f(x) = g(f(h(x))) => Runtime Error
Μετά το ευχάριστο διάλειμα, συνεχίζουμε την περιήγησή μας στο μαγικό κόσμο του τυπογραφικού λογισμού. Είπαμε ότι ένα formal system είναι ένα αξιοθαύμαστης ακρίβειας (και απλότητας, με την έννοια ότι δεν απαιτεί κανενός είδους δημιουργική σκέψη) εργαλείο για να διαπιστώνουμε με μηχανικό και 1000% σίγουρο τρόπο το αληθές ή όχι κάποιων προτάσεων. Είπαμε ότι αυτός δεν είναι πάντα ο πρακτικότερος τρόπος. Μπορεί μια αλήθεια να απαιτεί για τη διαπίστωσή της 1.000.000.000.000 αυστηρά τυπικές πράξεις, ενώ στην πράξη είναι τόσο απλή όσο το 1.000.000*1.000.000 = 1.000.000.000.
Ωστόσο φιλοσοφικά αυτό που ενδιαφέρει δεν είναι αν ο τυπικός τρόπος είναι πρακτικά εφικτός. Αρκεί που είναι επί της αρχής εφικτός.
Οι άνθρωποι είναι μυστήρια πλάσματα. Δως τους ένα τσεκούρι, και αρχίζουν παντού γύρω τους να βλέπουν λαιμούς εεε, σόρι, κούτσουρα ήθελα να πω. Φαίνεται πως πρόκειται για θεμελιώδες bug στο σχεδιασμό του ανθρώπου, που σημαίνει ότι αν υπήρξε σχεδιαστής ήταν λιγουλάκι απρόσεκτος. Τέλος πάντων. Όταν λοιπόν ανακαλύφθηκε το μεγαλείο του αυστηρού φορμαλισμού, γεννήθηκε και η άποψη που θέλει όλα τα μαθηματικά συστήματα (και κατ’ επέκταση ό,τι μπορεί να μοντελοποιηθεί μαθηματικά) δυνητικά εκφράσιμα με αυστηρά τυπικούς όρους.
Πέντε-δέκα κανόνες χειρισμού συμβόλων, μια κωδικοποίηση, μερικά πολύ βασικά (όσο το δυνατόν λιγότερα) αξιώματα, άφθoνος ελεύθερος χρόνος, και μπορείς (επι της αρχής, τονίζω) να παράγεις όσες προτάσεις της Θεωρίας Αριθμών θέλεις, έχοντας τη βεβαιότητα ότι σαν συντακτικά ορθά θεωρήματα θα είναι και αληθείς προτάσεις.
Η αλήθεια είναι πως αυτή η υπόθεση δε φαίνεται και τρομερά παράλογη: ξεκινώντας από κάτι σωστό (Θεώρημα 1) και εφαρμόζοντας κανόνες που σου δίνουν μόνο σωστά πράγματα, είναι λίγο πολύ αναμενόμενο να καταλήξεις επίσης σε κάτι σωστό. Αντίστροφα, ξεκινώντας από κάτι, μπορείς να δεις αν είναι σωστό ή όχι εφαρμόζοντας τους κανόνες αντίστροφα μέχρι να φτάσεις σε κάτι που ξέρεις ότι είναι σωστό (ή όχι).
Ο Goedel ανακάλυψε ότι αυτό δεν ισχύει. Για την ακρίβεια ανακάλυψε ότι ξεκινώντας από κάτι σωστό και εφαρμόζοντας κανόνες που παράγουν μόνο σωστά πράγματα, μπορείς να φτάσεις σε κάτι που μολονότι είναι σωστό για σένα, για το formal system δεν είναι ούτε σωστό ούτε λάθος. Και αντίστροφα βέβαια.
Για την ακρίβεια, υπάρχει μια πρόταση που αν την κωδικοποιήσεις, όσους κανόνες και να εφαρμόσεις, δεν καταλήγεις ποτέ σε συμπέρασμα για την αλήθειά της. Μπορείς να εφαρμόζεις κανόνες για 1.000.000.000.000.000.000 χρόνια, αλλά μεταξύ μας, και το Θεό μπάρμπα να έχεις, το μόνο που θα παίρνεις θα είναι εναλασσόμενα “σωστό” και “λάθος” χωρίς ποτέ το σύστημα να καταλήξει σε μια απόφαση.
Η ειρωνεία της υπόθεσης είναι πως αυτή η πρόταση είναι, τηρουμένων των αναλογιών, η πρόταση:
“Αυτή η πρόταση είναι ψευδής”.
Χαμός όπως καταλαβαίνετε στους μαθηματικούς κύκλους: “σκατά, τελικά ένα σύστημα είναι αδύνατον να είναι αρκετά ισχυρό ώστε να μπορεί να μοντελοποιήσει τα πάντα και ταυτόχρονα αυτοσυνεπές”. Χονδρικά είναι σαν οι Χριστιανοί να το έπαιρναν επιτέλους απόφαση ότι δε γίνεται κάποιος να είναι και Πανάγαθος και Παντοδύναμος. Τι να λέμε τώρα, ήταν μεγάλη ξενέρα.
Και χαίρομαι για αυτό. Γιατί την ξενέρα δεν την έφαγαν τα Μαθηματικά ή η Θετική σκέψη γενικώς. Την έφαγαν τα άτομα που νομίζουν ότι η Θεωρία Αριθμών (και οι ισομορφικές της καταστάσεις, όπως τα τυπικά συστήματα πρώτης τάξεως) είναι ας πούμε η creme de la creme της μαθηματικής σκέψης. Ότι είναι πιο “κομψά” και “καθαρά” μαθηματικά από π.χ. τη Συνολοθεωρία ή την Πραγματική Ανάλυση.
Απλή ευριστική: Όπου ακούτε τις λέξεις “κομψά” και “καθαρά” αναφερόμενες σε… 100% άυλα πράγματα, βρωμάει Πλάτωνας. Στην πραγματικότητα μάλιστα, αν πάρετε τους μαλάκες που το 1930 πίστευαν ότι η Θεωρία Αριθμών είναι ο Παρθενώνας των μαθηματικών, μπορείτε να φτάσετε απ’ ευθείας στον Πυθαγόρα, που θεωρούσε “ανώτερους” τους ακέραιους, “χμμ, αφού εκφράζονται σαν κλάσμα ακεραίων ΟΚ με επιφυλάξεις” τους ρητούς και “βδελύγματα” τους άρρητους. Παράσταινε μάλιστα τους ακεραίους με μπιλίτσες και από τα σχήματα που σχημάτιζαν οι μπιλίτσες έβγαζε συμπεράσματα για το ποιος ακέραιος είναι πιο τέλειος. Εγώ δεν το πιστεύω ότι αυτός ο άνθρωπος ανακάλυψε το ομώνυμο θεώρημα, εκτός αν χάζεψε από την προσπάθεια που κατέβαλε για να το ανακαλύψει.
Για Παρθενώνας των μαθηματικών, τα τυπικά συστήματα πρώτης τάξεως φαίνεται λοιπόν ότι δεν είναι και τόσο τέλεια: καταρρέουν μόλις βρεθεί στο διάβα τους μια γκεντελιανή πρόταση. Σημειώνω πως τα “μπακαλίστικα” ξαδερφάκια τους, όπως τα τυπικά συστήματα δεύτερης τάξεως, δεν πάσχουν από τέτοια προβλήματα.
Συνεπώς δεν καταλαβαίνω γιατί το θεώρημα του Γκέντελ καταρρίπτει το “θετικισμό”. Αντιθέτως: καταρρίπτει το κομμάτι εκείνο του θετικισμού που για εντελώς μεταφυσικούς λόγους θεωρεί, ultimately, ότι τα πάντα πρέπει να περιγράφονται με “κομψότητα”, “καθαρότητα” και, αν ο Πυθαγόρας έχει να προσθέσει κάτι, με τρόπο που τελικά ανάγεται στο να μετράς μπιλίτσες.
Να το κάνω ταληράκια: καταρρίπτει τα όποια μεταφυσικά στοιχεία απέμεναν στα Μαθηματικά του 20ου αιώνα. Απογοητεύει αυτούς που στα Μαθηματικά ψάχνουν για υποκατάστατο του Θεού: σόρι μάγκες, στα Μαθηματικά δεν υπάρχει χώρος για τέτοια.
Αυτό βέβαια δεν εμπόδισε πολλά άτομα (μεταξύ των οποίων και τον ίδιο το Goedel) να αντλήσουν από το θεώρημα ένα επιχείρημα υπέρ του δυϊσμού (έμψυχα vs άψυχων <=> νοημοσύνη vs φορμαλισμού κλπ), αλλά σε γενικές γραμμές οι απόψεις αυτές είναι λίγο παιδικές: κανένας, ούτε ανθρώπινος εγκέφαλος, ούτε πέτρα, ούτε πλανήτης ούτε τίποτα δεν είναι υποχρεωμένος να λειτουργεί σαν τυπικό σύστημα πρώτης τάξης.
(δεν είμαι βέβαια και πολύ σίγουρος για όλα αυτά, τα όποια διορθωτικά σχόλια είναι καλοδεχούμενα. Τονίζω πως πρόκειται κυρίως για δικές μου απόψεις -απ’ όσο ξέρω- και όχι για θέσφατα.)
[to be continued]
February 23rd, 2006 at 4:27 pm
J:Δεν είμαι σίγουρος για την κατάρριψη που λες. Ο ίδιος ο Γκέντελ ήταν καραπλατωνιστής και θεωρούσε το έργο του ως υποστηρικτικό του Πλατωνισμού του. Θεωρούσε πως αν υπάρχουν προτάσεις οι οποίες είναι αληθείς αλλά μη αποδείξιμες, αυτό έδειχνε πως η αλήθεια η μη των προτάσεων των μαθηματικών είναι ανεξάρτητη από την ικανότητά μας να τα αποδείξουμε, ότι στα μαθηματικά υπάρχουν αληθή πράγματα με απόλυτη έννοια, ότι οι μαθηματικές έννοιες δηλαδή έχουν ένα απόλυτο οντολογικό στάτους. Και υπάρχουν τέτοιες προτάσεις. Μια τέτοια είναι η πρόταση “Αυτή η πρόταση δεν είναι αποδείξιμη” (βλέπε παρακάτω). Σε παραπέμπω σε μια συνέντευξη μιας φιλοσόφου επί του θέματος, που συζητά το θέμα αναλυτικότερα με βάση την έρευνά της στις φιλοσοφικές πεποιθήσεις του Γκέντελ. Παραθέτω εκτενή αποσπάσματα προς διευκόλυνση της συζήτησης:
Και για την αναπόδεικτη αλλά αληθή πρόταση που ανέφερα παραπάνω:
Τέλος να σημειώσω ότι έχω παρατηρήσει πως η σύνδεση μεταξύ Αϊνστάιν και Γκέντελ που επιχειρεί, έχει μια παραξήγηση ελαφρώς απαράδεκτη για μια φιλόσοφο, αλλά αυτό δεν αναιρεί τα όσα λέεί για τις πεποιθήσεις του Γκέντελ.
Συγγνώμη και για το κατεβατό…!
February 23rd, 2006 at 4:29 pm
Μού έφυγε το blockquote, αν δεν βαριέσαι διόρθωσέ το…
February 23rd, 2006 at 5:35 pm
Α ναι, να το διευκρινήσουμε: Το ότι το μόνο λογικό συμπέρασμα που μπορεί να βγει από το Θ. Γκέντελ είναι “κρα στους πλατωνιστές” είναι δική μου άποψη. Επιπλέον θεωρώ πως ο Γκέντελ μαθηματικά ήταν γάτος, αλλά φιλοσοφικά δεν ήξερε που παν τα τέσσερα, γι’ αυτό και χαρακτηρίζω τα “πλατωνικά” του συμπεράσματα λίγο “παιδικά”. Κάτι σαν τον Κολόμβο που νόμιζε ότι ανακάλυψε το δυτικό δρόμο για τις Ινδίες.
February 23rd, 2006 at 5:42 pm
Συγκεκριμένα το ότι υπάρχει περισσότερη μαθηματική πραγματικότητα από αυτήν των τυπικών συστημάτων, δε σημαίνει ότι αυτή (η έξτρα μαθηματική πραγματικότητα) δεν αντιστοιχεί και σε φυσική πραγματικότητα. Υπάρχουν βέβαια και τέτοια μαθηματικά (και τι έγινε; ), όμως δε νομίζω ότι χρειάζεται να φύγουμε από το πεδίο της περιγραφής της υλικής πραγματικότητας για να συναντήσουμε μαθηματικά που ξεπερνούν σε πολυπλοκότητα και περιγραφική δύναμη τα τυπικά συστήματα πρώτης τάξης.
February 24th, 2006 at 11:08 am
Εγώ πάλι νομίζω οτι κρατάς πολύ μικρό τεσεκούρι! Το θεώρημα Godel έπληξε την προσπάθεια για αξιωματική θεμελίωση των μαθηματικών (της αριθμητικής για την ακρίβεια, στην οποία υποτίθεται οτι ανάγονται όλα τα υπόλοιπα). Η απαίτηση να έχεις ένα πλήρες και συνεπές σύστημα προτάσεων δεν έχει καμμιά σχέση (όπως το βλέπω εγώ) με κομψότητα και καθαρότητα. Δεν υπάρχει περιορισμός στον αριθμό των αξιωμάτων, π.χ.. Από την άλλη βέβαια, αν μπορείς να στήσεις ένα τέτοιο σύστημα καλό είναι να βρεις και τον ελάχιστο αναγκαίο αριθμό αξιωμάτων. Αυτό θα ήταν κομψότερο και βολικότερο.
Αν, όπως λέει ο Godel, είναι αδύνατο να στήσεις ένα πλήρες και συνεπές τυπικό σύστημα, εμφανίζεται ένα μεγάλο πρόβλημα: η ισχύς κάποιων προτάσεων του συστήματος πρέπει να επικυρωθεί με κάποιο τρόπο από πληροφορία που έρχεται απ’έξω. Το πρόβλημα με τα μαθηματικά (σε αντίθεση με τη φυσική) είναι οτι δεν υπάρχει απ’έξω. Εμένα αυτό μου φαίνεται εξαιρετικά σκληρό ως συμπέρασμα, πολύ χειρότερο από το “κρα στους πλατωνιστές”. Ο μόνος λόγος για τον οποίον τα μαθηματικά επιβίωσαν είναι, νομίζω, οτι οι αποδεδειγμένα μη αποδείξιμες προτάσεις είναι εξαιρετικά σπάνιες και αρκετά αδιάφορες για τον κυρίως κορμό ωστε οι μαθηματικοί να κάνουν πως δεν τις βλέπουν . Αν τελικά προκύψει οτι η υπόθεση Riemann είναι μή αποδείξιμη, ας πούμε, το σοκ θα είναι ισχυρό.
Επί τη ευκαιρία, η εκλαΐκευση της κυρίας είναι λίγο jazzy: αν η εν λόγω πρόταση Godel είναι μη αποδείξιμη τότε πώς ξέρουμε οτι είναι αληθής; Προφανώς δεν το ξέρουμε εντός του συστήματος, το ξέρουμε “κλέβοντας”: από προτάσεις εκτός αυτού. Αν η υπόθεση Riemann ή αυτή του Goldbach (οτι κάθε αριθμός είναι το άθροισμα δύο πρώτων - φαίνεται να ισχύει μέχρι αστρονομικά μεγάλα νούμερα) αποδειχθεί μή αποδείξιμη, πόσο σίγουροι θα είμαστε για την ισχύ τους;
Τέλος θα μπορούσε κανείς να υπερασπιστεί τον Πλατωνισμό στα μαθηματικά (την άποψη οτι τα μαθηματικά θεωρήματα `υπάρχουν’ ανεξάρτητα από τους μαθηματικούς που τα αποδεικνύουν - ο θεός είναι extra downloadable plugin)
για ώρες, δεδομένου μάλιστα του ότι οι περισσότεροι μαθηματικοί δουλεύουν ωσαν Πλατωνιστές ακόμα κι αν επισήμως το αρνούνται.
Α, και στο mathworld λέει οτι αν αποδεχτεί κανείς την Transfinite Induction μπορεί να αποδείξει οτι η αριθμητική είναι πλήρης και συνεπής (αλλά δεν μπορεί να επεκτείνει την απόδειξη στα υπόλοιπα μαθηματικά)!
February 24th, 2006 at 4:19 pm
j95 said:
“Οι άνθρωποι είναι μυστήρια πλάσματα. Δως τους ένα τσεκούρι, και αρχίζουν παντού γύρω τους να βλέπουν λαιμούς εεε, σόρι, κούτσουρα ήθελα να πω. Φαίνεται πως πρόκειται για θεμελιώδες bug στο σχεδιασμό του ανθρώπου, που σημαίνει ότι αν υπήρξε σχεδιαστής ήταν λιγουλάκι απρόσεκτος.”
Λίγο άσχετο ίσως αυτό που θα πω, αλλά μου θύμησες κάτι που είχα διαβάσει στο Mafia Manager, το γνωστό βιβλίο. Ήταν μια από τις συμβουλές που έδινε ο αρχιμαφιόζος προς “ναυτιλομένους”: “Όταν το μόνο όπλο που έχεις στη διάθεση σου είναι ένα σφυρί, αντιμετώπισε όλα τα προβλήματα σου σα να ήταν πρόκες”.
Επίσης j95 said λίγο πιο κάτω:
“Χαμός όπως καταλαβαίνετε στους μαθηματικούς κύκλους: “σκατά, τελικά ένα σύστημα είναι αδύνατον να είναι αρκετά ισχυρό ώστε να μπορεί να μοντελοποιήσει τα πάντα και ταυτόχρονα αυτοσυνεπές”. Χονδρικά είναι σαν οι Χριστιανοί να το έπαιρναν επιτέλους απόφαση ότι δε γίνεται κάποιος να είναι και Πανάγαθος και Παντοδύναμος. Τι να λέμε τώρα, ήταν μεγάλη ξενέρα.”
Είναι κάτι αντίστοιχο με την αρχή της απροσδιοριστίας του Heisenberg, τον ακρογωνιαίο λίθο της κβαντικής φυσικής, έτσι δεν είναι? Αυτή η αδυναμία του να έχεις “και την πίτα ολόκληρη και τον σκύλο χορτάτο” φαίνεται να είναι εγγενές χαρακτηριστικό κι αναπόσπαστο συστατικό αυτού του τρελού κι ανισόρροπου σύμπαντος στο οποίο ζούμε. Αυτό που στα μαθηματικά εκφράζεται ως θεώρημα του Goedel στη Φυσική εκφράζεται ως αρχή της απροσδιοριστίας. Είναι σαν η ίδια η επιστήμη να αναγνωρίζει ότι η αυστηρή μαθηματική λογική είναι μεν πολύ χρήσιμη και πολύ πρακτική αλλά από μόνη της δεν αρκεί για να εξηγήσεις το σύμπαν, υπάρχει σαφής περιορισμός ως προς τις δυνατότητες της. Πιθανόν για να υπερβείς αυτή την εγγενή δυσκολία, χρειάζονται άλλου είδους μη-λογικές ή καλύτερα μεταλογικές προσεγγίσεις.
Τουλάχιστον, έτσι το βλέπω εγώ (προς το παρόν)!
February 25th, 2006 at 6:29 am
Spitha, έχεις δίκιο. Είναι πολύ λογική η νοητή σύνδεση μεταξύ Θεωρήματος μη Πληρότητας στα Μαθηματικά, και Αρχής Απροσδιοριστίας του Heisenberg στην Φυσική. Το περίεργο είναι ότι όποιος το έλεγε αυτό στον Gödel, τον έκανε “πυρ και μανία”, καθότι δεν είχε σε καθόλου καλή εκτίμηση την “θετικιστική ερμηνεία της Κοπεγχάγης για την κβαντομηχανική”, και άλλο τόσο τον Heisenberg.
Ενδιαφέρουσα η παραπομπή του talos. Παρόμοια πράγματα με την Rebecca Goldstein υποστηρίζει και ο Palle Yourgrau, στο βιβλίο του “Ένας Κόσμος Δίχως Χρόνο”, δηλαδή μια σύνδεση μεταξύ Einstein και Gödel, η οποία δεν “στέκει” και τόσο. Ο Gödel ήταν Leibniz-ιστής, και κατ’ επέκτασιν, πλατωνιστής. Παρότι το Θεώρημα Μη Πληρότητας “απογοητεύει αυτούς που στα μαθηματικά ψάχνουν για υποκατάστατο του θεού”, που λέει κι ο j95, δηλαδή τους πλατωνιαστές, ο ίδιος ο Gödel δεν το είδε ως κάτι τέτοιο. Το είδε ως εξής: “Στα μαθηματικά υπάρχουν αλήθεις που ξεπερνούν εμάς και την ικανότητά μας να τις αποδεικνύουμε. Αυτό σημαίνει ότι τα μαθηματικά είναι φτιαγμένα από μια ανώτερη στόφα.”
Είναι, νομίζω, θέμα οπτικής γωνίας, και ο Gödel σαφώς είχε μια ιδεαλιστική θεώρηση των πραγμάτων. Αξίζει να αναφερθεί το Οντολογικό Επιχείρημα του Gödel, μια “απόδειξη” περί της ύπαρξης δημιουργού του σύμπαντος που σηκώνει πολύ συζήτηση. Εδώ είναι που με απογοητεύει ο Gödel. Σαν μαθηματικός ήταν τρομερός αλλά σαν φιλόσοφος, ανεπιτυχής. Αν με διάβαζε ο Yourgrau, θα με έπαιρνε με τις πέτρες, καθώς στο βιβλίο του κάνει μια προσπάθεια α εξυψώσει τον Gödel σαν φιλόσοφο, απαντώντας στις επικρίσεις φιλοσόφων που κατηγόρησαν τον Gödel γι’ αυτό ακριβώς το πράγμα, ότι είχε μια ανυπόφορα μαθηματική προσέγγιση σε φιλοσοφικά ζητήματα. Το ερώτημα όμως είναι μέχρι ποιο βαθμό μπορεί να εφαρμόζει κανείς τα Μαθηματικά στην Φιλοσοφία.
Tero
March 10th, 2006 at 3:07 am
Σώθηκες με την τελευταία παράγραφό σου όπου δηλώνεις όχι και τόσο σίγουρος και προσωπικές απόψεις. Είσαι εν μέρει σωστός και εν μέρει λάθος. Π.χ. είπες
“που νομίζουν ότι η Θεωρία Αριθμών (και οι ισομορφικές της καταστάσεις, όπως τα τυπικά συστήματα πρώτης τάξεως)”
καθώς και
“Ότι είναι πιο “κομψά” και “καθαρά” μαθηματικά από π.χ. τη Συνολοθεωρία ή την Πραγματική Ανάλυση.”
Αυτά τα δύο δηλώνουν σύγχιση, πολύ λίγος χρόνος για εξηγήσεις, sorry.
lazopolis, έχεις ακουστά τα natural independece results? Είναι ακριβώς το αντιπαράδειγμα σε κάποια που είπες.