Matemática: Você resolveu? Teorema da incompletude de Gödel A solução para o quebra-cabeça de hoje

Você resolveu? Teorema da incompletude de Gödel. A solução para o quebra-cabeça

Na sexta, coloquei o quebra-cabeça abaixo, baseado no teorema da incompletude de Gödel. Conforme discuti no post original, esse teorema é um dos mais famosos da matemática e afirma que em qualquer sistema matemático sempre haverá afirmações verdadeiras que não podem ser provadas.
Você pode resolver isso? Teorema da incompletude de Gödel

Por exemplo, em um cenário matemático formal, a afirmação “Esta sentença é improvável” é tanto verdadeira quanto formalmente improvável. Quando Gödel publicou seu teorema em 1931, ele acabou com o estudo dos fundamentos da matemática e suas consequências ainda são sentidas hoje.

As duas tribos de Se

No Oceano da Dedução está a ilha lógica de Se. As pessoas nascidas aqui pertencem a uma das duas tribos: os Aleitamos e os Pseudiano. A única maneira de diferenciar um Aletiano de um Pseudiano é conversando com eles. Aletianos sempre falam a verdade, não importa o que estejam dizendo. Os pseudianos sempre dirão falsidades, não importa o que estejam dizendo.

No centro da ilha, o Mestre dos Aletianos guarda o Livro de Identidade, um livro que lista os nomes de todos os nascidos na ilha junto com sua tribo. As informações no Livro de Identidade estão corretas e disponíveis gratuitamente para qualquer pessoa que solicitar.

Um dia, um intrépido explorador chega a Se. Ele encontra vários habitantes e os identifica como Aletianos e Pseudianos fazendo perguntas inteligentes.

Depois de vários encontros bem-sucedidos, ele conhece um homem chamado Kurt. O explorador não sabe sua afiliação tribal, mas antes que ele tenha tempo de fazer uma pergunta, Kurt diz: “Você nunca terá evidências concretas que confirmem que sou um Aletiano”.

  1. Kurt é um Aletiano, um Pseudiano ou nenhum dos dois?
  2. Como isso pode se relacionar com o teorema da incompletude de Gödel?

Solução

1. Kurt não é nenhum dos dois

Se ele era um pseudiano, então a afirmação “Você nunca terá evidências concretas que confirmem que eu sou um Aletiano” é verdadeira. Mas os pseudianos nunca dizem a verdade, então Kurt não pode ser pseudiano.

Se ele era Aletiano, então tudo o que ele diz e, portanto, também a afirmação “Você nunca terá evidências concretas que confirmem que eu sou um Aletiano” é verdade. Mas sabemos que a afirmação é falsa, pois o explorador pode ir ao Livro de Identidade, procurar seu nome e verificar se ele é Aletiano. Então Kurt não é Aletiano.

Concluindo: Kurt não nasceu na ilha de Se.

2. O teorema da incompletude de Gödel afirma que existem afirmações matemáticas verdadeiras, mas não demonstráveis formalmente

Uma versão desse quebra-cabeça nos leva a algo semelhante: um exemplo de uma afirmação que é verdadeira, mas não há evidências concretas de sua veracidade.

Por exemplo, suponha que o explorador seja a primeira pessoa a pisar na ilha que não nasceu lá, então todos são Aletianos ou Pseudianos, e que o explorador saiba disso. Imaginemos também que, no momento em que Kurt fala, o livro-razão se transforma em cinzas. (A destruição do livro razão é para evitar cair nas autocontradições que vimos em 1.)

Pelo nosso argumento anterior, nenhum Pseudiano jamais pode proferir a declaração de Kurt, então Kurt não pode ser um Pseudiano. Assim, por nossa suposição adicional de que todos nasceram em Se, ele deve ser um Aletiano e, portanto, seu enunciado é verdadeiro, ou seja, o explorador nunca terá evidências concretas de que ele é um Aletiano.

Mas ele também nunca terá evidências concretas de que a própria declaração de Kurt é verdadeira: se ele tiver, seria uma evidência concreta de que ele é um Aletiano (já que apenas aqueles falam a verdade). Mas isso diria que a afirmação é falsa.

Portanto, o enunciado de Kurt é verdadeiro, mas não há evidências concretas de sua veracidade. De fato, sua sentença é precisamente o tipo de declaração auto referencial que forma a base da prova de Gödel de seu teorema da incompletude. Para repetir o que eu disse no início da história: em um cenário matemático formal, a afirmação “Esta sentença é improvável” é verdadeira e formalmente improvável.

Livros que nos recomendamos

Kurt é um Aletiano, um Pseudiano ou nenhum dos dois?

Em resumo, a ilha de Se é um lugar mágico onde todas as declarações verdadeiras sobre a identidade tribal podem ser verificadas no Livro de Identidade. Quando retiramos o Livro, no entanto, não demora muito para encontrar uma sentença verdadeira para a qual não há evidências concretas.

O mundo da matemática é análogo ao Se sem o Livro de Identidade. A matemática não tem acesso direto à verdade, o que leva à existência de afirmações que são verdadeiras e improváveis.

Espero que tenham gostado do quebra-cabeça de hoje.

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