哥德尔不完备性定理

关于哥德尔不完备性定理,大家可以感受一下脑洞有多大: 数学家得出的结论都不是“总结”出来的,而是“证明”出来的,是建立在坚实的逻辑基础之上。哥德尔证明了,在自然数的公理系统中,不但你们想要的那种机械化的自动证明不存在—而且对有些命题来说,连“证明”本身,都根本就不存在! 哥德尔不完备性定理说, 只要自然数的公理系统2只有有限条公理,那么就国一定存在一些命题,你既不能用这些公理证明它是对的,也不能判断它是错的。也就是自然数的公理系统是*不完备*的。 有些人认为哥德尔证明了*一切*有限的公理系统都是不完备的——这可就错了。不完备性定理只限于自然数系统。 如果是一个封闭的实数*系统,那它就有可能是完备的、也是自洽的。比如欧氏几何就是一个关于实数的系统,塔斯基已经证明,欧氏几何系统—虽然仅有五条公理——是完备的和自洽的。 霍金说“也许要以有限数量的命题来阐述宇宙终极理论是不可能的。这和哥德尔不完备性定理非常相似。”换句话说,霍金觉得,也许物理定律就好像自然数的公理集合一样,有多少条都不够。 推广一下:所有可数的系统都等价于自然数系统。那么哥德尔不完备性定理的本质就是说,一个可数系统自己,是说明不了自己的。 任何一个可以写下来的语言系统,其中总会有一些语句,你用这个语言系统本身是无法判断其对错的,你必须得跳出这个语言才能判断。也就是说,如果你全部的思考都被限制一种语言里的话,有些事儿对你来说就永远不知道怎么做决定。你得跳出这个语言才行。你得有一些在这种语言之外的意思才行。所以不管多么精细的语言,都是不完备的。 如果大脑是个实数系统,那我们有些思维就是不可数的,就不能完全用任何一种语言描述。那如此说来,我们就有可能跳出这个语言,用“只可意会不可言传”的思维做出高级的判断。

任何一个语言的句子都是可数的,所以每个语言都是不完备的。文字是可数的,但文字背后的意思可以是不可数的。但如果你的思维是不可数的,你就总是可以创造一个新的语言去描写那些可以感知到、但无法用旧的语言描写的东西。 计算机系统本质上是一些可数的东西,符合哥德尔不完备性定理的条件。 哥德尔不完备性定理说,在这样一个封闭系统中,总有一些语句是这个系统本身所无法判断对错的。这就意味着如果我们身处的是一个数字宇宙,如果我们的大脑都是计算机,那迟早有一天,我们会发现对这个系统我们能想明白的东西都已经想明白了,剩下的都是永远都不可能想明白的。从那一天开始,我们将永远浑浑噩噩地活着。 但如果真实世界是实数的,人脑不是计算机,那我们就有可能随时跳出任何能写成文字的认知系统。我们永远都有一个只能意会、不可言传的思路。 我们可以不断地跳出旧系统,探索新知识、发明新语言,建立新系统。科学家永远可以琢磨新的物理定律,艺术家永远可以创造新的意境,工程师永远可以发明新的模型。 实数的世界是我们用语言所无法穷尽的。

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