第八讲悖论与数学基础问题ppt课件.ppt
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1、第八讲悖论与数学基础问题严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。章节目录1 悖论的定义和起源2 悖论举例和数学三次危机3 策莫洛对悖论的解决方案4 罗素对悖论的解决方案5 塔斯基及其语义学6 哥德尔的不完备性定理与悖论7 悖论的成因与研究悖论的重要意义严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1 悖论的定义和起源严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。悖悖论论分分为为三种主要形式三种
2、主要形式1一种论断看起来好像肯定错了,但实际上却是对的(佯谬)。2一种论断看起来好像肯定是对的,但实际上却错了(似是而非的理论)。3一系列推理看起来好像无法打破,可是却导致逻辑上自相矛盾。悖论的悖论的类类型型逻辑悖论、概率悖论、几何悖论、统计悖论和时间悖论等1 悖论的定义和起源严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1 悖论的定义和起源一、关于悖论的定义一、关于悖论的定义 当前流行的说法当前流行的说法 悖论悖论是一种导致逻辑矛盾的命题。这种命是一种导致逻辑矛盾的命题。这种命题,如果承认它是真的,那么它又是假的,如题,如果承
3、认它是真的,那么它又是假的,如果承认它是假的,那么它又是真的。果承认它是假的,那么它又是真的。悖论悖论是是指这样一个命题是是指这样一个命题A,由,由A出发,可出发,可以找到一语句以找到一语句B,若假定,若假定B真,就可推得真,就可推得B真,真,即即B假。反之亦然。假。反之亦然。一个命题构成一个一个命题构成一个悖论悖论,如果由它的真可,如果由它的真可以推出它的假,而由它的假可以推出它的真。以推出它的假,而由它的假可以推出它的真。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1 悖论的定义和起源 当前流行的说法的当前流行的说法的缺陷
4、缺陷:孤立地用肯定等价于否定来作为悖论的定义不够合理全面。孤立地用肯定等价于否定来作为悖论的定义不够合理全面。1 1、任何一个悖论在实质上都、任何一个悖论在实质上都相对地被包含在某个理论体系中相对地被包含在某个理论体系中。2 2、并非每个悖论都要陈述为一个命题或某一语句的形式,有的、并非每个悖论都要陈述为一个命题或某一语句的形式,有的 悖论往往要由悖论往往要由一个推演过程一个推演过程来呈现。来呈现。3 3、从一些著名悖论的呈现形式来看,人们并不习惯于要求把每、从一些著名悖论的呈现形式来看,人们并不习惯于要求把每 个悖论都划归为肯定等价于否定的形式,也可用某一系统中个悖论都划归为肯定等价于否定的
5、形式,也可用某一系统中 并存的两个互相矛盾的命题并存的两个互相矛盾的命题来表示一个悖论。来表示一个悖论。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1 悖论的定义和起源 如果如果某一理论某一理论的公理和推理原则的公理和推理原则看上去是看上去是合理的合理的,但在这个理论中却推出了,但在这个理论中却推出了两个互相矛两个互相矛盾的命题盾的命题,或者证明了这样一个,或者证明了这样一个复合命题复合命题,它,它表现为两个互相矛盾的命题的等价式,那么我表现为两个互相矛盾的命题的等价式,那么我们就说这个理论包含了一个悖论。们就说这个理论包含了
6、一个悖论。因此,我们主张采用A.A.Fraenkel与Y.Bar-Hillel的说法:这样看来,当前流行的那种定义,就只是抽取了Fraenkel陈述中的后半段作为悖论的定义,这显然是不够合理而全面的。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1 悖论的定义和起源二、关于悖论的起源二、关于悖论的起源1、关于悖论的起源,可以追溯到古希腊和我国先秦哲学时代,但在那时及其往后的一个相当长的历史时期中,悖论往往指那些推理过程看上去合理的,但推理的结果却又违背客推理过程看上去合理的,但推理的结果却又违背客观实际观实际,例如著名的芝诺悖论
7、便属于这一类悖论。芝诺是希腊爱利亚学派的一个代表人物,可以说是第一个提出悖论的人。如:阿喀流斯和乌龟:假设阿喀流斯和乌龟赛跑,乌龟在阿的前面一段距离开始起跑,所以阿必须先跑到乌龟的起跑点,而这时乌龟又向前进了一段距离,如此,虽然阿的速度快于乌龟,阿越追越近,但总也追不上乌龟。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1 悖论的定义和起源2、在历史上,还有另一种与之相反的情形而称之为悖论的,那就是由于新概念的引入新概念的引入而违背了具有历史局限性的传统观违背了具有历史局限性的传统观念念,这也一时称为悖论的发现。例如,历史上的G
8、alilei悖论便属于这一类悖论。Galilei对平方数与自然数一一对应的发平方数与自然数一一对应的发现矛盾于全体大于部分的原则现矛盾于全体大于部分的原则,这就不是Galilie的发现在推理上的问题,而是由于全体大于部分的直观原则是从有限数量的事物关系中抽象出来的,自然就不适用于无限集合的情形了。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1 悖论的定义和起源3、在历史上,与今天所讲悖论的含义较为接近并可看作悖悖论之直接起源论之直接起源的是这样一件事,公元前六世纪,哲学家克利特人艾皮米尼地斯(Epimenides):“所有克利
9、特人都说谎。”这就是撒谎者撒谎者悖悖论论的来源。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。1 悖论的定义和起源 后来,人们顺着Epimenides的原始命题,终于构造出了等价于上述命题的强化了的撒谎者悖论,即“永恒性撒谎者悖论”,陈诉如下:强化了的撒谎者悖论强化了的撒谎者悖论 症结症结:作论断的话与被论断的话混而为一,既当否定者自身被包括在被否定的对象中时,则否定者必然走向它的反面。所以这个悖论的排除在于语义的分层语义的分层,这正是近代语义学产生发展的原因,也正是语义学所研究的重要内容。一个克里特人说:一个克里特人说:“我现
10、在说的是一句假话,所有我现在说的是一句假话,所有的克里特人都说谎。的克里特人都说谎。”严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 悖论举例和数学三次危机严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 悖论举例和数学三次危机第一次危机第一次危机 公元前五世纪,一个希腊人,Pythagoras学派的希帕索斯,发现了等腰直角三角形的直角边与斜边不可通约,从而导致了数学的第一次危机。背景背景:从自然数概念脱胎而形成有理数概念的早期阶段。影响影响:促使人们从依靠自觉
11、、经验而转向依靠证明,导致了公理几何学与逻辑学的诞生。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 悖论举例和数学三次危机第二次危机第二次危机 数学史上把18世纪微积分诞生以来在数学界出现的混乱局面称为数学的第二次危机。背景背景:微积分的广泛应用与理论基础不牢固的矛盾 Berkeley大主教对牛顿微积分理论的攻击,史上称为“Berkeley悖论”。影响影响:柯西、Dedekind、康托与外尔斯特拉斯都加入了为微积分理论寻找牢固基础的工作,发展了极限理论。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、
12、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 悖论举例和数学三次危机第三次危机第三次危机 在今天,人们恰当地把集合悖论的出现及其引起的争论局面称之为数学的第三次危机。背景背景:建立严格的分析理论是以实数理论为基础的,而建立的实数理论又必须以集合论为基础,而集合论的诞生与发展却又偏偏出现一系列的悖论,从而构成了更大的危机。影响影响:极大地刺激了当时的集合不矛盾性的“乐观局面”,对集合论的进步具有重大的意义。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 悖论举例和数学三次危机第三次危机举例第三次危机举例Burali-Forti(布
13、拉里福蒂)(布拉里福蒂)悖论悖论 在超穷序数理论中发现了第一悖论“最大序数悖论”康托悖论康托悖论 其来源康托定理是集合论最早也是最重要的定理之一罗素罗素悖论悖论 在古典集合论里可划归为最基本逻辑概念的形式,而且能用日常语言来表述其基本原则,如著名的 “理发师悖论理发师悖论”严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 悖论举例和数学三次危机Burali-Forti(布拉里福蒂)(布拉里福蒂)悖论悖论第三次危机第三次危机 举例一举例一定理定理1 任何一个良序集A不能与A的任何截段 相似。定理定理2 凡由序数所组成的集,按其大小
14、为序排列时,必为一 良序集。定理定理3 一切小于序数a的序数所组成良序集 的序数 就 是序数a,即 。如所知,在超限数论中有如下的一些定理:现将一切序数汇集在一起组成一集,可推出其并不同时满足于以上三条定理,这就是Burali-Forti悖论。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 悖论举例和数学三次危机在古典集合论中有所谓的康托定理康托定理第三次危机第三次危机 举例二举例二任何集合任何集合M的基数的基数 小于幂集小于幂集P(M)的基数的基数 。其中所谓幂集,就是任给一集M,由M的一切子集所组成的集合称为M的幂集,并记
15、为P(M)。现假设存在一切集合所组成的集合u,由康托定理推出矛盾,这就是康托悖论康托悖论。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 悖论举例和数学三次危机包含在古典集合论中的罗素罗素悖论悖论第三次危机第三次危机 举例三举例三集合可分为两种:集合可分为两种:本身分子集,如:一切集合所组成的集合是它自身的一个元素;本身分子集,如:一切集合所组成的集合是它自身的一个元素;非本身分子集,如:自然数集合非本身分子集,如:自然数集合N绝不是某个自然数绝不是某个自然数n。这样,任给一集M,它不是本身分子集就是非本身分子集,不应有其它例
16、外。现考虑一切非本身分子集的集 ,试问 是哪一种集合?罗素悖论改写罗素悖论改写著名的著名的“理发师悖论理发师悖论”理发师:理发师:“给而且只给村子里自己不给自己给而且只给村子里自己不给自己刮胡子的人刮胡子。刮胡子的人刮胡子。”严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。2 悖论举例和数学三次危机 随着悖论的出现和研究,推动了人们从逻辑和哲学的角度深入研究数学基础中的问题,并取得了积极的成果。集合论的矛盾,曾一度引起人们摒弃集合论的想法,但终究不切实际。所以大家开始致力于集合论的改造。改造的方案主要有二:一、罗素的类型论罗素的类
17、型论;二、策莫洛(策莫洛(E.Zermelo)的公理集合论)的公理集合论。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3 策莫洛对悖论的解决方案严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3 策莫洛对悖论的解决方案 思想来源思想来源 罗素认为,集合可以用两种方式予以定义:外延性定义外延性定义(枚举式的定义)与内涵式定义内涵式定义(指明性质的定义)。基于这一准则,寻找解决集合悖论的办法有两条道路可走:量性限制理论量性限制理论(外延理论)和曲折理论曲折理论(内涵理
18、论)。策莫洛和其他人所发展起来的公理集合论公理集合论在涉及集合时可以看成是对量性限制理论量性限制理论这一思想的阐发,其最主要的特点是对于全集或无限制的关于某种现象的概念的存在性加以限制。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3 策莫洛对悖论的解决方案 自从罗素悖论出现以后,策莫洛想借助于他所说的划分公理(或称分出公理)来排除它。划分公理划分公理 设L为任一集合,是与L的变元有关的一句话,则L中一切能使 成真话的元素可组成一集合 。显然,即 为L的一个子集。根据划分公理,可证下述定理为真。定理定理 任意一集L必有一子集不是
19、L的元素。有了这条定理,即可证明罗素悖论陈述中的“一切非本身分子集的集 ”不是一个集合,但并不能承认划分公理可排除罗素悖论这一孤立的说法,划分公理的公理系统不容忽视。严格执行突发事件上报制度、校外活动报批制度等相关规章制度。做到及时发现、制止、汇报并处理各类违纪行为或突发事件。3 策莫洛对悖论的解决方案 产生罗素悖论的原因:概括原则造集的任意性与生成集合的客观原则的非任意性之间的矛盾。后来,经过仔细分析,人们归结到如下四件事不能同时成立,这就是:(1)是一个条件(含x的语句)。(2)任给一条件 决定一集,即 。(3)集合为个体之一,因而x处均可代以A。(4)为一矛盾。各家对悖论的排除:各家对悖
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