就一个问题回复快刀兄

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论坛嘉宾: 快刀浪子 XXFF

星空浩淼


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就一个问题回复快刀兄 [文章类型: 原创]

(为了醒目,我把回复作为新帖子发在这里)

形式算术系统既一致又完全的一个例子:把所有真命题全部都取为公理。不过这个时候,公理集不是递归集
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快刀兄的说法可能存在以下几个问题:

公理集合应该是彼此独立的真命题集合,即其中的某个公理不能由其他公理推导得出来。对于一个已经构造好得公理系统,要把新的真命题添加进去扩大原来的公理系统,这意味着新的真命题在原来的公理系统中,是不可证明的(否则它就可以由原来的若干公理推导出来,这样它就不与原来的公理独立,不能作为新的公理补充进去)。

但是,为了“把所有(相互独立的)真命题全部都取为公理”,如何去找这“所有的真命题”呢?上面说过,我们无法利用已知的公理系统出发去发现(即不存在一个递归过程诱导出新的独立的真命题)。对于一个已知的公理系统,它面临的不可证明或不可判定的命题A,从物质世界的角度来看,A与非A可能都是真命题,只是分别在不同场合下适用。比如几何中的平行公设,肯定它得到欧氏几何,否定它得到非欧几何。另一方面,不可判定命题A和非A从物质世界的角度来看,也许都是不成立的,也许只有一个成立,这样从物质世界的角度来看,A和非A是否是真命题就比较复杂。当然,从逻辑学的角度看,把不可判定命题A或非A作为新的独立公理补充进来之后,只要新的公理系统仍然具备一致性就可以了,就可以认为不可判定命题A或非A可以当作真命题。
但问题仍然是,如何才能保证找到“所有的真命题”呢?所以快刀兄所说的方案可能现实中行不通。

此外,在我的记忆中(不一定准确),记得《GEB——一条永恒的金带》一书中提到过,即使试图“把所有(相互独立的)真命题全部都取为公理”,哥德尔定理仍然成立。比如:假定在原来的公理系统M中存在这样一个不可判定命题:
“我在M中不可判定”
如果你试图通过增加新的公理q,从而扩大M到(M+q)来解决这个问题,哥德尔仍然可以构造以下不可判定命题:
“我在(M+q)中不可判定”

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发表时间: 2007-09-12, 20:14:29 个人资料

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Re: 就一个问题回复快刀兄 [文章类型: 原创]

::公理集合应该是彼此独立的真命题集合,即其中的某个公理不能由其他公理推导得出来。

这是公理的独立性,但这个性质不是必要的。一个形式系统一定要满足一致性(即不能推出矛盾)和可靠性(即可证的都是真的),最好也能满足完全性(即真的都是可证的)。如果满足公理的独立性那就更好,这样这个系统就比较简洁,但不满足独立性也无所谓

::但是,为了“把所有(相互独立的)真命题全部都取为公理”,如何去找这“所有的真命题”呢?

是的,我们可能永远也无法找到所有的真命题。(因为由所有真命题组成的公理集不是递归的,所以任意给出一个命题,并不存在一个算法确定它是否是真命题)
但这并不能否认存在着由所有真命题组成的集合,如果我们把这个集合作为公理集,那么这个系统就是完全的(我们无法把这个系统具体地写出来,只是知道存在着这样一个系统)。

::A与非A可能都是真命题,只是分别在不同场合下适用。

是的。
形式算术系统是对算术进行形式化后得到的,但对它也可进行别的解释(不一定解释为算术),所有有些公式在不同的解释下可以取不同的真值。
哥德尔定理不完全定理的“不完全”实际上是指:在一致的形式算术系统中,最少存在一个闭公式,它以及它的否定都是不可证的。这里根本没有涉及到真假的概念。哥德尔定理通常又表示为“存在着不可证的真命题”,这是因为对某一特定的解释来说,任一闭公式和它的否定这两者中必有一个是真的。
我上面说的真命题的集合,指的是将它们解释为算术时的真命题。

::即使试图“把所有(相互独立的)真命题全部都取为公理”,哥德尔定理仍然成立。

这是不对的。

::如果你试图通过增加新的公理q,从而扩大M到(M+q)来解决这个问题,哥德尔仍然可以构造以下不可判定命题:“我在(M+q)中不可判定”

如果公理的哥德尔数集不是递归的,就无法构造上面这个命题。
哥德尔在证明不完全定理的时候,先对形式公式进行编码(即每个公式赋予一个哥德尔数),将形式公式间的关系转变为算术命题,再将这些命题在形式系统中表达出来。这里的表达不仅仅是将算术翻译到形式系统中去,还有更进一步的要求。如果一个公式的集合的哥德尔数集不是递归的,那么这个集合在系统中就无法表达。所以在公理集是非递归的时候,上面那个命题就无法在形式系统中构造出来。

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发表时间: 2007-09-12, 22:28:03 个人资料

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Re: 就一个问题回复快刀兄 [文章类型: 原创]

::这是公理的独立性,但这个性质不是必要的。

因为公理的独立性不是本质的,它不影响形式系统的推导能力。

::即使试图“把所有(相互独立的)真命题全部都取为公理”,哥德尔定理仍然成立。

把所有真命题都取为公理,这时候这个系统是完全的。
但哥德尔定理依然成立,因为它说的是公理集为递归集的一致的形式算术系统是不完全的,那些公理集为非递归的系统不在它的考虑之中。

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发表时间: 2007-09-12, 23:21:44 个人资料

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Re: 就一个问题回复快刀兄 [文章类型: 原创]

快刀兄说得有道理。这个话题如果继续深入下去,就超过了我目前的记忆范围。以后有时间复习、钻研之时,再看有什么需要进一步深入讨论的。

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发表时间: 2007-09-13, 02:42:18 个人资料

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Re: 就一个问题回复快刀兄 [文章类型: 原创]

::形式算术系统既一致又完全的一个例子:把所有真命题全部都取为公理。不过这个时候,公理集不是递归集

我在上面的这个说法不准确,应该把“一致”这个词去掉。因为我们无法知道这样得到的系统是否是一致的。
如果它是不一致的,那么它当然是完全的。如果是一致的,它仍然是完全的

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Re: 就一个问题回复快刀兄 [文章类型: 原创]

我在上面的这个说法不准确,应该把“一致”这个词去掉。因为我们无法知道这样得到的系统是否是一致的。如果它是不一致的,那么它当然是完全的。如果是一致的,它仍然是完全的
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人们对哥德尔定理有多种等价的理解方式,其中好像就有:对于一个逻辑系统,它的一致性与完全性不能同时具备。

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发表时间: 2007-09-13, 07:26:43 个人资料

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Re: 就一个问题回复快刀兄 [文章类型: 原创]

还有,如果把所有的真命题放在一起构成公理集合,那么势必会出现某两个相互矛盾的命题A和-A同时出现在同一个公理集合的情形,比如平行公设A及其否定-A都是真命题,这样一来,就算完备性条件满足了,一致性条件自然就破坏了。

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发表时间: 2007-09-13, 18:12:43 个人资料

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Re: 就一个问题回复快刀兄 [文章类型: 原创]

::还有,如果把所有的真命题放在一起构成公理集合,那么势必会出现某两个相互矛盾的命题A和-A同时出现在同一个公理集合的情形,比如平行公设A及其否定-A都是真命题,这样一来,就算完备性条件满足了,一致性条件自然就破坏了。

形式公式(或形式命题)本身并没有真假这个概念,它的真假一定是相对于某种特定的解释来说的。A与﹁A在任一种特定的解释中,必定是一个为真一个为假。
平行公设A相对于欧氏几何为真,﹁A相对于欧氏几何为假。﹁A相对于非欧几何为真,A相对于非欧几何为假。可见,它们是不能同时为真的。

我前面说的把所有真命题放在一起,是指解释为算术时为真的命题,不会出现把A与﹁A都放在一起这种情况。

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发表时间: 2007-09-15, 05:37:24 个人资料
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