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皮亞若公理第五條對二階邏輯命題無效
送交者: 沒有用的 2025年10月13日06:30:25 於 [教育學術] 發送悄悄話

皮亞若公理第五條對二階邏輯命題無效


皮亞諾的這五條公理用非形式化方法敘述如下:



  • 1:0是自然數

  • 2:每一個確定的自然數a,都有一個確定的後繼數a' ,a' 也是自然數;

  • 3:對於每個自然數bcb=c當且僅當b的後繼數=c的後繼數;

  • 4:0不是任何自然數的後繼數;

5:任意關於自然數的命題,如果證明:它對自然數0是真的,且假定它對自然數a為真時,可以證明對a' 也真。那麼,命題對所有自然數都真。

其中,一個數的後繼數指緊接在這個數後面的數,例如,0的後繼數是1,1的後繼數是2等等;公理5保證了數學歸納法的正確性,從而被稱為歸納法原理。

若不將0視作自然數,則公理1,4,5中的“0”要換成“1”。

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於是,數學家們就以為歸納法可以用於數學命題的證明了

大家知道高斯的故事,老師讓小學生用自然數累加,從1加2再加3,...。一直加到100.。

高斯很快做出結論。

第一個自然數1加上本次設立的倒數一個自然數n,等於1+n。

第二個自然數2加上倒數第二個自然數n-1,等於1+n。

第三個自然數3加上倒數第三個自然數n-2,等於1+n。

........。

第n/2個自然數加上倒數第n-n/2+1,等於1+n。

高斯沒有也無需將省略號以後的所有的加法做完。因為根據皮亞若公理第5條,歸納法是成立的。


這裡,因為自然數是一個普遍概念,普遍概念的特徵就是每一個元素都具有這個概念的全部屬性。

如果命題中的變量不是普遍概念,而是集合概念,皮亞若公理就無效了,因為集合概念的每一個元素不是必然具有概念的屬性。好了,這就告訴我們,對於集合概念的命題,例如費馬大定理,黎曼猜想,貨郎擔問題,它們都是變化率的變化率,即二階邏輯問題。a成立,a+1不一定成立。需要逐一證明,就是說,對於二階邏輯命題,數學歸納法不能推到多米若骨牌。


不完全歸納法不能用於這一類命題


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