¿Qué matemática existiría en un universo continuo?

He presentado el caso anterior de que los teoremas de incompletitud no se aplican a la estructura del universo físico. Pero eso no se basa en la continuidad, sino en la suposición de que el universo físico es finito (lo que, por supuesto, implica que su estructura es discreta).

El desarrollo habitual del análisis real se basa en ZFC, que también nos da los enteros y, por lo tanto, los teoremas de incompletitud. Es posible que haya escuchado en cambio que los teoremas de incompletitud no se aplican a la teoría de los números reales. Esto es válido si, en lugar de utilizar la teoría de conjuntos, desarrollamos la teoría de los números reales como el cierre de los axiomas de campo bajo una lógica de primer orden. Esta teoría notablemente no proporciona los recursos para describir genuinamente los números naturales. Por supuesto, cada número natural individual puede especificarse como el límite de una secuencia de Cauchy adecuada, pero los naturales en su conjunto no son más que un subconjunto arbitrario de los reales.

Entonces, ¿es esta una explicación plausible del universo? Yo creo que no. El espacio y el tiempo pueden tener la estructura de los reales, pero muchos otros fenómenos importantes tienen una estructura discreta, lo que implica que los números naturales son un aspecto fundamental de la naturaleza de la realidad, y no solo una selección arbitraria de magnitudes de fenómenos de valor real. .

Las matemáticas no tienen nada que ver con la estructura del universo, continua o de otro tipo. De hecho, la única noción razonable de un continuo que tenemos es matemática, no física, y es el espacio de números reales [math] \ mathbb {R} [/ math] y otros espacios derivados de él.

Las teorías matemáticas estándar para tratar con continuos existieron durante siglos y se están enseñando a todos los estudiantes de pregrado en matemáticas. No son un tipo de matemática exótica o “diferente”. Se pueden modelar perfectamente mediante marcos lógicos como ZFC (y también muchos más simples, como la aritmética de segundo orden), y no están mágicamente exentos de los teoremas de Gödel.

A menos que se suscriba a la hipótesis del universo matemático de Max Tegmark, las matemáticas generalmente se consideran independientes de cualquier universo físico, ya sea discreto o continuo. Si quiere decir: ¿qué tipo de matemática sería necesaria para describir un universo físico continuo? Entonces, obviamente, requeriría una matemática continua. Entonces me parece que una pregunta más interesante sería: ¿Es el universo físico discreto o continuo? Yo diría que el universo físico es necesariamente discreto, es decir, que no puede haber ningún universo físico continuo. ¿Por qué? Porque un universo físico continuo estaría demasiado lleno. La compresión de datos sería imposible y el universo no sería cuestionable. Nuestro universo ni siquiera puede acomodar la cantidad de información contenida en un solo número real. Todo lo que sabemos señala el hecho de que nuestro universo es discreto: está cuantificado, pixelado y computable. Aunque vale la pena mencionar que la mecánica cuántica es inconsistente al respecto, ya que utiliza el análisis para describir la función de onda (derivada parcial).

La matemática es un lenguaje formal. Si bien algunas matemáticas han demostrado ser útiles como medio para describir o modelar fenómenos físicos, no hay nada intrínseco en las matemáticas que tenga algo que ver con la realidad física.

Los teoremas de completitud e incompletitud se refieren a los sistemas formales de lenguaje. La base de nuestra comprensión de la física es el experimento, no la prueba matemática.

La forma de pensar sobre las ramas matemáticas y el universo requiere que modelemos el universo con tales ramas. La distinción se establece entre ramas continuas o discretas. El modelo puede aplicarse para el propósito en el universo, y esto implícitamente significa que un campo como la astronomía tiene la teoría y el experimento para hacer que tal modelado sea sensible. En lugar de calificar objetos, o nombres para estudiar en otros campos con términos matemáticos, deberíamos modelarlos con dichos términos. En el sentido general, todas nuestras ramas matemáticas en casos continuos o discretos se aproximan al objeto de estudio. Para nuestro caso, identificamos el universo y reconocemos implícitamente su campo principal en astronomía

Las matemáticas no reflejan ciegamente la realidad. La matemática es un esfuerzo creativo limitado solo por la imaginación humana. Algunos resultados si la creatividad es más o menos obvia y / o más o menos inmediatamente relevante para modelar el universo observable. Por lo tanto, todas las matemáticas actuales aún podrían existir y el teorema de Godel todavía se aplicaría.