* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки
158
ПОНЯТИЯ МНОЖЕСТВА, ГРУППЫ, КОЛЬЦА И ПОЛЯ
причём их смысл для элементов А, рассматриваемых уже как эле менты В, должен совпадать с тем, какой они имели в Л до рас ширения. 3) В В должна быть выполнима операция, которая в А была невыполнима или не всегда выполнима. Это требование служит основной целью, для достижения кото рой строится расширение. Разберём его на примерах. Для натураль ных чисел не всегда выполнимо вычитание. В области целых чисел оно всегда выполнимо. Для целых чисел не всегда выполнимо деле ние. Для рациональных чисел оно выполнимо всегда (кроме деления на 0, что вообще невозможно). Для рациональных чисел не всегда выполнима операция перехода к пределу. Для действительных чисел она всегда выполнима. Для действительных чисел не всегда выпол нима операция извлечения корня. Для комплексных чисел она уже всегда выполнима. Наконец, требования логической завершённости диктуют ещё одно условие: 4) Расширение В должно быть минимальным из всех расшире ний данного А, обладающих свойствами 1) — 3), и определяться данным А однозначно с точностью до изоморфизма. Так, мы расширяем множество натуральных чисел до целых, а не сразу до действительных или комплексных. Целые числа подразделяются на положительные (или натураль ные), отрицательные и число 0. Идея отрицательного числа (всё равно целого, рационального или вообще действительного) связана с измерением величины, имеющей два противоположных смысла. Таковы, например, длины отрезков, откладываемых на прямой направо или налево от данной точки, показания термометра вверх и вниз от точки 0 и т. д. Тогда уславливаются величины одного смысла или направления измерять при помощи обычных чисел, назы ваемых теперь положительными, а величины другого, противополож ного смысла теми же числами, но снабжёнными особым знаком «—» для отличия их от чисел, служащих для выражения величин первого смысла. Затем формально вводится число 0, отделяющее положи тельные числа от отрицательных. Не останавливаясь на деталях такого введения «относительных» чисел, заметим, что это построение наиболее естественно, так как связано с их возникновением и может быть проведено строго формально. Так, для построения целых «относительных» чисел можно формально натуральным числам а, Ь ... поставить во взаимно однозначное соответствие новые объекты с, Ь, . . . и ввести ещё один объект 0. Затем определить сумму, произведение и отношение «больше» по известным школь ным правилам и доказать (путём проверки всех случаев) справед ливость всех законов действий и порядка.
9
Руководствуясь, однако, единством идеи, мы примем другое построение. Дело в том, что, желая при расширении сделать вы-