Programa de Poincaré, programa de Hilbert, y matemáticas a la Bishop

Documentos relacionados
Los fundamentos de la matemática y los teoremas de Gödel

Conjuntos Infinitos. Ramón Espinoza Armenta AVC APOYO VIRTUAL PARA EL CONOCIMIENTO

El Teorema Fundamental del Álgebra

ALGEBRA y ALGEBRA LINEAL. Primer Semestre CAPITULO I LOGICA Y CONJUNTOS.

IIC2213. IIC2213 Teorías 1 / 42

Capítulo 3. Conjuntos. Continuar

Teoría de la Probabilidad Tema 2: Teorema de Extensión

Coordinación de Matemática I (MAT021) 1 er Semestre de 2013 Semana 1: Lunes 11 Viernes 16 de Marzo. Contenidos

Algoritmos y programas. Algoritmos y Estructuras de Datos I

Índice general. I Introducción a la Lógica 3

R no es enumerable. Por contradicción, supongamos que existe una biyección f : N! R. diagonalización de Cantor. Para cada i 2 N:

Operadores lógicos y de comparación en programación. Not, and, or Ejemplos. (CU00132A)

Inteligencia artificial

DE LOS NÚMEROS NATURALES Y ENTEROS

Capítulo 4. Lógica matemática. Continuar

Volumen y conjuntos de medida cero

TEMA 1: NÚMEROS NATURALES. SISTEMA DE NUMERACIÓN

Triangularización Simultanea

MATEMÁTICAS Y LITERATURA 3

Derivadas Parciales (parte 2)

Construcción axiomática del conjunto de los números naturales a partir de una condición sobre su cardinalidad

Funciones y Cardinalidad

Lógica Proposicional. Sergio Stive Solano Sabié. Marzo de 2012

EJEMPLO DE PREGU,TAS

Introducción a la Lógica

Introducción: Proposiciones, argumentos e inferencias. Inferencias deductivas e inductivas. Deducción: Inferencias transitivas (Silogismos lineales)

Clase 1: Primalidad. Matemática Discreta - CC3101 Profesor: Pablo Barceló. P. Barceló Matemática Discreta - Cap. 5: Teoría de números 1 / 32

Complejidad computacional (Análisis de Algoritmos)

Cálculo Diferencial: Enero 2016

Una proposición es una afirmación que debe ser cierta o falsa (aunque no lo sepamos).

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE Facultad de Ciencias Económicas. Prof./Esp. Norma R. García

Tema 6: Teoría Semántica

MÉTODO NUMÉRICO HEURÍSTICO PARA EL CÁLCULO DE RAÍCES DE POLINOMIOS

UNIDAD 8 LA FILOSOFÍA EMPIRISTA

John Venn Matemático y filósofo británico creador de los diagramas de Venn

El sistema de Hilbert: Lógica de Primer Orden

Índice Proposiciones y Conectores Lógicos Tablas de Verdad Lógica de Predicados Inducción

Lógica proposicional. Ivan Olmos Pineda

GUIA DE CATEDRA Matemática Empresarial Guía N.3 F. Elaboración 09 abril /11 F. 1 Revisión 09/04/11 Pagina 1 de 8

Probabilidad y Estadística

Terminaremos el capítulo con una breve referencia a la teoría de cardinales.

Autómatas Mínimos. Encontrar el autómata mínimo. Universidad de Cantabria. Introducción Minimización de Autómatas Deterministas Resultados Algoritmo

4.12 Ciertos teoremas fundamentales del cálculo de probabilidades

Ejercicios de Lógica Proposicional *

ALGEBRA DE BOOLE George Boole C. E. Shannon E. V. Hungtington [6]

Una topología de los números naturales*

Qué son las Matemáticas? Una introducción a la Filosofía de las Matemáticas. Santiago A. Cárdenas Martín

La forma general de toda proposición categórica es la siguiente: cuantificador + sujeto + cópula + predicado

REGLAS Y LEYES LOGICAS

Asignatura: Matemática Fundamental [405036M-02] Taller 1 Lenguaje Simbólico y lógica proposicional

Métodos que devuelven valor Dado el siguiente triángulo rectángulo:

Universidad de Santiago de Chile Facultad de Ciencia Departamento de Matemática y Ciencias de la Computación

Construcción de Conjuntos B 2 [2] Finitos

Criterios de divisibilidad y Congruencias

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS Página 1

Introducción. Alfonso Cubillos. Programa de Ing. Mecánica Universidad de Ibagué. Aplicaciones computacionales de la Mecánica de Materiales

LOS AXIOMAS DE PEANO Y EL PRINCIPIO DE INDUCCIÓN MATEMÁTICA

13. Utilizar la fórmula del término general y de la suma de n términos consecutivos

ESCUELA MILITAR DE INGENIERÍA MISCELÁNEAS DE PROBLEMAS 2013 ÁLGEBRA I

encontramos dos enunciados. El primero (p) nos afirma que Pitágoras era griego y el segundo (q) que Pitágoras era geómetra.

Pablo Cobreros Tema 6. El tamaño del infinito

KURT GÖDEL: LA CUMBRE DEL IMPOSIBLE MATEMÁTICO

Probabilidad y Estadística

SOBRE LOGICA MATEMATICA. Sandra M. Perilla-Monroy. Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Santo Tomás, Bogotá, Colombia.

IDENTIDADES TRIGONOMÉTRICAS DE SUMA Y RESTA

1 LIMITES Y DERIVADAS

Teoremas de Convergencia

Matemáticas Básicas para Computación

ELEMENTOS DE LA MATEMATICA

Fundamentos de Ciencias de la Computación Trabajo Práctico N 2 Lenguajes Libres del Contexto y Sensibles al Contexto Segundo Cuatrimestre de 2002

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Semana 5: La composición como una operación

Desigualdades o inecuaciones lineales en una variable. Prof. Caroline Rodriguez Departamento de Matemáticas UPR - Arecibo

AMPLIACIÓN DE MATEMÁTICAS

TRABAJO PRACTICO Nº 1 FUNDAMENTOS DE LOGICA SIMBOLICA Y TEORIA DE CONJUNTOS

LOS NUMEROS COMPLEJOS. En cursos previos se ha visto que algunas ecuaciones polinómicas- esto es, ecuaciones de la forma:

RESPUESTAS REPARTIDO 3 PARA ESCRITO TEORICO Diego Danieli 2IA UTU BUCEO AXIOMAS - TEOREMAS CÓMO SE CONSTRUYE LA GEOMETRIA MODERNA?

2. El conjunto de los números complejos

Material diseñado para los estudiantes del NUTULA, alumnos del profesor Álvaro Moreno.01/10/2010 Lógica Proposicional

TEMA 8.- NORMAS DE MATRICES Y

SISTEMA DE MONOMIOS PARA UN CUERPO RESIDUAL REAL CERRADO

Matemáticas Discretas TC1003

Para las ecuaciones diferenciales ordinarias no lineales no existen métodos generales.

TEMA 1: SISTEMAS MODELADOS POR ECUACIONES DIFERENCIALES EN INGENIERÍA QUÍMICA. CLASIFICACIÓN. GENERALIDADES.

Máquinas de Turing IIC3242. IIC3242 Máquinas de Turing 1 / 42

Fundamentos de Matemática

Tipos de datos en S. Lógica y Computabilidad. Codificación de variables y etiquetas de S. Codificación de programas en S

Conceptos básicos estadísticos

Motivaciones históricas en la construcción de lógicas multivaluadas. Susan Haack, Filosofía de las lógicas (1978), capítulo 11

TEMARIO PRESENTACIÓN 7 MÓDULO I 17 EXPRESIONES ALGEBRAICAS 19

Diferenciabilidad en un intervalo

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS UNIDAD DE MATEMÁTICAS MAESTRÍA EN MATEMÁTICA EDUCATIVA

Pablo Cobreros Tema 7. Cuatro teoremas de la lógica de primer orden

Algoritmos y solución de problemas. Fundamentos de Programación Otoño 2008 Mtro. Luis Eduardo Pérez Bernal

Forma lógica de enunciados

Sistemas de ecuaciones

Teorema Central del Límite (1)

Conjuntos. Un conjunto es una colección de objetos. Si a es un objeto y R es un conjunto entonces por. a R. se entiende que a pertenece a R.

Maestría Enseñanza Aprendizaje de las Ciencias Básicas. Dr. Gilberto Paredes

CONTEXTO HISTÓRICO. Burguesía: reclama poder político frente a las monarquías absolutas. República de Cromwell ( )

Transcripción:

Programa de Poincaré, programa de Hilbert, y matemáticas a la Bishop Murcia, 05 de junio, 2013 H. Lombardi, Besançon Henri.Lombardi@univ-fcomte.fr, http://hlombardi.free.fr Proyecto MTM2011-25816-C02-02 Para imprimir esta charla: http://hlombardi.free.fr/publis/murciaepistemo2013doc.pdf 1

Resumen El programa de Hilbert es un intento de salvar las matemáticas cantorianas utilizando el formalismo. Desde este punto de vista, los objetos demasiado abstractos (abstractos hasta el punto de no tener una semántica clara) se sustituyen por sus descripciones formales. Su hipotética existencia se reemplaza por la no contradicción de sus contrapartes formales. Sin embargo, el programa de Hilbert en su forma finitista original fue arruinado por los teoremas de incompletitud de Gödel. 2

Resumen, 2 El programa de Poincaré propone reducir el estudio de objetos infinitos cuya semántica no está clara a sus contrapartes puramente finitas. El libro de análisis constructivo de Bishop (1967) es una especie de realización del programa de Poincaré. También del programa de Hilbert, si reemplazamos requisitos finitistas con requisitos menos estrictos, constructivos. La metodología de álgebra computacional D5 dio lugar a la idea general de reemplazar los objetos demasiado abstractos (sin existencia real) de las matemáticas cantorianas por sus aproximaciones finitas, y así obtener demostraciones constructivas de la existencia de objetos concretos cuando ésta sea la conclusión de un teorema. Ilustremos estas ideas con algunos ejemplos. 3

Poincaré sobra el Cantorismo He mencionado antes que hay que ir constantemente a los principios de nuestra ciencia y a los beneficios que puede tener el estudio de la mente humana. Esta necesidad ha inspirado dos intentos que ocupan un lugar muy importante en la historia más reciente de las matemáticas. El primero es el Cantorismo que devolvió a la ciencia los servicios que conocemos. Cantor introdujo en la ciencia una nueva forma de considerar el infinito matemático... Una de las características del Cantorismo es que en lugar de ascender construyendo edificios cada vez más complicados y de definir por construcción, parte del genus supremum y define sólo per genus proximum et differentiam specificam, como habrían dicho los escolásticos 4

Poincaré sobra el Cantorismo, continuación De ahí el horror que inspira a veces a algunas mentes, a Hermite por ejemplo, cuya idea favorita era comparar las ciencias matemáticas con las ciencias naturales. Para la mayoría de nosotros estos prejuicios se han disipado, pero a cambio nos enfrentamos a algunas paradojas, algunas contradicciones aparentes, que habrían alegrado a Zenón de Elea y la escuela Megara. Y entonces se busca el remedio... Cualquiera que sea el remedio adoptado, podemos prometer la alegría del médico llamado a seguir un caso patológico hermoso. in: l avenir des mathématiques, 1908 5

Poincaré y los axiomas de Zermelo Sr. Zermelo quiso construir un sistema perfecto de axiomas, pero estos axiomas no pueden considerarse como decretos arbitrarios, ya que haría falta demostrar que estos decretos no son contradictorios, y que, una vez hecha tabula rasa, no tenemos nada sobre que construir una demonstración similar. Esto requiere que estos axiomas sean evidentes por sí mismos. Pero qué mecanismo les generó? Se tomaron axiomas verdaderos para colecciones finitas que no podían extenderse en su totalidad a conjuntos infinitos. Sólo se hizo esta extensión para algunos, elegidos más o menos arbitrariamente. En mi opinión [...] ninguna proposición sobre conjuntos infinitos puede ser obvia por definición. in: la logique de l infini, 1909 6

El programa de Poincaré Por lo que a mí respecta, propondría seguir las siguientes reglas: 1. Considerar sólo objetos susceptibles de ser definidos en un número finito de palabras. 2. No perder de vista jamás que toda proposición sobre el infinito debe ser la traducción, el enunciado abreviado, de proposiciones sobre lo finito. 3. Evitar clasificaciones y definiciones no predicativas. in: la logique de l infini, 1909 7

El programa de Hilbert Hilbert admite las críticas de Poincaré y Brouwer. Pero lo que le importa es sobre todo hacer matemáticas. Sin embargo dijo que las matemática son más fáciles de hacer en el paraíso de Cantor que en el infierno de Brouwer. Hilbert defiende el siguiente lenguaje: en última instancia, poco nos importa saber si existe el infinito actual o no, si la hipótesis del continuo tiene sentido o no; lo que nos importa es si, con la teoría de conjuntos infinitos, se garantiza no demostrar afirmaciones que tienen sentido, pero que son falsas. Esta es exactamente la misma actitud hacia los números imaginarios utilizados para obtener la raíz real de una ecuación cúbica: lo importante sobre todo es que, una vez llevado a cabo todo el proceso y los números imaginarios evaporados, el resultado sea correcto. 8

El programa de Hilbert, continuación En otras palabras, si pudiéramos reducir el infinito matemático a una mera forma de hablar, estaríamos totalmente satisfechos. Al no poder aclarar la semántica de conjuntos infinitos, por lo menos tratamos de entender su sintaxis: entender qué hacemos exactamente cuando usamos conjuntos infinitos en las matemáticas. Esta posición de retorno puede parecer alarmante, porque implica aritmetizar las matemáticas de una manera radical: el estudio de una teoría formal se reduce al estudio de una sola función recursiva primitiva N N: la función que enumera los números de los teoremas de la teoría. 9

El fracaso del programa de Hilbert Los teoremas de incompletitud de Gödel 1) Ninguna teoría formal puede describir completamente el más simple de los infinitos: N. 2) Para demostrar que una teoría formal suficientemente expresiva es consistente, necesitamos métodos más potentes que las codificadas en la teoría formal. 10

Las virtudes del programa de Hilbert 1) Un nuevo campo de las matemáticas: la lógica matemática 2) Esto nos lleva a una aclaración decisiva de Brouwer y Heyting: la distinción entre la lógica de las matemáticas constructivas (intuicionista) y la lógica clásica, que acepta la idea de la verdad absoluta a priori: una propiedad con un significado claro es verdadera o falsa en términos absolutos (Principio del Tercero Excluido). 3) El deseo de encontrar una manera convincente de justificar las idealidades cantorianas. Esto es lo que hacemos hoy, reemplazando requisitos finitistas del programa de Hilbert por requisitos constructivos o algorítmicos. 11

El análisis constructivo à la Bishop En Foundations of Constructive Analysis (1967), Errett Bishop desarrolla una versión constructiva de la teoría de conjuntos, con la cual estableció un nuevo tipo de programa de Hilbert. Demuestra en un marco totalmente constructivo lo esencial de los teoremas que fundamentan el análisis real y complejo (lo que se enseña hoy en Máster). Se trata de un marco matemático minimalista porque las demonstraciones son aceptadas tanto por el matemático convencional, como por todas las variantes de las matemáticas constructivas. 12

El programa de Poincaré factible? De hecho, Bishop realizó el programa de Poincaré. Todos los objetos habituales del análisis, infinitos por definición (números reales, espacios funcionales...), se manejan en los algoritmos a través de sus aproximaciones finitas. Estas matemáticas no son las que se ejecutan en el ordenador, ya que la complejidad de los algoritmos es a menudo demasiado grande. Sin embargo proporcionan la base teórica en la cual se fundamenta el análisis numérico. 13

Algunas otras referencias Weyl H. Le continu et autres écrits. Traduits et commentés par Jean Largeault. Librairie Vrin (1994). Feferman S. In the Light of Logic. Oxford University Press, (1998). Dowek G. Les métamorphoses du calcul. Une étonnante histoire de mathématiques, Le Pommier. (2007). Coquand T. La contribution de Kolmogorov en logique intuitionniste. dans: L héritage de Kolmogorov en mathématiques. Charpentier E., Lesne A., Nikolski N. (eds). Belin, Paris (2004). Lombardi H. Épistémologie mathématique, Ellipse. (2011). Mines R., Richman F., Ruitenburg W. A Course in Constructive Algebra. Universitext. Springer-Verlag, (1988) Lombardi H., Quitté C. Algèbre Commutative, Méthodes Constructives. Calvage & Mounet, (2011). 14

Vamos a la pizarra a ver algunos ejemplos à la D5 15