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Teorema de incompletitud de Gödel - pregunta sobre auto referencia

El primer teorema de incompletitud de Gödel establece que ciertos sistemas formales no pueden ser a la vez consistentes y completos al mismo tiempo. Uno podría pensar que esto es fácil de demostrar, al dar un ejemplo de una declaración autorreferencial, por ejemplo: "No soy demostrable". Pero la prueba original es mucho más complicada:

Se demostró construyendo una declaración que se refería indirectamente a sí misma como 'Esta declaración no puede ser demostrada' - para ser más precisos, dice: 'La $i$-ésima proposición no es demostrable'.

Si nos fijamos solo en esta oración, ciertamente no es autorreferencial, pero si observamos cómo se numeraron todas las proposiciones, podemos ver que $i$ es el número de la proposición anterior, por lo que la autorreferencia no es directa. ¿Es esto lo que hace que el teorema sea tan importante y la razón por la cual la prueba es tan complicada - el hecho de que declaraciones que no contienen ninguna autorreferencia directa aún pueden referirse indirectamente a sí mismas?

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DanV Puntos 281

La auto-referencia tiene un problema, si quieres pensarlo en términos de un enfoque tipo "no soy demostrable". Una fórmula bien formada no puede referirse a sí misma. Además, una fórmula no puede referirse a la meta-teoría (donde existen las pruebas).

Lo que hizo Gödel fue dos cosas:

  1. Internalizar la meta-teoría en los números naturales a través de la codificación, y mostrar que esta internalización es muy robusta.

  2. Mostrar que hay una oración con el número de Gödel $n$, cuyo contenido es exactamente "la oración codificada por $n$ no es demostrable".

La importancia radica en ambos puntos. Nos permiten acceder de manera limitada a la meta-teoría y a las pruebas; además de sortear el problema de ser una fórmula bien formada que aún se refiere a sí misma. Y si bien la importancia del teorema de incompletitud radica principalmente en el hecho de que muestra que no hay una manera razonable de tener un proceso finito de verificación de pruebas en matemáticas, y también probar o refutar cada oración; la propia demostración también es importante porque nos da la internalización de la meta-teoría en los números naturales.

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Rene Schipperus Puntos 14164

Dejemos que la fórmula $n$-ésima sea $F_n(x)$

Luego Godel toma la fórmula

$$G(y)\equiv \text{la fórmula $F_y(y)$ es no demostrable}.$$

Ahora digamos que $m$ es tal que $F_m(x)=G(x)$ entonces la fórmula auto-referencial es $$G(m).$$ Básicamente estás introduciendo el propio número de Godel de la fórmula.

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