池远点了点头,没有立即开口,也没有放弃的打算,他是真的在组织语言。
虽然他对数学的学习并没有对物理的那样深入,但数学本就是很多学科的基础。
无可避免地,无论是数学的意识,还是各种理论,都会在其他学科中,不经意间被提及使用。
尤其是物理。
哥德尔不完备定理,池远就是在物理学习过程中接触到的。准确地来说,是在学习爱因斯坦的相关理论时,书中提到了他的朋友——哥德尔。
一个搞数学和逻辑的孤僻数学家,最好的朋友就是爱因斯坦。
要是仅是这点,池远或许不会对这个人多加了解,但哥德尔的理论吸引了他的注意力——数学工作是靠数学证明来完成的,如果认为它对,必须证明,这是数学家们的共识;另外一个共识便是,每个证明总得有个出发点,不然证明就无法开始。这些出发点,也就是‘数学公理’。
从学习数学开始,老师们都说,数学公理就是‘不证自明的基本事实’。
作为起点,作为坚实的基础,这样的‘公理’,或者说一系列的数学事实,在哥德尔那个时代,数学家们认为,‘公理集’必然是一致的,即,不会导致矛盾,同时也是完备的,以作为所有数学真理的基础。
但是,25岁的哥德尔证明:任何一个你假定的、能作为数学基础公理集,都不可避免地是不完备的。简而言之,总有一些关于数的事实不能被这些公理证明。
所以,人力构造的数学系统无法完备。总是存在一些确定为真的东西,算法上不可穷尽,是人力构造的逻辑系统无法达到。这些为真的东西就是数学的理念世界,它们有确定的真值,不论人有没有去研究它。
数学不由人心创造。就像‘1+1=2’不是人创造发明的,仅仅是人类发现了它,并用更方便的符号表达了出来。
有种哲学意味了对不对?但如何证明呢?
池远花了一分钟整理好了思路,精准到了每一个字,才语气平稳地开口道:
“哥德尔不完备定理是哥德尔在1931年证明并发表了,它分两条定理……”
听到‘1931’这个字眼,李莹的眉头忍不住抖了抖——哪有人学数学,还记定理是什么时候提出、发表的?
“第一条定理指出:任何自洽的形式系统,只要蕴含皮亚诺算术公理,就可以在其中构造在体系中不能被证明的真命题,因此通过推理演绎不能得到所有真命题(即体系是不完备的)。”
“第二条定理指出:任何逻辑自洽的形式系统,只要蕴含皮亚诺算术公理,它就不能用于证明其本身的自洽性。”
“要想证明,只要证明初等算数数论Π是不完全的,采用相同的方法就可以证明任何包含Π的形式理论都是不完全的。”
“证明证明Π的不完全性的关键是在于构造出初等算数语言?中的一个含义为真的语句Α……”
“包含初等算数理论的意义是它包含所有正整数(无穷元素)。而命题和证明都可以被映射到正整数。另一方面……”
“所构造的语句Α类似于“说谎者悖论”,即,这句话在说谎,但A是“本语句不可证”……”
“?不完全,那么包含?的Π不完全,那么包含Π的形式系统不完全。得证。”
别管这对不对,反正,在当池远说到两个公理的具体内容时,吴平已经开始头皮冒汗、汗流浃背了。
‘皮亚诺公理’他知道,皮亚诺提出的关于自然数的五条公理系统。
但整句话合起来,意思都懂,但怎么理解不明白?
再听证明思路,他已经听不下去了,满脑子都是——
这特么刚高中毕业?
问题是,领导提这题当面试题目,他们实习生要求这么恐怖……那他这个正式员工?