spacejam
发表于 2017-9-17 15:20:07
外二篇:哥德尔不完备定理及其证明
在外一篇阿尔法狗数学里面,我们讨论了哲学的不完备和形式化公理化的破产,这里面的关键点就是哥德尔不可能定理,
但在通用的对哥德尔的理解里,有很多人将其夸大,也有人将其小看,那么哥德尔到底在说什么?
不吹不黑,我们还是不神秘化,也不贬低,我们来看内容。
一、哥德尔不完备定理的表述及前提
首先我们回顾前一篇里面平面几何和三角函数的统一,这可以叫做“数形合一”,即把代数和几何统一起来。
哥德尔的证明里面很重要就是通过定义规则把数学命题、定理表述为一个自然数,这可以叫做“数理合一”,即统一代数和逻辑。
这很像传统易经里面的分类:
象:自然现象(几何)
数:代数
理:逻辑
先看哥德尔定理的内容,我们通俗表述如下:
任何无矛盾的,包含皮亚诺公理的一阶逻辑系统,其中必定存在命题,既不可以证明为真,也不可以证明为假。
这个表述跟很多人的理解有差异,主要来自于几个点:
1.内部无矛盾(这与辩证法和矛盾论不同)
2.皮亚诺公理(即自然数存在)
3.一阶逻辑(可以简单理解为三段论)
1.3.很容易理解,2.看了前面“数理合一”及对哥德尔的证明过程有印象就知道了,自然数是必须的。
我们先表述皮亚诺公理,一般会用集合论来表述,这里必须知道,在皮亚诺公理出来之前,
系统里还不存在自然数,不存在123456,所以集合论这样表述:
1)因为我们是集合论,这里没有自然数,但是集合概念、元素概念是有的,有无这件时期我们是知道的,这样我们知道世界上有空集这件事情(注意,是这件事情,不是1件事情,我们还不会1这个自然数)。
2)因为空集存在,所以这个世界上有集合{空集}(即有且仅有元素为空集的集合)。
3)因为{空集}存在,所以我们有“后继”集合{空集,{空集}}(这个集合包含了空集和{空集}这些元素,后继不表示有自然数,只表示这两个最原始集合的排列顺序,顺序是{空集}、{空集,{空集}})。
4)这几件事情做完以后,定义0=空集的元素个数,1={空集},2={空集,{空集}},我们定义n+1={n,{n}},这样顺次递归操作,即定义完成自然数的定义,这个过程中,没有1234567导致循环定义,只有空集和next这种递归操作。
我们可以看到这个过程中我们使用的只有空集概念,如果道=空集,这就是老子所言的“道生一,一生二,二生三,三生万物”。
皮亚诺公理构成了哥德尔定理的前提,为什么这是必须的?
因为哥德尔的证明过程中采用了几个转换:
1.把定理转换为逻辑式。
我们举例子,太阳是红的。太阳=S,是=I,红的=R,那么太阳是红的=SIR。
2.把逻辑式转换为数字式。
S=11111,
I=22222,
R=33333,
所以,太阳是红的=111112222233333。
3.把一阶逻辑转换成一阶数字计算
举例,太阳是红的,红的是鲜艳的,所以太阳是鲜艳的。
f(太阳)=红
g(红)=鲜艳,
所以g(f(太阳))=鲜艳。
定理转换成数字,加上康托金色三角的配数方法,所以自然数体系是哥德尔证明过程中必须的。
二、哥德尔定理的证明
哥德尔的证明方法很多,现引用以下证明方法:
http://www.360doc.com/content/07/0327/15/4910_416192.shtml
(未完,20170917)