재귀 적 형태의 고델의 진술이 가능합니까?


20

P / NP 문제의 자기 참조 성은 때때로 그 해결의 장벽으로 강조되어왔다. 예를 들어 Scott Aaronson의 논문 은 P 대 NP가 공식적으로 독립적 인가? P / NP에 대한 여러 가지 가능한 해결책 중 하나는 문제가 공식적으로 ZFC와 무관하거나 사실이지만 입증 할 수 없음을 보여주는 것입니다.

문제의 자기 참조가 독립성 증명에 더 큰 도전을 제기 할 수 있다고 생각할 수있다.

고델의 정리의 의미에서 진실이지만 증명할 수없는 정리 T Godel_0을 가정하자. "T is Godel_0"이라는 문구가 사실이지만 증명할 수없는 경우 T Godel_1에게 전화하십시오. "T는 Godel _ {(i-1)} 문이 참이면 T Godel_i에 전화하십시오.

우리는 Godel_0 문장이 존재한다는 것을 알고 있으며, 이 기사 에서처럼이 목적을 위해 명시 적으로 구성되지 않은 몇 가지 예가 "야생에서"발견되었다 .


내 질문은 : Godel_1 이상의 진술이 있습니까? 그러한 진술은 고델의 정리의 자연스러운 결과인가?

우리가 절대적으로 아무것도 증명할 수없는 진술 은 어떻습니까? 즉, 모든 k > 0에 대해 T는 Godel_k입니까?

나는 대답이 "아니오"라고 생각하지만 공식적인 독립에 대해 비슷한 질문을 할 수 있습니다.

P 대 NP 문제로 돌아가려면 고델의 정리가 계급 분리 문제와 관련이 있다는 힌트도 있는지 물어 보자. 물론 멈춤 문제와 고델의 정리 사이의 명백한 관련성을 넘어서 복잡성 클래스와 관련하여 사실이지만 입증 할 수없는 진술이 있었습니까?


이것은 MO의 논리 학자에게 더 적합 할 수 있습니다. 이것이 사실인지 알려주십시오.
Anand Kulkarni

답변:


14

다른 사람들이 지적했듯이, 귀하의 질문에 대한 진술에는 특정한 기술적 어려움이 있습니다. 그것들을 똑 바르게하기 위해, 자격없이 "불확실한"이라는 용어를 사용하지 말고, 당신의 진술 T가 불확실하다고 여겨지는 공리 에 대해 명시 적으로 시작합시다 . 예를 들어, 우리가 1 차 Peano 산술의 공리 인 PA로부터 입증 할 수없는 진술 T에 관심이 있다고 가정 해 봅시다.

첫번째 고민은 "T는 사실이다"는 Tarski의 정리에 의해 1 차 산술 언어로 표현할 수 없다는 것이다. 우리는 산술적 진술의 진실을 정의하기에 충분히 강력한 복분해 이론을 연구함으로써이 문제를 해결할 수 있지만, 나는 이것이 당신의 목적을 위해 불필요하게 복잡한 경로라고 생각합니다. 나는 당신이 진실 그 자체에 관심이 없지만 가능성에 관심이 있다고 생각합니다. 즉, PA에서 T가 참이지만 입증 할 수없는 경우 T를 Godel_0으로 정의하고 PA에서 T를 입증 할 수 없지만 PA에서 "T는 입증 할 수 없음"인 경우 T를 Godel_1로 정의하면 만족할 것입니다. PA에서 T가 불가능하고 PA에서 "T는 불가능하다"는 PA에서는 불가능하지만 "PA에서는 T는 불가능하다"는 "PA에서는 불가능하다"는 PA 등에서는 불가능하다.

이것은 당신의 질문을 정확하게하기에 충분하지만 불행히도 그다지 사소한 해결책이 있습니다. T = "PA는 일관성이 있습니다." PA는 일관성이 있고, Goedel의 2 차 불완전 성 정리에 의해 PA에서 T는 증명할 수 없기 때문에 T는 사실입니다. 또한, "T는 PA에서 증명할 수있다"다소 바보 이유로 PA도 증명할 수있다 : 어떤 형태 "X가 PA에서 증명할 수있다"의 문 "X가 PA에서 증명할 수있다"때문에 PA에 증명할 수있다 하찮게 PA는 일치 "의미 "(일관되지 않은 시스템이 모든 것을 증명하므로 ). 따라서 T는 모든 n에 대한 Godel_n이지만 실제로 의도 한 질문에 도달하지는 않습니다.

우리는 그러한 사소한 것을 피하기 위해 귀하의 질문에 "패치"를 시도 할 수 있지만, 대신 귀하의 의도 된 질문이라고 생각하는 것을 해결하도록 노력하겠습니다. 암묵적으로, 나는 당신이 심리적 어려움으로 정리를 증명하는 데 필요한 논리적 인 힘을 모으고 있다고 생각합니다그것을 증명하는. 즉, "T는 X에서는 불가능하다"라는 형식의 결과로 T가 어떻게 든 우리가 이해할 수있는 능력을 넘어선 것으로 해석합니다. 이 괴물 같은 추측이 있습니다. 우리는 인간이 PA 채찍이나 ZFC 채찍을 깨뜨 리거나 그 사나운 짐승들에게 무엇을 길 들여서 그들을 길들이려 고 노력하고 있습니다. 그러나 "T는 X에서는 불가능하다"는 "T는 추론하기가 불가능하다"는 의미로 해석되어야한다고 생각하지 않습니다. 오히려 T에 대한 특정 기술적 속성, 즉 논리적 강도를 측정하는 것입니다. 그래서 당신이 우버 몬스터를 생각해 내고 싶다면, 나는 불가능한 것이 아니라 불가능한 것 등을 찾는 것이 올바른 방향이라고 생각하지 않습니다.

마지막으로, 확률이 복잡도 클래스의 분리 성과 전혀 관련이 있는지에 대한 귀하의 질문에 관해서는, 경계 산술의 특정 시스템에서 계산 불확실성과 확률 사이에는 관련이 있습니다. 이 중 일부는 Aaronson의 논문에서 언급했습니다. Cook and Nguyen의 저서 Logical Foundations of Proof Complexity 도 참조하십시오 .


실제로, 당신의 사소한 예가 문제를 해결하고, 나는 그것이 간단한 해결책을 가지고 있음을 알게되어 기쁩니다. 나는 그러한 진술이 아마도 동등한 것으로 의심했습니다. 그러나 나는 논리적 힘에만 관심이 있으며 사물에 대한 증명이나 추론의 심리적 어려움이 아닙니다. 내 질문의 목적은 "문장을 입증 할 수 없다는 것을 보여주는 것보다 진술 문의 실현 가능성을 증명하는 것이 공식적으로 어려워 지는가?"하는 것이 었습니다. 귀하의 예는 대답이 "아니오"라고 제안하는 것 같습니다.
Anand Kulkarni

자격을 갖추지 못한 채 "확실 할 수없는"이라는 단어를 사용하고 있기 때문에 귀하의 답장을 잘 이해하지 못했습니다. X1에서 T1을 사용할 수 없다고 가정하십시오. 그런 다음 "T1을 X1에서 사용할 수 없습니다"(이 문장 T2라고 함)는 일부 시스템에서는 가능하지만 다른 시스템에서는 불가능합니다. X1 자체 또는 다른 시스템 X2에서 T2의 (확대되지 않은) 확률에 관심이 있습니까? 후자라면, 일반적으로 T2를 증명하지만 "T2는 X2에서 증명할 수 없다"는 시스템 X3이 존재할 것이다.
Timothy Chow

8

Godel_1의 정의에 대해 잘 모르겠습니다. 좀 더 공식화하려고 노력할 수 있습니까?

"T is Godel_0"공식을 어떻게 인코딩 할 수 있습니까? 이를 위해서는 증거 개념을 참조하지 않고 "T는 의미 적으로 사실"이라는 것을 어떻게 든 인코딩해야합니다. 어떻게 했니?


1
훌륭한 지적입니다. 진실의 개념은 일관된 "충분한"논리로 인코딩하는 것이 불가능합니다.
ripper234

당신이 암시하는 바와 같이, 나는 진술이 진실과 확률에 대한 명시 적 개념없이 공식화 될 수 있는지 확신 할 수 없다. 나는 그것이 비공식적 인 의미로 의미하는 바가 분명하다고 가정한다 : 진술 "T는 Godel_1 iff"T는 사실이지만 입증 할 수 없다 "는 진술은 사실이지만 입증 할 수 없다. Godel의 문장이 느슨하게 "이 정리에 대한 증거가 없다"라면 Godel_1의 문장은 "이 정리에 대한 증거가 없다"는 이론의 증거가 없다 "는 것일 수 있습니다. 그러나 내부 진술의 진실
Anand Kulkarni

6

Godel_n 문은 각 n에 대해 존재합니다. George Boolos의 책인 The Unprovability of Consistency에 관심이있을 것입니다. 그는 Box가 "가능성 있음"을 의미하고 다이아몬드가 "일관 적"이라는 의미의 모달 논리를 정의한 다음 Godel 유형 문장의 동작을 조사합니다. (그는 후속 책인``The Logic of Provability ''도 썼습니다.)


Boolos의 결과를 자세히 설명해 주시겠습니까? 그는 그러한 진술이 존재한다는 것을 증명합니까?
Anand Kulkarni

아아 나는 두 번째 책이 아니라 첫 번째 책을 읽었지만 그것은 백만 년 전에 내가 자랐을 때 논리를 할 것이라고 생각했을 때였습니다. 심지어 책의 사본을 서점에 팔았습니다. 라이브러리에 있는지 확인할 수 있습니다. 다시 한 번 살펴보면 아마도 합리적으로 빠른 것을 기억할 수있을 것입니다. 그래도 약속은 없습니다. 죄송합니다. 더 이상 도움이되지 않습니다.
Aaron Sterling
당사 사이트를 사용함과 동시에 당사의 쿠키 정책개인정보 보호정책을 읽고 이해하였음을 인정하는 것으로 간주합니다.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.