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¿Estado de la gran conjetura de Harvey Friedman?

Friedman [1] conjetura

Cada teorema publicado en los Anales de las Matemáticas cuyo declaración implica sólo finitary objetos matemáticos (es decir, lo que los lógicos llamar a una instrucción aritmética) puede ser probado en la EPT. La EPT es el débil fragmento de la Aritmética de Peano basado en el habitual cuantificador libre de axiomas para 0,1,+,x,exp, junto con el esquema de inducción para todas las fórmulas en la lengua en la que todos los cuantificadores son acotados. Esto aun no se ha cuidadosamente establecido para la Aritmética de Peano. Se cree ampliamente a ser cierto para la Aritmética de Peano, y creo que en todos los casos en que un lógico se ha tomado el tiempo para aprender las pruebas, que lgica también se ve cómo demostrar el teorema de la Aritmética de Peano. Sin embargo, hay algunas pruebas de que son muy difíciles de entender para todos, pero un par de personas que han apareció en los Anales de las Matemáticas - por ejemplo, Wiles' la prueba de la FLT.

Han habido serios desafíos para este o el más débil conjetura con la aritmética de Peano en lugar de la función exponencial de la aritmética?

[1] http://cs.nyu.edu/pipermail/fom/1999-April/003014.html

51voto

Notitze Puntos 594

Para Marcar Sapir:

La conjetura dice que "puede ser demostrado en pro de la EPT". Si "no fue demostrado en pro de la EPT", a continuación, que no cuenta. Sin embargo, todavía estoy interesado si "no fue demostrado en pro de la EPT". Desde la EPT todavía puede desarrollar una teoría de las funciones recursivas, el hecho de que las funciones recursivas son mencionados, o incluso se utiliza, no implica que la prueba está fuera de la EPT.

También es cierto que la EPT es completamente capaz de demostrar recursiva unsolvability teoremas.

Las únicas pruebas que han que dado los enunciados matemáticos no son demostrables en pro de la EPT, es para mostrar que la matemática declaraciones inherentemente dar lugar a funciones que no están delimitadas por cualquier finito altura exponencial de la pila. Es este sin duda el caso aquí? O es que hay una conjetura para tal efecto?

Harvey Friedman

25voto

Notitze Puntos 594

Para Marcar Sapir:

No, yo había compuesto un comentario y por alguna razón no ir a través de. Tal vez fue demasiado largo para que el cuadro de comentario.

Una pregunta clave es si FLT puede ser demostrado en pro de la EPT, o incluso PA. Tenga en cuenta que el FLT no menciona de forma indefinida a afirmar exponenciales, pero todavía no puede ser comprobada en pro de la EPT. Angus MacIntyre tiene un manuscrito con un intento de demostrar FLT en PA = Aritmética de Peano. Echa un vistazo a http://www.cwru.edu/artsci/phil/Proving_FLT.pdf

EPT demuestra varias estándar de los hechos acerca de no recursivo, funciones, incluyendo la de que tal y tal no es algorítmicamente decidable. Lo que no implica que se unprovability en pro de la EPT.

No es razonable permitir explícitamente indefinidamente a afirmar exponenciales en la declaración.

Así que esto nos deja con la habitual ejemplos de conocidos unprovability en pro de la EPT. Este es normalmente donde tenemos una declaración de la forma (forall n)(therexists m)(algo inocente tiene), donde no es, definitivamente, reiteró exponencial obligado en m en términos de n.

(Esto no es para descartar casos más sutiles de unprovability en materia de EPT, que no implican las altas tasas de crecimiento. Muy específicamente, por ejemplo, FLT y adecuadamente formulado versiones de Mordell de la Conjetura. Pero no sabemos si este es el caso).

Ejemplos de este tipo de unprovability (altas tasas de crecimiento) son bien conocidas. La más conocida es probablemente la Finitos Teorema de Ramsey.

He hecho la conjetura de que en la norma venerado núcleo de las matemáticas, esto no sucede. En lugar de utilizar "estándar venerado núcleo de las matemáticas", señaló a los Anales de las Matemáticas - a veces con títulos que el artículo no ser escritos por personas referirse a sí mismos como los lógicos.

También escogí los Anales de las Matemáticas porque quería descartar especializados y artificioso ejemplos, básicamente diseñado para probar la conjetura.

En fin, a ver si, de hecho, la hipótesis ha sido refutada cuando se toman literalmente - independientemente de si la conjetura es verdadera, por ejemplo, en el 99, el 99,9 o 99.99 o 99,999 por ciento, o lo que sea - debemos examinar muy específicos de la frase "fácilmente formalizable en el lenguaje de la EPT: (que sólo incluye 0,1,+,x,exponenciación, y los cuantificadores más de números enteros no negativos), que no es demostrable en pro de la EPT, y que aparece de forma explícita como una declaración en los Anales de las Matemáticas.

Así que no puedo decir todavía si de hecho tienen un contraejemplo a esta conjetura.

Por supuesto, el verdadero problema es en qué medida la EPT es suficiente para demostrar normal importantes matemáticos fundamentales declaraciones formuladas en el curso natural de las matemáticas hasta la fecha. Los Anales de Matemáticas pregunta es una pregunta de la prueba. Hay una enorme jerarquía de sucesivamente más fuertes sistemas de comenzar con la educación para todos (y algunas inferior de la EPT, pero esa es otra historia), va hasta la PA y de más allá.

El lado más fuerte del sistema normalmente se habla es SEFA = super función exponencial de la aritmética, que rodea a la función 2^[n] = 2^2^...^2, donde hay n 2. Finito Rmasey es el Teorema demostrable en SEFA. Hay mucho más sistemas después de eso, pero voy a parar aquí.

20voto

Yaakov Ellis Puntos 15470

Gowers demostrado un límite inferior de "unbounded torre de exponenciales" tamaño de Szemeredi del lema, que creo que significa esto no puede ser probado en pro de la EPT. Así que la pregunta es si en cualquiera de los documentos en los Anales de las matemáticas desde antes del año 2000 el uso de este. Una búsqueda rápida en MathSciNet produce una ponencia relativa a la Szemeredi del teorema de 1999 (Bergelson, V. Leibman, A. "Set-polinomios y polinomio de extensión de la Hales-Jewett teorema", mathscinet, eudml.) así que esto podría ser cerca de un contraejemplo, pero no sé si el gran límite inferior de Szemeredi del lema se traduce en algo grande para Szemeredi del teorema.

14voto

Xavier Nodet Puntos 2498

Colin McLarty ha actualizado su papel en las bases necesarias para la Grothendieck-estilo de la geometría algebraica. El remate es que sólo finito de orden aritmético es necesario que todos los derivados functor cohomology de la tecnología, por una arbitraria sitio pequeño.

El segundo remate es que, por supuesto, para un determinado problema de aritmética, uno sólo necesita una contables sitio, y uno puede, en principio, llegar a un límite en lo que el fin de la aritmética que uno necesita. Digo en principio porque McLarty estados que puede ser difícil de llevar a cabo la necesaria aritmética de las estimaciones para el conjunto de un extenso prueba.


Edit: McLarty ahora (1 de diciembre de 2011), dice que para los derivados functor cohomology más de un Noetherian esquema, con coeficientes en un arbitrario gavilla de módulos (en el Zariski sitio), sólo requiere de segundo orden de la aritmética. En particular, coherente cohomology cae bajo este paraguas. Esto también trae resultados en el ámbito de la inversa de las matemáticas, que se ocupa de las jerarquías de las teorías de segundo orden de la aritmética.

9voto

Paul Puntos 4500

El teorema de eliminación de corte (para, por ejemplo, la lógica clásica de primer orden) no es demostrable en$I\Delta_0+\mathrm{EXP}$ (también conocido como EFA), requiere$I\Delta_0+\mathrm{SUPEXP}$. Si bien este es un teorema de la lógica en lugar de las matemáticas convencionales, (y todo tipo de resultados relacionados) es tan importante que me sorprendería si nunca se mencionara en Annals of Mathematics. (Por otro lado, Friedman debe ser consciente de este ejemplo, por lo que presumiblemente no se debe contar por ningún motivo).

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