作者s1290961 (煦)
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标题Re: [代数] 哥德尔定理在数论真实的例子?
时间Sun Jun 7 14:00:09 2020
(代PO)朋友没有PTT帐号,委托我代PO。原信如下:
虽然我没有去查 Erdos 究竟指的为何,但我认为他说的可能是 Paris-Harrington 定理
或 Goodstein 定理。Paris-Harrignton 定理跟拉姆齐理论有关,而 Erdos 本身就是这
领域的人,所以可能知道。Erdos 也可能会知道 Goodstein 定理,因为定理与图论有关
连,两位证明者将问题转化成图论问题,将 Goodstein 序列比喻成九头蛇,蛇头被斩下
还会再长出新的蛇头来,比原先多。此问题便在问海克利斯每次只能斩一个蛇头,那麽他
能否有朝一日砍完所有蛇头。(没很熟两个定理,所以有劳人进一步去查)
两个定理都已经被证明单凭 Peano 算术系统证不出来,非得靠更强的证明系统如 ZFC 系
统才可证出。既然 ZFC 系统能证出来,假若 ZFC 系统没有问题,不会不一致,那麽这两
个定理所言为真(一阶逻辑的健全性 soundness 所致)。这两个命题为真,但是 Peano
算术系统证不出来,这便是哥德尔不完备的实例。
接下来我想讨论 chemmachine 的说法,因为对我有些地方我不是很明白,所以可能有劳
chemmachine 说得详细一点。另外我对某些说法不是很满意,想要点出来讨论一下。
自身不可证伪的资料有:连续统假设。哥德尔定理,罗素悖论。
我觉得说「自身不可证伪」不是很妥当。因为就我解读,「伪」与「真假」有关,但证明
系统与真假无关,系统只是一堆符号的组合而已。我们所谓的证明就只是依照特定规则排
列符号而已,我们能排出或是排出,就仅此而已。证明无须牵扯真假,命题能否被证出与
命题是否真假需分别看待。命题有可能无法被证明或证明为否(取决於该证明系统形式如
何),但命题要不真要不就假。所谓的真假是後来所赋予,依一些共识赋予其意思。所以
我觉得说「自身不可证伪」不是很妥当。
以连续统假设 CH 为例。哥德尔便构造了一个满足 ZF 公设的数学结构,而那数学结构满
足连续统假设,所以根据一阶逻辑的健全性(如果系统能证出语句 φ,那麽 φ 会在每
个满足公设要求的结构都正确),ZF 无法证出 ~CH 。而哥德尔的学生柯亨便接手哥德尔
的工作,造出一个不满足连续统假设的数学结构,证明 ZF 无法证出 CH(同样跟健全性
有关)。连续统假设在每个数学结构要不真要不就假,ZF 系统的问题只是无法好好分开
这些结构,分成满足、不满足两类,让系统本身得以捕捉其中一类的特性就好。证明系统
也就因此无法证明 CH 或证明 ~CH 。
附注:其实到目前为止,我们还不知道 ZFC 的数学结构长的如何。虽然有些书会用 V 冯
纽曼宇宙指称这个结构,但是事实上这个结构太大不是个集合,不满足逻辑学家对 ZFC
数学结构的要求。如果我们真找到 ZFC 的数学结构,其实我们就证明了 ZFC 一致(可凭
一阶逻辑的健全性得出这结论)。所以这个问题仍旧搁置着。至於哥德尔与柯亨所作只是
给出集合论宇宙的部份结构,而这结构便能满足 ZFC 要求,并不是真的找到。现今这门
学问称作 inner model theory。
此外,「自身不可证伪」对我而言有点不太清楚。然後您举了连续统假设。哥德尔定理(
是指不完备定理嘛?),罗素悖论作为例子。我不太理解三者与前述间的关系。可能有劳
您再解释一下。
连续统描述基数N^(j)<2^N 中间没有其他基数,N^j和
2^j基本是递回数字系统。指数是由乘积递回定义而来
乘积由加法递回定义而来。
我不确定是否有其它书这样写,但我所读的书(Enderton,Elements of Set Theory)并非
如定义:
https://imgur.com/kNpIRiq
老实说,我有点好奇怎麽用递回定义基数,因为「能够递回」本身也要证明。以加法或乘
法的递回定义为例,Enderton 便是先证明有如是递回函数存在,再去定义其:
https://imgur.com/MYgRABw
https://imgur.com/ArbfeZV
https://imgur.com/6doOKzC
Enderton 便在书上(138页,Cardinal Arithmetic 一节)写道:「The approach(用递
回定理定义运算) is unsuitable here.」 就我解读,用递回定义基数运算会有些问题
,因为这样需证明有如是递回函数存在。而这函数不单只是自然数上的递回函数而已,它
还得是超限递回函数(transfinite recursion function)。但除非能排序,否则没有道
理谈递回。然而就我所知,超限递回本身仅会用在序数上,不会用於基数。
我有三个问题有待解惑:「自身不可证伪」的明确意思为何;连续统假设、哥德尔定理、
罗素悖论与「自身不可证伪」的关系为何;能否用递回定义基数。有劳您能回答这些问题
了。
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1F:推 TimcApple : beth number 可以递回上去 但 aleph number 比较难 06/07 18:02
2F:→ TimcApple : Aleph_1 = the cardinality of set of all sets 06/07 18:04
3F:→ TimcApple : with cardinality Aleph_0 06/07 18:04
4F:推 chemmachine : 问题一自身不可证伪改为自身存在定理 06/07 23:44
5F:→ chemmachine : 不可证伪。这是哥德尔的叙述 06/07 23:44
6F:→ chemmachine : 我漏打了 06/07 23:44
7F:推 chemmachine : 然後哥德尔定理,本质是把罗素悖论改的复杂。因为 06/07 23:47
8F:→ chemmachine : 罗素悖论看起来很像狡辩。你说的图论例子是模仿的。 06/07 23:47
9F:→ chemmachine : 最原始 06/07 23:47
10F:→ chemmachine : 的就是罗素悖论。故事很多,比如说谁帮理发师剃头, 06/07 23:47
11F:→ chemmachine : 我说的是谎话这类 06/07 23:47
12F:推 chemmachine : 连续统我本来也不知道为啥和罗素悖论有关,是做到超 06/07 23:51
13F:→ chemmachine : 幂函数时,用递回做加法和乘法和指数定义。加法发现 06/07 23:51
14F:→ chemmachine : 加法当作一阶,乘法当做二阶,指数当做三阶,那二点 06/07 23:51
15F:→ chemmachine : 五阶呢?递回不好推导。 06/07 23:51
16F:推 chemmachine : 然後康托的基数用一对一,N=N^2 06/07 23:55
17F:→ chemmachine : =N^3=……,2^N是N的幂集。 06/07 23:55
18F:推 chemmachine : N*N写成N +_2 N 2^N写成2+_3 N 06/07 23:57
19F:→ chemmachine : 康托问在+2和+3间是否有其他基数。 06/07 23:58
20F:→ chemmachine : 当然你可以猜2.5但2.5次阶加法不好定义 06/07 23:59
21F:推 chemmachine : 这本身和哥德尔数论本质都是递回,解决之道是延拓, 06/08 00:01
22F:→ chemmachine : 延拓能不能承认2.5阶会有两种结果。我想你说的zfc 06/08 00:01
23F:→ chemmachine : 应该想法如此,详细过程我不是很熟。 06/08 00:01
24F:推 chemmachine : 不完那个N^j是N=N^2=N^3=……的意思,我只是照抄连 06/08 00:07
25F:→ chemmachine : 续统假设而已。 06/08 00:07
26F:推 chemmachine : 更正:然後那个 06/08 00:21
27F:推 chemmachine : 第三个问题,基数序数不同,但可以当做猜定理的思 06/08 00:40
28F:→ chemmachine : 路,就是先射箭再画靶 06/08 00:40
29F:推 chemmachine : 你的第二个问题,哥德尔定理的想法是修改罗素悖论 06/08 01:50
30F:→ chemmachine : 成数论的形式。连续统假设在zfc下不可证明为真或伪 06/08 01:51
31F:→ chemmachine : 。所以希尔伯特问题说部分解决。而且用 06/08 01:51
32F:→ chemmachine : 超幂函数的观点也是和递回有关。和哥德尔定理类似。 06/08 01:51
33F:→ chemmachine : 程式也是因为递回结构而产生存在不可证明的问题。 06/08 01:51
34F:→ chemmachine : 您可看维基条目哥德尔定理,电脑科学,连续统假设, 06/08 02:31
35F:→ chemmachine : 罗素悖论是不是都有关就知道我所言非虚。我的阅读 06/08 02:31
36F:→ chemmachine : 资料有 06/08 02:31
37F:→ chemmachine : ““天才之旅“的“康托与他的超限王国”, 06/08 02:31
38F:→ chemmachine : set theory and related topics,的基数序数章节“ 06/08 02:31
39F:→ chemmachine : ”微积分的推广,加减乘除的推广与统计拟合“的代 06/08 02:31
40F:→ chemmachine : 数部分还有网路上的罗素悖论条目,哥德尔定理条目, 06/08 02:31
41F:→ chemmachine : 连续统条目,以及个人思考整理。 06/08 02:31