西西河

主题:【原创】上帝之书 -- 我爱莫扎特

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家园 花谢
家园 欧几里得公理体系

首先第一条:欧几里得的公理体系远远称不上严密,用服装来比喻的话,连渔网装都算不上,最多也就是条丁字裤,基本上什么都没包住。

1. 在欧氏体系中缺少关于存在性的公理,于是连“存在一个点”这种简单到极点的命题都无法证明,也就是说,欧氏体系有可能在放空炮,讨论些类似于上帝的老婆长什么样之类的问题。

2. 欧氏体系缺少关于顺序的公理,所谓顺序,就是一条直线上三个点之间的位置关系,直观上看一条直线上任取三点必定有且仅有一点在其它两点之间。还有就是平面顺序公理,一般陈述为:直线a在平面ABC上,但不过A,B,C任一点,若a与线段AB相交,则a必与AC或者BC相交。缺少顺序公理导致一个著名的悖论:任意三角形都是等边三角形。

3. 欧氏体系缺少线段、角相等的公理。在不同位置的线段或者角怎么样才算相等,欧几里得借助于直觉。

4. 欧氏体系缺少关于空间维数的公理。

5. 欧氏体系缺少完备性公理。这样你就无法证明100度角的存在性。

关于改变一些公理得到新几何的尝试当然有了,比方说改变平行公理,就得到罗氏几何(不能直接得到黎曼球面几何,原因是球面几何的顺序公理不太一样,一个圆上的三点中的任一点都在其余两点之间);改变完备性公理是最简单的,得到不完全的欧氏几何,研究对象只是欧氏空间的一部分;改变阿基米德公理得到非阿基米德几何。(阿基米德公理:设AB,CD为任意非零线段,则存在自然数n使得n AB>CD。)

公理体系并没有规定自己的适用对象,比方说,它并没有规定什么叫点,什么叫线,什么叫相交,你要把点理解成地球上的人,线理解成人与人之间的关系,这也不是不可以,如果经过检验你选的那些关系满足公理,那么一条几何定理就可以解释成人际关系中的相应定理。所谓“欧氏几何和我们日常经验相符”必须通过对对象的阐释实现,

家园 想象出高维几何图形......

这个太牛了。我学线性代数的时候无法想象多维变换的几何意义,导致难以理解进而学得一塌糊涂。

家园 兄台好帖,寓教于乐啊

如果经过检验你选的那些关系满足公理

这句话是我最关心的。我倾向于认为,存在某些数学关系,用终极的方式描述宇宙的一切。所以,如果我们需要对某些公设进行修修补补,然后再一一检验,发现它们各自的适用范围。那么,这些各不相同的几何学,看来都不是“最完备的几何学”。这个现象很令人失望啊。不过是令我这个外行失望,呵呵。

家园 马克思的那句名言

判断一个学科是否是科学,就看他是不是应用了数学 —— 是抄康德的。

家园 这个区别可不小。

隔一段距离放一个醒目的活动十字架,根据十字架双臂的角度不同而呈现不同信息,靠望远镜进行识别,其实跟中国长城的工作原理区别不大。

  法国的这个可参看《基度山伯爵》这本书,可以传递编码信息(当然这也与法国用的是字母,编码比转简单),就是说可以传递一篇短文,传递的信息比烽火台的狼烟丰富多了。

家园 你对完备性的理解是什么?

公理体系的完备性:对属于该公理体系的命题,必须能够给出基于给定公理的证明或者否定,也就是说,公理必须足够多。

很遗憾,由于哥德尔不完备性定理,可以说大部分公理体系都彼此彼此。

你这里说的完备性似乎是另一种含义:理论所描述的对象必须包罗万有,这个根本不可能。

家园 关于“完备”

首先我得再强调一遍我是外行,呵呵。在我自己的领域,我其实很不喜欢和外行谈专业话题(美女除外),太累。所以老兄愿意多给我些指点,我非常感激啊。

我选择完备这个词,因为这个词听起来实在太舒服了,能够很好的表达我对一个终极理论的感受。(比如“完善”,就不好,听起来好像总可以继续“完善”下去。)但是看了你的帖子,我才意识到,我似乎用了一个已经有明确定义的术语。希望我的鲁莽用词不会造成误会。

对属于该公理体系的命题,必须能够给出基于给定公理的证明或者否定

我对这句话的疑问是:什么叫属于某个体系?直觉上,如果某命题可以被某公理体系加以证明或证伪,则应该属于这个公理体系。很显然,这一直觉和上面引语循环论证。所以,什么叫属于某个体系。

我认为应该存在某种“科学宿命论”,虽然这种宿命论必然不是像拉普拉斯所言的决定性的,但它一定囊括一切命题,或者说一切现象。这个观点的出现是如此自然,以至于我觉得完全不必要去证明它。难道你相信宇宙是被若干互相独立的规律支配运行的?

家园 举一个比高斯更强大的人

在马克思50多岁时,他极其关注俄国的革命情况,用六个月的时间学会了俄语。呵呵,俄国真是一块好石头,凡是自觉够硬的家伙,都可以冲过来跟它比划比划硬度。

家园 这两位是一个级别的

不过高斯学俄语的时候已经70了,很多人到这个岁数连母语都说不利索了。

家园 所谓命题属于公理体系

并不是说这个命题在体系中能被证明或者证伪,而是说这个命题所用到的概念都在公理体系中有意义(公理体系的原始对象和关系,或者体系中的定理保证的可以定义的对象和关系)。比如说“铁手英明神武”这个命题就不属于欧氏几何,因为“铁手”和“英明神武”在欧氏几何中不可能有意义。而连续统假设这个命题在实数理论(包括集合公理)中就有意义,但是它在实数理论中是不可证明的。

理论不完备就是说理论涉及到的对象的某些性质超出了自身能力。这样对同一个理论可以造出两种模型,都满足所有给定公理,但是这两种模型可以对某些命题给出相反的答案。

数学并不要求描述宇宙的规律,不管宇宙的规律是什么,数学都允许研究这个规律的反面,并且两者地位等同。

家园 能给我一个特别简单的例子么

我对“不可证明”这个概念比较好奇,听起来像是在说“公理对该命题无能为力”。

印象中,形式语言里有一个概念叫“不可计算”,天,当时就是这个概念把我难得够呛。而这个“不可计算”其实还是能严格证明的;现在要“不可证明”了,我实在有理解困难。呵呵。

看来我得学习一下相关知识才能问出有意义的问题。

家园 这么明显的例子都忘了?第五公设不可证明

准确地说,在去掉第五公设的欧氏几何公理体系中第五公设这个命题有意义(所有涉及到的概念——直线、外、点、过点的直线、相交——都在理论范围内),但是不可证明,认为它成立,就是欧氏几何,不成立,就是罗氏几何,两个体系都自洽,证明这点用了两千多年。

家园 这个例子不好

“第五公设不可被前四条公设证明” -- 这个论断虽然足够明显(驰名),但是要证明其正确性一点都不简单啊。那些家伙不是花了两千年么,而且本楼主题也是这个,再而且,我从来就没明白,只是记着结论了。

抛开第五公设不谈,能不能有一个什么简单的例子,这个例子证明什么命题是不可证明的。比如:

老铁英明神武

证明:

老铁、英明、神武都是西西河有定义的概念。

但是,老铁如果英明神武了,就必然不英明神武;如果不英明神武,就必然英明神武。

所以,完全没法证明。

呵呵,见谅啊,胡话太多了。

家园 人会下蛋吗?

柏拉图

定义1:人是没有羽毛的两脚动物;

定义2:蛋是……;

定义3:下蛋是……。

命题:人会下蛋。

这个命题有意义。成立?还是不成立?在上述定义(公理)中无法得到答案,不能证明也不能证伪。

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