. Was braucht man z.B. "alles", wenn man den Satz des Pythagoras verwenden will? Oder, anders herum, was setzt man - ohne sich im einzelnen darüber oft Rechenschaft abzulegen - bei diesem oder jenen der vielen, vielen Beweise des Satzes des Pythagoras zu Recht oder zu Unrecht voraus? Die Idee einer lückenlos logischen Vernetzung und Begründung zeigt sich in der Notation von Wittgensteins tractatus, der hiervon offenbar durch das Logizismus Programm der Mathematik wie es Whitehead & Russel in der Principia mathematica (W) durchführten, inspiriert wurde. Und es ist wahrscheinlich kein Zufall, dass die französische Mathematikergruppe "Bourbaki" [W] ab 1934 einen rigoros strengen Aufbau der Mathematik nach den Hilbert-Grundsätzen durchführte.
    ___


    Querverweise
      Standort: Beweis und beweisen in Mathematik und Logistik.
    *
    Geschichte des Grundlagenstreits in der Mathematik
      Widerspruch (Antinomie), Aporie, Paradoxie, Pseudo-Paradoxie. und (neuere Version):
      Absurdität, Antinomie, Aporie, Konfusion, Paradoxie, Pseudo-Paradoxie, Sophisma, Widersprüch, X-Strittiges/Sonstiges.
      Einführung, Überblick, Verteilerseite Beweis und beweisen
      Wissenschaft in der IP-GIPT
      Überblick: Abstrakte Grundbegriffe aus den Wissenschaften
    *
     IP-GIPT, z.B. mit Hilfe von "google": <suchbegriff> site:www.sgipt.org
    z.B. Beweis beweisen site:www.sgipt.org * Logik site:www.sgipt.org
    *
    Dienstleistungs-Info.
    *

    Zitierung
    Sponsel, Rudolf  (DAS). Beweis und beweisen in Mathematik und Logistik. Blicke über den Zaun zum Auftakt für eine psychologisch-psychotherapeutische Beweislehre. Abteilung Abstrakte Grundbegriffe aus den Wissenschaften: Analogien, Modelle und Metaphern für die allgemeine und integrative Psychologie und Psychotherapie sowie Grundkategorien zur Denk- und Entwicklungspsychologie. Internet Publikation - General and Integrative Psychotherapy   IP-GIPT. Erlangen: http://www.sgipt.org/wisms/gb/beweis/b_mathe.htm
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      Ende   Beweis in der Mathematik_Überblick_Rel. Aktuelles  _Rel. Beständiges _Titelblatt_ Konzept_ Archiv_ Region_ Service_iec-verlag  Mail:  sekretariat@sgipt.org__Wichtiger Hinweis zu Links und zu Empfehlungen

    korrigiert irs 30.8.3



    Änderungen wird gelegentlich überarbeitet, ergänzt und vertieft * Anregungen und Kritik erwünscht
    31.01.08    Ruffinis Lücke nach Pesic (2005) Abels Beweis.
    20.11.07    Link zu ONE HUNDRED AND TWO PROBLEMS IN MATHEMATICAL LOGIC.
    18.07.07    Antinomisch- paradoxe Problematik des Reflexivitätsbegriffs (unter). * Alle und jeder Fallstrick.
    15.07.07    Nachträge Beweisfehler.
    12.07.07    Liouville entdeckt Fehler im 'Beweis' des großen Fermatschen Satzes von Lamé (1847).
    06.07.07    Exkurs V:  Mehr oder minder gut beweisen?
    01.07.07    Tschebyschow Beweislücken.
    21.06.07    Hilbert über den Steinerschen Fehlschluss und eine Fehlertheorie.
    13..06.07   Russell über seine Erfahrung mit der Güte mathematischer Beweise.
    08.06.07    Ergänzungen IV., Hinweis Geschichte Grundlagenstreit.
    25.05.07    Ergänzung: Kritik Poincarés an Hilberts Beweisführung.
    17.05.07    Exkurs IV: Ist die Mathematik so sicher, wie sie sich präsentiert?
    23.01.06    Du Bois-Reymond Zitat nach Cranz zu den Grundlagen der Mathematik um 1895.
    14.12.05    Querverweis: Rabulistik und Sophistik in der altehrwürdigen Mathematik.
    19.08.05    Literaturaufnahmen Friedman und Link: One Hundred And Two Problems In Mathematical Logic
    08.11.04    Links: Materialien zur Kontroverse um das Unendliche * Unendlich Begriffe * Cantor-Probleme *
    25.08.04    Fußnote zum Homonym Logistik.
    10.01.04    Link mit direktem Beweisbeispiel zur Summe 1+2+3+...+n : http://de.wikipedia.org/wiki/Beweis_(Mathematik)