2. Период наивысшей творческой активности (1871−1884)
С только что упомянутой работой [5] жизнь Кантора начинает выходить за рамки нормального развития талантливого ученого, в которые она вмещалась до того.
На второй период, примерно с 1871 по 1884 год, приходится величайшее напряжение сил гениального исследователя, увенчавшееся построением теории множеств.
1872−74 годы принесли с собой два значительных события в личной жизни Кантора. Во время одной из поездок в Швейцарию, нередких в его молодости, он в 1872 г. совершенно случайно знакомится в Герсау с Дедекиндом. Это знакомство привело, наряду с частыми личными встречами, впоследствии происходившими обычно в Гарцбурге, также к переписке, от которой сохранилось 38 писем за годы 1873−79 и 1899. Хотя математическое содержание этой переписки ограничено, они весьма интересны как отражение способа работы и настроения Кантора в то время, а равным образом противоположности характеров этих людей, связанных продолжительной дружбой и высоко ценивших друг друга. Пользуясь терминами Оствальда, можно назвать являющегося в этих письмах Кантopa «романтиком», в противоположность «классику» Дедекинду. Это различие проявляется также в темпе писем Кантора, которые в периоды научной бури и натиска буквально перегоняют друг друга, в то время как ответы Дедекинда отличаются неизменной пунктуальностью. Следует отметить также весьма значительную в начале переписки разницу в возрасте (Дедекинд был на 14 лет старше). В целом, Кантор играет в этой переписке роль спрашивающего и берущего. Уже в одном из первых писем он выражает свою потребность обсуждать с Дедекиндом научные вопросы и ближе познакомиться с ним лично; и в дальнейшем мы постоянно встречаем почтительную благодарность за то, что дает ему это знакомство, а также за «вдохновляющее и чрезвычайно поучительное воздействие» на него «классических трудов» Дедекинда (письмо от 31 августа 1899 г.). Впрочем, глубокое влияние Дедекинда, с его абстрактным, предпочтительно аналитическим подходом, стремящимся к завершенной систематике, еще сильнее сказывается косвенным образом − в построении позднейших публикаций Кантopa по теории множеств, сравнительно с конструктивным стилем молодого Кантора, продвигавшегося вперед отдельными бросками. Перемена эта во многом соответствует весьма выраженной противоположности тенденций в современных исследованиях по основаниям математики.
В то же время Кантор познакомился со своей будущей супругой Валли Гутман. В 1872 г. он стал экстраординарным профессором в Галле, весной 1874 г. состоялась помолвка, а летом свадьба. Во время свадебного путешествия молодожены встретились в Интерлакене с Дедекиндом. У Кантора было четыре дочери и два сына; никто из детей не проявил особой математической одаренности.
Семидесятые года принесли Кантору и различные внешние успехи. Уже в 1869 г. он стал действительным членом Общества Естествоиспытателей в Галле; особенно же следует отметить избрание в члены-корреспонденты Геттингенского Научного Общества. По-видимому, ни одна другая немецкая академия и ни один университет, кроме Галле, вообще не почтили публично его заслуги. Далее, в 1878 г. он отклонил приглашение в Мюнстерскую Академию, а в 1879 г. был назначен ординарным профессором в Галле.
Опубликованная в 1874 г. работа [10] представляет собой, наряду со средней частью статьи [5], публикацию Кантора, открывающую теорию множеств; в ней делается решительный шаг к строгому разграничению трансфинитного, особенно в отношении мощности. В наивном понятии «бесконечного» исчезали все различия, и сам Кантор вначале предполагал еще континуум счетным; в этой же статье за теоремой о счетности множества алгебраических чисел следует доказательство, что множество всех действительных чисел уже несчетно. Именно, для каждой последовательности действительных чисел Кантор строит с помощью принципа вложенных отрезков не принадлежащее ей число. Из сопоставления обоих результатов вытекает существование бесконечного множества трансцендентных чисел в любом интервале. Естественно было бы искать еще более высокие трансфинитные мощности, перейдя от одномерного континуума к многомерным. Как показывает корреспонденция Кантора с Дедекиндом, эта мысль занимала исследователя уже летом 1874 г. Насколько нужен был новый подход, чтобы вообще усмотреть здесь какую-либо проблему, видно из письма Кантора: он рассказывает, как один его друг в Берлине объявил идею об отобразимости линейного континуума на плоский «заведомо абсурдной, поскольку само собой разумеется, что две независимых переменных не сводятся к одной»; подобную же отповедь получил он позже при посещении Геттингена по случаю юбилея Гаусса в 1877 г. В письме от 20 июня 1877 г. он сообщает Дедекинду, после многолетних усилий, свою попытку построить отображение одномерного континуума на многомерный, и просит друга проверить доказательство; результат оказался для него самого в высшей степени неожиданным : “je le vois, mais je ne le crois pas” («вижу, но не верю») и, как он думал, колеблющим понятие размеренность, т. е. возможность охарактеризовать размерность числом независимых координат. В ответе Дедекинда указывается пробел в доказательстве (позже устраненный с помощью несложного приема Юлиусом Кенигом); это побудило Кантора перейти от первоначально использованных им разложений в десятичные дроби к представлениям цепными дробями. Далее, Дедекинд, защищая понятие размерности, подчеркивает значение требования, чтобы соответствие было непрерывным.
По существу, усовершенствованное доказательство, сообщенное затем в письме Дедекинду, и содержится в работе [11], где устанавливается независимость мощности континуума от его размерности. В этой работе, между прочим, вводится уже понятие эквивалентности, понятие мощности и высказывается гипотеза континуума. Здесь содержится также, без доказательства, утверждение о сравнимости мощностей; ясно, что в то время (и еще долго впоследствии) Кантор считал это свойство самоочевидным.
Опубликование этой работы в «Журнале Крелля» не обошлось без трудностей; она пролежала в редакции, после поступления 12 июля 1877 г., дольше обычного тогда срока и гораздо дольше, чем это допускало нетерпение Кантора, хотя за нее и вступился Вейерштрасс. В ноябре автор горько жаловался Дедекинду, что печатание статьи, вопреки заверениям редакции, «совершенно непостижимым для него образом» затягивается и откладывается в пользу работ, поступивших позднее; вероятно, причина заключалась в парадоксальности ее результата для того времени. К счастью, Дедекинду удалось, ссылаясь на собственный опыт, отговорить друга от опрометчивого намерения забрать рукопись и напечатать ее в виде отдельного сочинения; вскоре трудности в редакции рассеялись, и статья вышла из печати. Это была, однако, последняя публикация Кантора в «Журнале Крелля»; если даже допустить, что Кантор придал слишком серьезное значение задержке опубликования, причиной ее было уже, по-видимому, отрицательное отношение Кронеккера к идеям своего ученика, из которого впоследствии и развился кризис 1884 года. В то время как все эти обстоятельства тяжело удручали Кантора, назначение его ординарным профессором в Галле удовлетворило его лишь в ограниченной степени, потому что он стремился к другой должности и к более широкому кругу действия. Уже в 1874 г. он сознается Дедекинду: «Во время каникул я никогда не мог здесь долго выдержать, потому что единственное, что меня в течение пяти лет, некоторым образом, привязывает к Галле − это однажды избранная университетская профессия». Он предполагал, что отсутствие приглашений из других мест объясняется критической оценкой его работ влиятельными коллегами; при том почти бесспорном авторитете, которым пользовался тогда Кронеккер, это кажется вполне оправданным. Так, в 1883 г. Кантор, подавая министру прошение о месте в Берлине, не только не рассчитывал на немедленный успех, но заранее предвидел препятствия со стороны Шварца и Кронеккера; прошение не имело успеха, вызвав сильное противодействие Кронеккера.
Поразительное, почти не известное замечание Кантона, по-видимому, доказывает, что уже в начале семидесятых годов он ясно понимал значение зарождавшихся у него идей, а также сопротивление, которое они должны вызвать; в то время исследования о тригонометрических рядах только что привели его к актуальной бесконечности, а первая его работа, посвященная теории множеств в узком смысле [10], еще не была опубликована. Намереваясь сделать доклад в Обществе Естествоиспытателей города Галле для которого, естественно, следовало выбрать общедоступный предмет, он остановился на теории вероятностей, которой занимался уже в течение нескольких лет. И вот, в докладе, состоявшемся б декабря 1873 г., он замечает по поводу француза де Мере, оспаривавшего авторитет Паскаля в одном вопросе теории вероятностей: «Как я полагаю, шевалье де Mepe может послужить предостерегающим примером всем противникам точного исследования, какие встречаются во все времена и повсюду; ибо с ними также может приключиться, что именно в том месте, где они пытаются нанести науке смертельные раны, вскоре расцветет перед их взором новая ветвь, возможно, плодотворнее прежних − как теория вероятностей перед взором шевалье де Мере». Отметим еще, что в более поздних письмах к Миттаг-Лефлеру Кантор постоянно называет Кронеккера псевдонимом «г-н фон Мере».
