¿Es un punto una noción primitiva como se supone en matemáticas?

Hablar de primitivas solo tiene sentido si tienes en mente un conjunto particular de axiomas. Si habla de la teoría general de conjuntos ZFC, por ejemplo, solo hay una primitiva: conjuntos. Todo lo demás (enteros, números reales, puntos, líneas, espacios, grupos) se define en términos de estos conjuntos. Entonces, en este contexto particular, no, un punto no es una noción primitiva.

Por otro lado, si está hablando de geometría euclidiana, entonces podría resultarle más fácil usar los axiomas de Hilbert, en los que un punto es, de hecho, una noción primitiva. Otras nociones primitivas son líneas y planos, y las relaciones “se encuentran”, “entre” y “congruentes”. En este contexto, no tiene sentido agregar espacio como una noción primitiva (que es otro asunto que mencionas en los detalles de la pregunta), porque en realidad nunca lo usas para nada. Lo único con lo que se trata son puntos, líneas y planos.

No tienes razón en que las matemáticas suponen que los puntos son primitivos, o incluso que los puntos existen. Hay muchos tipos de geometría, todos utilizados para diferentes propósitos, y en algunos de ellos no hay “puntos”.

Por ejemplo, existe la noción de “locale”, que es un sistema matemático de estudio del espacio sin puntos. Se describe aquí en la página de wikipedia sobre topología sin sentido. Otro sistema similar de hacer geometría viene dado por la noción de “topos”, como lo popularizó Grothendieck para su uso en geometría algebraica.

Varios matemáticos consideran que esta es una forma más “natural” de hacer geometría. Tenía un profesor en la escuela de posgrado que tenía una preferencia casi religiosa por nunca decir la palabra “punto”, que todas sus pruebas serían más puras, más generales y más naturales. Pero como siempre, depende de lo que pretendas hacer con la geometría.