公理系統 神奇的數學

2021-09-30 07:28:23 字數 726 閱讀 1615

最近又重新迷上了數學,感覺需要重新溫習一下這個從小學一年級就開始學習的學科。

由於資質有限,大學從本科到博士畢業用了十年,對所學的各個數學學科的具體知識點大多已經淡忘,但一直堅持對數學思想體系的探求,可是苦於一直不得法(老是忙著寫程式了),僅僅從這麼多年(從小學開始)的經驗覺得「公理-> 推演-> 定理」這是個數學各個分支都使用的思想體系。

最近看了希爾伯特的《數學問題》,才發現這就是所謂的「公理系統」。簡而言之,「公理系統」理論認為所有的數學分支都具有一組公理,其餘定理都可以基於這組公理通過某種推演規則(如希爾伯特演繹系統) 證明。第乙個最為人們熟知的公理系統就是「歐式幾何」。

那麼,是否存在乙個有限而完備的公理系統,使得每個數學分支的所有問題都可以通過這些公理來證明?如果存在,那麼只要為這個數學分支建立乙個公理系統就行了,同時也說明任乙個數學分支都是完備的。但如果不存在,那麼所建立的公理系統只能是區域性完備的,有些問題就必須使用系統外的知識來處理。

偉大的哥德爾證明了:每個數學分支中總會存在一些命題,我們既無法證明它是對的,也不能證明它的反面是錯的(即證偽)。同時證明了一致性與完備性不可兼得。這個結論使得那些想為數學建立乙個完備的公理體系的願望破滅了。

題外話:

感覺以前接受之數學教育太過於膚淺,小學、中學老師沒有這個水平尚可理解,大學老師仍是填鴨試的教學,課題上傳授的仍是乙個個零散的知識點,沒有體系,更沒有思想!

參考:

公理系統

希爾伯特演繹系統

哥德爾不完備定理

Armstrong公理系統

一 armstrong公理系統設關係模式r,其中u為屬性集,f是u上的一組函式依賴,那麼有如下推理規則 a1自反律 若y x u,則x y為f所蘊含 a2增廣律 若x y為f所蘊含,且z u,則xz yz為f所蘊含 a3傳遞律 若x y,y z為f所蘊含,則x z為f所蘊含。根據上面三條推理規則,又...

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