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  Cantor
 

Cantor, Georg (1845-1918) se révèle être un étudiant brillant, notamment dans les matières manuelles. Malgré les injonctions de son père, qui rêve d'en faire un ingénieur, il part en 1862 à Berlin étudier les mathématiques, où ses maîtres sont Weierstrass et Kronecker. Il soutient son doctorat en 1867 (sur la théorie des nombres). Les premières recherches post-doctorales de Cantor sont consacrées à la décomposition des fonctions en sommes de séries trigonométriques (les célèbres séries de Fourier) et particulièrement à l'unicité de cette décomposition. Afin de résoudre complètement ce difficile problème, il est amené à introduire et à étudier des ensembles dits "ensembles exceptionnels". Cela le conduit à définir en 1872 très précisément ce qu'est un nombre réel, comme limite d'une suite de nombres rationnels; parallèlement, son ami Dedekind donne la même année une autre définition de la droite des réels, à partir des coupures. Cantor et Dedekind constatent à cette occasion qu'il y a beaucoup plus de réels que de rationnels, mais il n'y a pas jusque-là de définition mathématique à ce "beaucoup plus". En 1874, dans le prestigieux Journal de Crelle, Cantor donne une définition du nombre d'éléments d'un ensemble infini qui prolonge naturellement celle du cardinal d'un ensemble infini, qui prolonge celle du cardinal d'un ensemble fini. Il en découle, jusqu'en 1897, une succession de découvertes étranges : il y autant d'entiers pairs que d'entiers tout court, autant de points sur un segment que dans un carré, beaucoup plus de nombres transcendants que de nombres rationnels. Cette hiérarchie dans les ensembles infinis conduit progressivement Cantor à définir des nouveaux nombres, les ordinaux transfinis, et à définir une arithmétique sur ces nombres. Les travaux de Cantor ont eu beaucoup d'influence au 20ème siècle. On citera d'abord, en 1903, un paradoxe soulevé par Russell dans la théorie naïve des ensembles : si A est l'ensemble de tous les ensembles qui ne sont pas éléments d'eux-mêmes, A est-il contenu dans A? Les logiciens surmonteront cette difficulté conceptuelle, sans rien changer des conclusions de Cantor. Citons aussi le problème de l'hypothèse du continu. Un des derniers axes de recherche de Cantor était d'estimer le nombre d'éléments de la droite réelle. Plus précisément, Cantor souhaitait prouver l'absence de tout ensemble dont le cardinal soit strictement compris entre le cardinal des entiers et celui des réels. C'est ce qu'on appelle "l'hypothèse du continu". Tous les travaux de Cantor et de ses successeurs pour confirmer ou infirmer l'hypothèse du continu furent vains, et pour cause : en 1963, le logicien américain Cohen prouva que, dans une théorie standard des ensembles, l'hypothèse du continu est indécidable. On peut très bien supposer qu'elle est vraie ou qu'elle est fausse sans obtenir de contradiction dans la théorie.






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