diff --git a/2024_CdE_Goedel.tex b/2024_CdE_Goedel.tex index eb2dd30..dc3b4ea 100644 --- a/2024_CdE_Goedel.tex +++ b/2024_CdE_Goedel.tex @@ -1,6 +1,7 @@ \documentclass[ngerman]{scrartcl} \usepackage{babel} +\usepackage{xcolor} \usepackage{mkessler-math} \usepackage{mkessler-vocab} @@ -20,6 +21,7 @@ \DeclareSimpleMathOperator{bew} \DeclareSimpleMathOperator{beweisbar} \DeclareSimpleMathOperator{Subst} +\DeclareSimpleMathOperator{Con} \DeclareMathOperator\xor{\stackrel{.}{\vee}} \begin{document} @@ -502,7 +504,7 @@ dass $\varphi $ die Eigenschaft $\psi $ besitzt. Angenommen, $G$ ist wahr, dann gibt es ein $n$, sodass $\Subst(g,g,n) \land \psi (n)$ gilt. Nach der Definition von $\Subst$ ist dann $n$ die Gödelnummer von $G$ - (denn $G$ ist gerade dadurch enstanden, in die Formel mit Nummer $g$ die Zahl $g$ für alle freien Variablen einzusetzen). Es gilt also $\psi (n) = \psi (\left\lceil G \right\rceil )$. Das zeigt $G \to \psi (\left\lceil G \right\rceil )$. + (denn $G$ ist gerade dadurch entstanden, in die Formel mit Nummer $g$ die Zahl $g$ für alle freien Variablen einzusetzen). Es gilt also $\psi (n) = \psi (\left\lceil G \right\rceil )$. Das zeigt $G \to \psi (\left\lceil G \right\rceil )$. Angenommen, $\psi (\left\lceil G \right\rceil )$ ist wahr: Dann gibt es ein $n$, nämlich $\left\lceil G \right\rceil $, @@ -512,8 +514,58 @@ dass $\varphi $ die Eigenschaft $\psi $ besitzt. wie gewünscht. \end{proof} +Jetzt können wir das Diagonallemma auf die Aussage +\[ + \psi (\left\lceil \varphi \right\rceil) \coloneqq \lnot \exists a \bew(a, \left\lceil \varphi \right\rceil ) = \lnot \beweisbar(\left\lceil \varphi \right\rceil ) +\] +anwenden und erhalten die gewünschte Formel $\varphi $, sodass +\[ + \text{PA} \shows \varphi \leftrightarrow \lnot \beweisbar(\left\lceil \varphi \right\rceil ) +\] +gilt. +Das beweist den Unvollständigkeitssatz. +\begin{remark} + In unserer aktuellen Formulierung müssen wir als Prämisse für den Unvollständigkeitssatz + noch verwenden, dass das System keine falschen Aussagen beweist. + Unser Ziel ist es, dies darauf zu reduzieren, dass das System \enquote{nur} + widerspruchsfrei ist. + Wähle nun die Aussage + \[ + \psi (\left\lceil \varphi \right\rceil ) \coloneqq + \forall a \left[\bew(a, \left\lceil \varphi \right\rceil ) \to + \exists b (b < a \land \bew(b, \left\lceil \lnot \varphi \right\rceil ))\right] + \] + und wende wieder das Diagonallemma an. + + Falls $\text{PA} \shows \varphi $, existiert ein $a$ mit $\bew(a, \left\lceil \varphi \right\rceil )$, dann aber auch ein $b$ mit $\bew(b, \left\lceil \lnot \varphi \right\rceil )$ und somit $\text{PA} \shows \lnot \varphi $, ein Widerspruch. + + Angenommen, $\text{PA} \shows \lnot \varphi $, + also + \[ + \text{PA} \shows \lnot \forall a \left[ \bew(a, \left\lceil \varphi \right\rceil ) \to \exists b (b