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数学有一个致命的缺陷【官方双语】【Veritasium真理元素】

2022-03-10 16:36 作者:恍恍惚惚不知所云  | 我要投稿


中英字幕版 P1 - 00:08


我们永远也无法确切了解万事万物,总有些真命题是我们无法证明的,没人能确切知道这些命题是什么(孪生素数猜想)?


中英字幕版 P1 - 00:55


在任何能够进行基本算术的数学系统中,总会存在一些无法证明的真命题。(约翰康威 生命游戏)

  • 图案的最终命运无法判定(不存在哪个算法能保证在有限时间内判定图案的结果)
  • 不能保证是永久循环还是某轮终止

很多系统都是不可判定的(王氏砖、量子物理、机票订票系统、万智牌)


中英字幕版 P1 - 04:11


格奥尔格康托尔(georg cantor):集合论

自然数的集合(可数无穷) < 0到1之间的实数集合(不可数无穷)

欧几里得 【非欧几何(罗巴切夫斯基 高斯)】

微积分的核心:极限的定义是有瑕疵的


直觉论者

形式主义者 (大卫希尔伯特)


中英字幕版 P1 - 08:45


1901年 伯特兰罗素:如果集合能包含任何事物,那它也能包含其他集合,甚至包含本身。

导致有个集合R,它包含了所有【不包含它们本身的集合】,如果R不包含自身,那它就应该包含自身。如果R包含自身,那按照R的定义,它就不能包含自身。


中英字幕版 P1 - 09:29


【自指】悖论 :理发师

修正:不把【所有集合所组成的集合】称作一个集合,不把【所有不包含其本身的集合组成的集体】称作一个集合


中英字幕版 P1 - 11:27


证明系统始于公理

公理:默认正确的陈述句(两点确定一直线)

定理:


中英字幕版 P1 - 13:38


希尔伯特对于数学有三大问题:

  1. 数学是否是完备的(complete)(真命题是否都有办法证明、是否都存在证明?)
  2. 数学是否是一致的(consistent)(是否不会产生悖论)
  3. 数学是否是可判定的(decidable)(有无算法能对任意一条陈述句判断其是否符合公理)


中英字幕版 P1 - 14:55


库尔特哥德尔

  • 完备性的答案:不存在完备的形式系统(不完备性定理)(命题为真不意味命题可证)
  • 第二条不完备定理


中英字幕版 P1 - 20:28


这个数学系统有一个不可证的真命题,数学系统不具有完备性——哥德尔不完备性定理。任何一个蕴含了基础算术公理的基本数学系统,总是存在无法写出证明的真命题。

自指悖论:Jim是我的敌人,Jim又是他自己最大的敌人。敌人的敌人是朋友,Jim实际上也是我的朋友。jim是自己最大的敌人,朋友的敌人是我的敌人,jim也是我的敌人。


中英字幕版 P1 - 21:19


(命题为真 不意味 命题可证)没法证明的真命题

哥德尔不完备性定理第二:数学里任一自洽的形式系统都无法证明其本身的自洽性。

我们期望的最理想数学系统:只能是一个 自洽不完备 的系统。并且这样的系统也无法证明本身自洽,你所用的系统将来总会冒出矛盾之处,揭示其本身的不自洽。



中英字幕版 P1 - 22:23


可判定性(是否有算法,对于任一陈述句,都能判定它能否从公理推出来)

艾伦图灵

停机表明程序运行至终止状态

对于给定的输入纸带,有没有办法事先预测程序能否停机?


中英字幕版 P1 - 24:22


停机问题 可判定性问题

假设机器h:能判定任意图灵机对于任一特定输入是否会停机

h+:有个部件只要收到输出结果为停机就会跑死循环,输出结果不停机就会立刻停机。

输入H+代码:如果h结论是H+永不停机,那么h+会立刻停机。如果h觉得h+会停机,那么h+就会陷入死循环。

唯一合理的解释是:根本不存在h这样的机器。没有通用的办法能判定图灵机对于给定的输入是否会停机。


中英字幕版 P1 - 27:05


不存在一个算法能对每一个命题正确判定其是否由公理推出。(不可判定问题)



中英字幕版 P1 - 32:13















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