Диалектические основы математики - Алексей Федорович Лосев

о ряде рядов, но о ряде классов, понимая под классом совокупность чисел, равноостаточных при делении на число модуля. Тогда, имея какое-нибудь число a, мы можем сказать, что всякое другое число того же класса есть вычет числа a по модулю m. Кроме того, как ясно видно из примера, приведенного в § 124, п. 2a, для каждого модуля m имеется и m разных классов. А так как судить о классе можно по любому его числу, то проще всего судить по наименьшему вычету. Система представителей всех классов и есть полная система вычетов. Если, напр., модуль = 10, то полной системой вычетов может служить ряд 0, 1, 2, … 9. С диалектической точки зрения полная система вычетов определяет собою границы возможных типов становления всей системы. Она определяет собою, сколько классов и какие классы чисел входят во всю систему модуля. Остается, след., чтобы все классы были реально построены согласно этой системе вычетов, и – мы получаем всю систему модуля как арифметически выразительную форму. Внутренняя структура модуля, т.е. первоначальный ряд кратных разностей, включается внешне-смысловым образом в виде различных классов чисел, точно зафиксированных по абсолютному значению чисел. Но внутренно-внешняя смысловая форма есть выражение.

2.

a) В § 123, п. 3b, мы имели также указание на понятие кольца. Кольцо есть система с двойной композицией, так как оно является системой элементов, из которых каждая пара однозначно определяет их сумму и их произведение, причем эта сумма и это произведение тоже принадлежит к системе. Как и в отношении понятия группы (§ 124), эта композиционная структура кольца есть результат его перво-принципа, его принципа (структуры) и его становления. В наличном бытии кольца мы находим различные законы сложения и умножения элементов (коммутативность умножения необязательна), дающие возможность строить отдельные «классы» в пределах кольца. Тут необходимо заметить, что когда произведение равно нулю, то это еще не значит, что один из сомножителей всегда равен нулю. Когда ни один сомножитель не равен нулю (при произведении их = 0), то они называются делителями нуля (пример: пары чисел, когда сложение и умножение этих пар определяется комплексно, образуют кольцо с делителями нуля). Если этих делителей нуля нет и кольцо коммутативно, его называют областью целостности.

Что касается, наконец, выразительного момента в понятии кольца, то, как и в категории группы (§ 124), мы имеем здесь элемент-единицу и обратный элемент. Но только эта единица налична здесь отнюдь не всегда. Так, целые числа образуют кольцо с единицей, а четные – кольцо без единицы.

b) Если от понятия кольца перейти к его реальной структуре, то тут мы сталкиваемся сначала с понятием подкольца, т.е. нового кольца, входящего в состав данного кольца, а потом с очень важным понятием идеала, вполне аналогичным понятию нормального делителя в группе. Если в состав данного кольца входит такая совокупность элементов, что из вхождения в нее двух элементов следует вхождение в нее и их произведения и что в нее же входит и произведение одного из ее элементов на произвольный элемент кольца, то такая совокупность называется идеалом кольца. Если оставить в стороне нулевой идеал (состоящий только из нуля) и единичный идеал (содержащий все элементы кольца), то идеалом, порожденным через элемент a, мы называем идеал, состоящий из всех элементов вида ra + na, где r – элемент кольца, a n – вообще целое число. Это есть наименьший идеал, содержащий a, потому что во всякий идеал (a) по крайней мере входят все кратные na и все суммы ±Σa = na. Идеал (a) есть пересечение всех идеалов, содержащих a. Идеал (a) называется главным идеалом. Идеал вообще может порождаться и несколькими элементами.

К кольцу применимы также понятия изоморфизма и гомоморфизма, аналогично группам. И как там нормальные делители были связаны с явлением гомоморфизма, так здесь с этим явлением связаны идеалы. Имея два гомоморфные кольца, мы разбиваем кольцо на классы, именно на совокупности элементов одного кольца, имеющих один и тот же образ в другом кольце. Класс кольца, соответствующий нулю при гомоморфизме этого кольца с другим кольцом, является идеалом первого кольца, а все прочие классы суть классы вычетов этого идеала, так что всякому гомоморфизму соответствует идеал. Можно сказать и так: при помощи идеала можно построить кольцо, гомоморфное с данным. В это кольцо войдут элементы в виде классов вычетов по идеалу. Кольцом вычетов исчерпываются все кольца, гомоморфные с данным, откуда можно сказать, что кольцо классов вычетов изоморфно с элементами другого кольца. Или: кольцо, гомоморфное с другим, изоморфно кольцу вычетов последнего. И обратно, кольцо вычетов по данному произвольному идеалу есть гомоморфное отображение кольца. Пусть мы имеем кольцо целых чисел. Классами вычетов по какому-нибудь положительному числу окажутся в этом кольце классы, дающие при делении на число этого идеала тот или иной постоянный остаток.

Эта картина построения колец требует диалектической фиксации, аналогичной с теорией групп (§ 124). А именно, один класс чисел, входящий в кольцо, окажется первообразным, указывая на основную структуру «бытия» кольца, а наличие вообще классов указывает на его становление. Вычеты приводят к наличному бытию, впервые создавая реальное существование классов с абсолютным значением отдельных элементов. Это и есть идеалы, или нормальные делители кольца. Отсюда уже вытекает и выразительная форма кольцевой структуры, которая может быть представлена в виде кольца главных идеалов. Здесь внутреннее строение идеала оказывается выходящим за пределы идеала, так как оно распространено на все кольцо, структура которого оказывается, таким образом, внутренно-внешней. Уже кольцо целых чисел содержит только главные идеалы, откуда область целостности с единицей, в которой каждый идеал является главным, и есть не что иное, как кольцо главных идеалов. Кольцо целых гауссовских чисел a + bi также есть кольцо главных идеалов.

3.

a) Наконец, в § 123, п. 3b, была указана и еще одна выразительная форма, это – поле. Поле можно определить как кольцо, в котором уравнения ax = b и ya = b всегда разрешимы при a ≠ 0 (и, конечно, при условии, что имеется по крайней мере один элемент, не равный нулю). Попросту говоря, поле есть совокупность элементов, над которыми можно производить четыре арифметических действия, не выходя за пределы самой совокупности. Отсюда перво-принципом поля является двойная композиция – сложения (вычитания) и умножения (деления). Выявляется этот перво-принцип в том, что поле состоит из элементов как из результатов этой композиции. Тут же – и законы вычитания и умножения, аналогичные предыдущему. Стоит отметить, что поле не может содержать делителей нуля. Из разрешимости указанных выше уравнений вытекает существование элемента-единицы