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读《On formally undecidable propositions of Principia Mathematica and related systems》

2013年10月11日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1920字 ⁄ 字号 评论关闭

读《On formally undecidable propositions of Principia Mathematica and related systems》

 

A formula is a finite sequence of natural numbers, and a proof is a finite sequence of finite sequences of natural numbers.
formulas are sequences of natural numbers -> expressible in PM
class-sign: a formula of PM with exactly one free variable of type natural numbers
K = {n belongs IN | not provable(Rn(n))}
K is the set of numbers where the formla Rn(n) that you get when you insert n into its own formula Rn is improvable.
for a specic natural number q. We will now prove that the theorem Rq(q) is
undecidable within PM. We can understand this by simply plugging in the denitions:
Rq(q) , S(q) , q 2 K , :provable(Rq(q)), in other words, Rq(q) states /I am improvable."
Assuming the theorem Rq(q) were provable, then it would also be true, i.e. because of
(1) :provable(Rq(q)) would be true in contradiction to the assumption. If on the other
hand :Rq(q) were provable, then we would have q 62 K, i.e. provable(Rq(q)). That
means that both Rq(q) and :Rq(q) would be provable, which again is impossible.
P is the system that you get by building the logic of PM on top of Peano axioms.

还是没有完全明白,尤其是在前言中的这段话,为什么就冲突了呢?不过前面部分的大意还是读懂了。我读的这篇文章是将德文原版翻译为英文的翻译版本,并且只翻译了前两部分,后两部分没翻译。译者指出,直接读原文有这样三个困难:
  1. 原文为德文
  2. 哥德尔使用了很多那个时代的符号,注记
  3. 哥德尔写作这篇文章时假定他的读者有足够的数学知识

为了克服这三个困难,译者使用了下面这些方法来解决这些问题:

  1. 使用英语翻译
  2. 用人们熟悉的符号来代替那些人们不太熟悉的符号
  3. 对于一些人们可能不熟悉的地方,作者使用了超链接来指向这些地方的说明

这篇文章的背景大概是这样的:
    在20世纪初期,人们惊讶地发现自从有了几个公理(形式)系统后,似乎所有的定理都是那几条公理的组合。当时的公理系统主要有两个,一个是数学原理Principia Mathematica(PM),一个是Zermelo-Fraenkelian的集合公理系统。

    因为所有的定理都是几条公理的组合,因此人们自然而然地就想,是不是这个公理系统中所有的定理都可以用这几个公理来表示,或者,用这几个公理来证明?就在人们欢欣鼓舞,赞叹数学的完美时,哥德尔发表了这篇文章,在文章中他证明了在所有的形式系统中,都至少有一个命题是不可证的,并举出了几个例子。他的证明方法很有意思,首先要使所证明的系统属于PM,他使用自然数来代替所有的符号做到了这一点。他并不是直接证明在所有的形式系统中都有一个不可证的命题,而是先证明在两个条件下的形式系统存在不可证的命题,然后再进一步讨论,去除这两个条件后的情况,从而证明了在所有的形式系统中都有不可证明的命题。

    上面那段英文是我读这篇文章的笔记,是一些比较重要的概念,在读这篇文章时记下这些概念很有用。

读这篇文章的其他收获:
  1. 需要精读的文章,首先要粗略地看一遍,然后再开始读,这时就会心中有数,哪里比较容易懂,哪里比较耗时间。这样在精读过程中遇到问题就不会太着急了。
  2. 读经典文章,要多花些时间,多分配一些时间。如果仅仅是匆匆地浏览一遍,收获不会很大。
  3. 读这些文章,不会有立竿见影的效果,是一种长期的积淀。
  4. 如果在专家的指导下读这篇文章,会好很多,如果有人讨论一下,效果也会好很多。
  5. 我很犹豫,要不要跟翻译这篇文章的人发封电子邮件,发邮件是对的,也许有一天,我会发封这样的邮件。

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