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太阳是三角形还是圆形的?光是直线传播还是曲线传播呢?我们通过观察实验就知道了。物理命题我们可以通过观察来判断,但数学命题呢?比如任何一个直角三角形,两条直角边的平方和等于斜边的平方。我们不能通过观察来确定,而需要证明。那是否对于任一个数学命题我们都能证明其正确还是错误呢?会不会存在某些正确的命题,而我们又无法证明它呢?
逻辑学家哥德尔证明了这样的命题确实是存在的。他构造了一个命题,这个命题及其否命题都无法证明。正命题和否命题,必然一个正确一个错误。由于两者都无法证明,所以说明存在着正确而又不能证明的命题。
哥德尔构造的命题是什么呢?他的证明比较复杂,技巧性很高,但思想比较简单。它和说谎者悖论有些类似。说谎者悖论是这样的:
我正在说谎。
那我是不是在说谎呢?如果我在说谎,而我又说自己在说谎,那我说的是真话,那我就不是在说谎。如果我不是在说谎,那我说的是真的,而我说的是自己在说谎,所以我在说谎。得出我既说谎又不说谎出现悖论。
有时也把“我正在说谎”这句话,换成“本语句是假的”,道理一样。
哥德尔构造的不可证明命题与之相似,但并不相同,因为“本语句是假的”这句话在数学中是无法构造出来的。在一些科普读物中,把哥德尔的命题理解为:“本语句不可证明。”
假设这句话是假的。而它说自己不可证明,所以实际上它是可证明的,而可以证明的一定是真的。所以它是真的,这与假设矛盾。所以这句话是真的。
从它是真的,并不会导致矛盾。
所以它是真的,而且不可证。
逻辑学家沈有鼎指出,和说谎者悖论一样,从“本语句不可证”能导出矛盾。
假设这句话是可证的。而可以证明的命题都是真的,而它说自己是不可证的,所以它是不可证的,这与假设相矛盾。所以它是不可证的。而它说自己不可证,这样我们就证明了它。所以这句话既是可证又是不可证的。
所以把哥德尔构造的句子通俗解释为“本语句不可证”并不准确。而应理解为“本语句在皮亚诺算术系统中不可证”。
和前面一样,假设它是可证的,可导出矛盾,所以它是不可证的。但这不能算是在皮亚诺算术系统中证明了这句话是不可证的。从而没有悖论。
但“本语句在皮亚诺算术系统中不可证”这句话并不那么通俗,比如什么是皮亚诺算术系统呢,什么才算是证明?所以某些科普牺牲了严谨性,采用了更容易理解的解读。
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GMT+8, 2024-11-24 11:12
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