¿Qué es una declaración que no se puede probar ni refutar?

“Se puede probar” no es un predicado de un lugar, sino un predicado de dos lugares; es decir, acepta dos entradas, a saber, una declaración y una colección de axiomas. “¿Se puede probar X?” No es una declaración significativa sin especificar alguna colección de axiomas de los que desea probar X.

El teorema de incompletitud muestra, por ejemplo, que la consistencia de la aritmética de Peano (axiomas de Peano) no se puede probar ni refutar de los axiomas de Peano (si la aritmética de Peano es consistente).

Para un ejemplo más “natural” (es decir, uno que obviamente no implica ningún tipo de auto-referencia), el teorema de Paris-Harrington afirma que una cierta versión más fuerte del teorema de Ramsey (http://en.wikipedia.org/wiki/ Ram …) no puede ser probado ni refutado de los axiomas de Peano (de nuevo, si la aritmética de Peano es consistente).

Otro buen ejemplo es el teorema de Goodstein, que es la afirmación de que un determinado procedimiento iterativo finalmente termina, y que tampoco se puede probar ni refutar a partir de los axiomas de Peano. El teorema de Goodstein puede reformularse como la afirmación de que siempre puedes ganar cierto juego, el juego de la hidra . En términos generales, la razón por la cual esta afirmación no es demostrable en la aritmética de Peano es que la peor estrategia posible para ganar este juego requiere una cantidad de tiempo que crece demasiado rápido en función de la posición inicial; de hecho, crece tan rápido que define una función que la aritmética de Peano no puede probar está definida en todas partes. Puedes leer más e incluso jugar el juego de hidra aquí:

Matemáticas y Computación

Como indica Qiaochu Yuan, responder esto requiere precisar los axiomas que desea usar, es decir, elegir una lógica. Una buena declaración que he visto que funciona en un sistema lógico sólido es la siguiente *.

Deje que F sea ​​el sistema de lógica de sonido que está utilizando. Sea P el siguiente programa que toma un solo argumento Q que se interpreta como la fuente de un programa

  P (Q):
   recorrer todas las cadenas S:
     si S es una prueba (en el sistema F) de "Q (Q) se detiene":
       bucle para siempre
     de lo contrario, si S es una prueba (en el sistema F) de "Q (Q) no se detiene":
       detener

Entonces el sistema lógico F no puede probar si P(P) detiene.

Supongamos que P(P) se detiene. Si F pudo probar esto, entonces mientras ejecutaba P(P) eventualmente se encontraría la prueba S de esto y P(P) se repetiría para siempre, una contradicción.

Supongamos que P(P) no se detiene. Si F pudo probar esto, entonces, mientras ejecutaba P(P) eventualmente se encontraría la prueba de esto y P(P) se detendría, una contradicción.

Por lo tanto, F no puede probar si P(P) detiene.

Además, podemos afirmar que ” P(P) no se detiene” es una afirmación verdadera, ya que solo se detendría si encontrara una prueba de que no fue así, a pesar de que no se puede probar (en F ).

* Un pequeño tecnicismo es que la lógica no solo debe ser sólida, sino que debe ser lo suficientemente rica como para expresar la declaración. Por ejemplo, esto no funciona en el cálculo proposicional, que de hecho es una lógica completa.

En la teoría de conjuntos ZF (la base matemática estándar que usamos hoy), la hipótesis Continuum no es demostrable:

No existe un conjunto cuya cardinalidad sea (estrictamente) entre la de los enteros y la de los números reales.

“Esta declaración no se puede probar”.

Esta declaración es verdadera y no demostrable , porque:

Si se pudiera probar, sería falso y no se puede probar una declaración falsa. Por lo tanto, no se puede probar, lo que lo hace verdadero .

Sin embargo, como es cierto, no puede ser falso y, por lo tanto, no puede ser refutado.

Hay muchas paradojas en matemáticas como las siguientes
“La siguiente frase es verdadera.
“”La oración anterior es falsa.”
“¿Qué sucede cuando Pinocho dice: ‘Ahora me crecerá la nariz’?”

Muy fácil.

En una lógica proposicional.

Veamos los axiomas del sistema formal:

A, B

Luego intente probar cualquier otra afirmación diferente C

No puedes

A, B | – C (probar C)

o

A, B | – ~ C (refutar C)

-El teorema de incompletitud de Godel mismo construye una oración que no puede ser probada o refutada.
-El teorema de Goodstein no se puede probar en la aritmética de Peano.
-La hipótesis del continuo es independiente de la teoría de conjuntos ZF.

“Todos los cretenses son mentirosos”, dijo un cretense (Epiménides).

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