Anhang: Gödel’scher Unvollständigkeitssatz - Skizze des Originalbeweises
Eine Zahl kann Verschiedenes repräsentieren (wenn n IN ein o IN repräsentiert, so nennt man n auch Gödelnummer von o):
die Zahl selbst (25)
eine arithmetische Aussage (5 * 5 = 25)
einen Beweis für eine arithmetische Aussage (Folge von Aussagen, abhängig von Beweissystem)
Aussagen über Beweise (z.B. Beweis mit Codierung (= Gödelnummer) x beweist Aussage mit Gödelnummer y), usw.
Gödels Trick:
Konstruiere einen Satz, der besagt, dass er selbst nicht beweisbar ist.
Vorbemerkungen
es ist entscheidbar, ob A ein Beweis für B ist (d.h. die char. Funktion f: IN IN {0,1} mit f(a,b) = 1 gdw. a Gödelnummer von Beweis für Formel mit Gödelnummer b ist, 0 sonst, ist berechenbar).
damit ist die Aussage „B ist (Gödelnummer eines) Beweis(es) für A“ arithmetisierbar, d.h. wir können das Prädikat beweist(a,b) repräsentieren, wobei a Gödelnummer eines Beweises und b Gödelnummer der durch ihn bewiesenen Aussage ist.
es ist entscheidbar, ob durch Substitution der freien Variablen in der Formel mit Gödelnummer x durch y die Formel mit Gödelnummer z entsteht (decodieren von x, Ersetzen der freien Variablen durch y, codieren, Vergleich mit z): das entsprechende Prädikat sub(x,y,z) ist damit arithmetisch repräsentierbar.
selbstsub(z,y) ist Abkürzung für sub(z,z,y): Substitution der eigenen Gödelnummer für die freie Variable in der Formel mit Gödelnummer z ergibt die Formel mit der Gödelnummer y.
Betrachte nun die Aussage:
(U) x,y [beweist(x,y) selbstsub(z,y)]
Sei g die Gödelnummer dieses Satzes. Wenn man in (U) für z g einsetzt, erhält man die Selbstsubstitution von g.
(G) x,y [beweist(x,y) selbstsub(g,y)]
Der Satz besagt: es gibt keinen Beweis für y, wobei y die Selbstsubstitution von g ist.
Es gilt aber: (G) ist selber die Selbstsubstitution von g.
Also sagt (G): (G) ist nicht beweisbar.
oder: Ich bin nicht beweisbar.
Nun gilt: Entweder (G) ist wahr: dann ist dieser Satz (G) nicht beweisbar,
=> also gibt es einen wahren Satz, der nicht beweisbar ist.
Oder (G) ist falsch: dann ist der Satz beweisbar,
=> also gibt es einen falschen Satz, der beweisbar ist.
Ausführlicher etwa in: D. Hofstätter, Gödel, Escher, Bach: An Eternal Golden Braid, 1979
|