Teorema De Golden

TEOREMA DE GOLDEN

Desde los tiempos de Euclides, hace 2.200 años, los matemáticos han intentado partir de enunciados llamados «axiomas» y deducir de ellos toda clase de conclusiones útiles.En primer lugar,los axiomas tienen que ser los menos posibles. En segundo lugar, tienen que ser consistentes. Tiene que ser imposible deducir dos conclusiones que se contradigan mutuamente. En 1931 el austriaco Kurt Gödel presentó una demostración válida de que para cualquier conjunto de axiomas es posible hacer enunciados que no puede demostrarse, ni por sí ni por no.

IMPLICACIONES

Los resultados de incompletitud afectan a la filosofía de las matemáticas, particularmente a los puntos de vista tales como elformalismo, que usa la lógica formal para definir sus principios. Se puede parafrasear el primer teorema diciendo "nunca se podrá encontrar un sistema axiomático que sea capaz de demostrar todas las verdades matemáticas y ninguna falsedad."

Por otra parte, desde una perspectiva estrictamente formalista esta paráfrasis se consideraría sin significado porque presupone que la «verdad» y «falsedad» matemáticas están bien definidas en un sentido absoluto, en lugar de ser relativas a cada sistema formal

La siguiente reformulación del segundo teorema es todavía más inquietante para los fundamentos de las matemáticas:

Si se puede demostrar que un sistema axiomático es consistente a partir de sí mismo, entonces es inconsistente.

Por tanto, para establecer la consistencia de un sistema se necesita utilizar otro sistema , pero una prueba en no es totalmente convincente a menos que la consistencia de ya se haya probado sin emplear . La consistencia de los axiomas de Peano para los números naturales por ejemplo se puede demostrar en la teoría de conjuntos, pero no en la teoría de los números naturales por sí sola. Esto proporciona una respuesta negativa al problema número dos de la famosa lista de cuestiones abiertas importantes en matemáticas de David Hilbert (llamada problemas de Hilbert).

En principio, los teoremas de Gödel todavía dejan alguna esperanza: podría ser posible producir un algoritmo general que para una afirmación dada determine si es indecidible o no, permitiendo a los matemáticos evitar completamente los problemas indecidibles. Sin embargo, la respuesta negativa al Entscheidungsproblem demuestra que no existe tal algoritmo.

Es de notar que los teoremas de Gödel sólo son aplicables a sistemas axiomáticos suficientemente fuertes. Este término significa que la teoría contiene la suficiente aritmética para llevar a cabo las instrucciones de codificación requeridas por la prueba del primer teorema de incompletud. Esencialmente, todo lo que se exige son algunos hechos básicos sobre la adición y la multiplicación tal y como por ejemplo se formalizan en la aritmética Q de Robinson. Hay sistemas axiomáticos incluso más débiles que son consistentes y completos, por ejemplo la aritmética de Presburger que demuestra todas las afirmaciones de primer orden ciertas aplicando sólo la suma.

El sistema axiomático puede consistir en un número infinito de axiomas (tal y como hace la aritmética de primer orden de Peano), pero para poder aplicarse el teorema de Gödel debe haber un algoritmo efectivo que sea capaz a verificar la corrección de las pruebas. Por ejemplo, el conjunto de todas las declaraciones de primer orden que son ciertas en el modelo estándar de los números naturales es completo. El teorema de Gödel no se puede aplicar porque no hay ningún procedimiento efectivo que decide si una cierta declaración es un axioma. De hecho, que esto sea así es una consecuencia del primer teorema de incompletud de Gödel.

Otro ejemplo de una especificación de una teoría en la que el primer teorema de Gödel no es aplicable se puede construir de la siguiente manera: ordenemos todas las posibles declaraciones sobre los números naturales primero por su longitud y luego enorden lexicográfico; comencemos con un sistema axiomático inicialmente igual a los axiomas de Peano, repasemos la lista de declaraciones

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