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人工智能通識-科普-哥德爾的不完備定理

匹諾曹有壹天說了這樣壹句話:“我的鼻子會馬上變長。”然後會怎樣呢?如果鼻子變長,那麽匹諾曹就說的是真話,所以鼻子不應該變長。如果鼻子沒有變長,那麽匹諾曹說的就是假話,所以鼻子必須變長。

結果呢?鼻子炸了。

矛盾並不是起於匹諾曹。

公元6世紀,壹個克裏特的哲學家說了壹句名言:“所有克裏特人都是滿嘴謊話”。這個百年老坑挖的好,自己也掉裏面了。

如果這句話是真的,那麽所有克裏特人都是說謊的,哲學家自己也是克裏特人,那麽他也是說謊的,這句話也應該是謊話,這就又產生矛盾了,這句話到底是真的還是假的?

說謊者悖論的精簡版本是:“我在說謊”。

如果妳沒在說謊,那麽妳就說謊了;如果妳在說謊,那麽妳是在說真話。

這是個雙人版本,左邊的說右邊的沒撒謊,右邊的說左邊的撒謊了。如果左邊的沒撒謊,那麽右邊的也沒撒謊,但右邊的又說左邊的肯定撒謊了,那麽到底左邊的有沒有撒謊?

這種問題像是壹個無限循環的自我指涉邏輯嵌套,就像我們無法回答下圖鏡子中有多少個拉奧納多壹樣,我們也無法回答說謊者悖論。

其次這個矛盾是巧妙地混用了“真值為真”和“語義為真”,創造了壹個“含義為真卻真值不能同時為真”的命題。“我在說謊”,我真的在說謊和我這句話是謊話本身就是矛盾的,但又並不違背邏輯。

所以後來有人提出把語言的形式判斷和語義判斷分在不同層級,然後強制不能逆層級進行判斷,只能從形式判斷語義,而不能從語義來反推形式。——這實際上實在“立法禁止”產生矛盾,但並沒有解決矛盾。

也許這個悖論恰好告訴我們壹個真理,即 我們所處的世界並非是完美的邏輯自洽(無矛盾)的。

皮亞諾公理是意大利數學家朱塞佩·皮亞諾 Giuseppe Peano在19世紀末期所構造的算術公理系統中的公理,它包括:

大衛·希爾伯特David Hilbert,德國人,是19世紀初期最偉大的數學家之壹。

1900年,他在巴黎的國際數學家大會上做了作了《數學問題》主題演講,提出的壹系列問題,被稱為希爾伯特的23個問題,這些問題為20世紀的許多數學研究指出方向。

其中第二個問題是算術公理(皮亞諾算術公理系統)是相容的(無矛盾的)。

20世紀20年代,希爾伯特更是啟動了壹項宏偉的計劃,大意是建立壹組公理體系,使壹切數學命題原則上都可由此經有限步推定真偽,這叫做公理體系的“完備性”;並且公理體系保持“獨立性”(即所有公理都是互相獨立的,使公理系統盡可能的簡潔)和“無矛盾性”(即相容性,不能從公理系統導出矛盾)。

希爾伯特的計劃才啟動不久,1931年,庫爾特·哥德爾就給出證明:任何無矛盾的公理體系,只要包含初等算術的陳述,則必定存在壹個不可判定命題,用這組公理不能判定其真假。也就是說,“無矛盾”和“完備”是不能同時滿足的!這便是聞名於世的哥德爾不完全性定理。

哥德爾的證明思路即很巧妙的利用了類似“說謊者悖論”邏輯產生的悖論。

哥德爾1931年發表了兩條定理:

哥德爾的不完備定理證明了基本算術的兼容性不能在自身內部證明,因此當然就不能用來證明比它更強的系統的兼容性了,這直接否定了希爾伯特的偉大哲學計劃。同時也是對對希爾伯特23問題中第二個問題的證偽。

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