The Code of Mathematics筆記

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ISBN 3662694824 Stefan Müller-Stach著

這是引介數學與邏輯學關係的書,但是不簡單,我猜數學系的會比較好讀。

主要講一些數學在當今社會的用途、型別論、集合論、還有我看不懂的群論,還有一些邏輯學和西方哲學的東西。

聽一位會數學的朋友說:這本很難,引介一些新的數學的新發現的書。

原文是德文,用機器翻譯成英文,可是還是很貴。

一些隨手寫的筆記(序言筆記?)

  • 證明是演繹系統的運算
  • 有些程式無法停機,有些證明是不能完成。
  • 如何定義真?語義在數學扮演什麼角色?
  • 決定性問題/非決定問題->Yes/No(哥德爾編碼)->停機問題
  • Tarski、形式物件語言、公理化集合論
  • Truth等於可證明性嗎?
  • undecidible,不可證明是恆真的。
  • 集合論、類型論、群論,哪一種適合結構意義的思考?
  • HoTT
  • identity type 等號=型別
  • 依值型別=>是一個目標語言(object language)
  • 萊布尼茲 universal scientific language 統一科學語言

Ch1(?)

p.7 柏拉圖主義

(圓只是心中的實圓畫的近似複製)

三個項目:

  • Idea的世界
  • 現實reality
  • Mind

後來有唯名論(形上學)

抽象物和共相universal,只有於名字和標籤的性質

唯名論於數學受歡迎。

內容提到奧卡姆剃刀

Frege把數字n的外延,定義爲n個東西的事物的集合x,然衍生出羅素悖論。唯名論和柏拉圖主義,影響基督教的歷史。

另外哥德爾勾勒出在適當模態邏輯的幫助下,可以勾勒出上帝的本體論證明。

p.9

對柏拉圖的idea世界的質疑

唯名論vs柏拉圖的idea世界,哪一個方為正確的?沒有人可以證明。


柏拉圖虛構的第三地idea world的存在不明

現實主義vs反現實主義(意識虛構的現實)

抽象物和思想能在柏拉圖觀點存在於何處?

抽象問題的唯一性(uniqueness)也有問題

Benacerraf 困境:自然數的語義會產出不同的自然數形式(實現)

1+1+1+1+1 = 5 = 2 + 3

之後提到結構定義數學方法,識別相同結構物件,化解Benacerraf困境,但尚未用令人滿意的方法解決柏拉圖式的困境。

p.10

Cantor、Dedekind獨立發展集合論的基本概念(樸素集合論)

x ∈ A, A = {x1, x2}

可以用f : A -> B映射

Powerset(A) = A的子集的集合,即冪集

Dedekind用無限的集合來建立無限chain。

0, S(0), S(S(0)), ...,其中S:Mapping無限集合=>ℕ

Dedekind認為自然數有許多不同的模型=>故證明一個定理,指出所有模型都是同構。

羅素悖論與選擇公理

M_i,i ∈ I,必有tuple = (m_1, m_2, ...., m_n), s.t. m_i ∈ M_i, ∀ index i ∈ I

這是一個因應I可能無限的選擇公理。

Ch2 科學通用語言

現在仍未解決,雖有部分成功(數學、邏輯、電腦、AI)

萊布尼茲留下大量作品,至今尚未完成編輯。

萊布尼茲:「與他對『上帝直觀和全面感知的看法』相反,人類思維由於人類理性的限制,而依賴符號知識」

他的Scientia generalis也是一般化數學的夢。

笛卡爾已經夢想有一種通用的哲學語言

John Wilkins 1668年就有通用哲學語言相關的書,預示語際人工語言。

lingua universalis 萊布尼茲的哲學語言。

萊布尼茲夢想的計算,由弗雷格建構出來,但科學語言,尚未建構出來,對他強調的一致性

作者認為「他的時代不會接受顯然可以推導出真理的計算」

萊布尼茲有:

  • 製作機械式運算工具
  • 引入二進制
  • dx和df/dx

微分定律符號仍使用之。

「真理是思想的,不是事物的」真理若是必要可以細分找到更簡單的,直到最原始的想法和邏輯(單子論)

這裡看不太懂,比較偏向西方哲學

推論的真理與事實的真理

可能世界理論。

[p.26]

康德用judgement(判斷)形容真實性有待探究的陳述

先驗judgement(獨立於經驗的必然與有效的判斷) vs 後驗 judgement(透過經驗知識的經驗判斷),二者回到亞里斯多德的二元論 -> proteron 之前的(condition)和hysteron之後的(conditioned)

數學公理(math axiom)是先驗判斷最好的例子

Kant 區分分析判斷(analytical judgement)和合成判斷(synthetic judgement)

分析判斷:一種解釋判斷,自定義推斷出來

合成判斷:延伸判斷:只能透過進一步的理由解釋

分析判斷例:晚上天暗(因為定義:除非有光源,否則是黑暗的)

康德聲稱數學為合成判斷,不能做其他的事物衍生出來(先驗分析->理性判斷;後驗的合成判斷->事實判斷)

先驗合成:數學

數學5+7=12是否為合成的->誕生出邏輯主義。

先驗:獨立於經驗

後驗:依賴於經驗

弗雷格的truth sense and meaning(語義學領域)

A=A是先驗的分析statement(在康德的定義)

A=B可能是合成的,而不是先驗的

Frege:「真實的東西,我認為是無法解釋的。」

事物的名attribute和思想屬性有關,亦即真理。

真理的在思想陳述,而不在人的理解或真實。

思想不是外部世界的敘述,也不是idea,是第三個領域。

為什麼算數基礎提到康德、萊布尼茲、而非提到Fitcher

黑格爾的德國唯心主義

Frege對唯心主義和Platoism柏拉圖主義都有懷疑態度。

萊布尼茲認識到,科學形上學必以deductive calculus 為基礎

「這句話是假的」悖論如何避免?

M元語言定義子語言L

M中定義True(x) 即T(x)

避開自我參照,減少矛盾

IsWhite(snow) <=> snow is White.

在M有T(p) exactly when p̃(p轉換為元語言的形式)

M:演繹系統(形式物件語言)ZF集合論與一階邏輯

L:Peano算數,與在集合論標準模型N的解釋

Tarsk's 真理不可定義性

undefiniability of truth

子語言的不可判定語句(不可反駁)

證明必須用更豐富的元語言證明

A=~A是第一個哥德爾不完備理論

之後的筆記

實在懶得用打字的方式了,所以把手寫的筆記放上去(檔案:TheCodeOfMathematicsNote.pdf),可能很難讀懂。