Aritmetica come esempio di sistema formale
Costruiamo un sistema formale per l'aritmetica, cioe' un sistema di oggetti ed assiomi da cui si possa ricavare tutta l'aritmetica: aggiungiamo ai postulati di Peano alcuni assiomi che ci permettano di fare le operazioni.
Chiameremo questa teoria formale Aritmetica e per indicarla utilizzeremo il simbolo A.
Utlizziamo i simboli del linguaggio dei predicati (ripassa i simboli nella logica) cioe' con l'aggiunta dei simboli 1, +(addizione), ·(prodotto), '(successivo).
Vediamo gli assiomi di A
- A1
x y z (x = y) => ((x = z) =>(y = z))
come si legge
Cioe' se due oggetti (chiamiamoli numeri) sono uguali fra loro ed il primo e' uguale ad un terzo allora anche il secondo e'uguale al terzo
- A2
x y (x = y) => (x' = y')
Se due numeri sono uguali fra loro allora anche i successivi sono uguali fra loro
- A3
x y (x' = y') => (x = y)
Se due successivi sono uguali fra loro allora anche i numeri sono uguali
- A4
x not (1 = x')
1 non e' il successivo di nessun numero
- A5
x (x+1 = x')
Il successivo di un numero si ottiene aggiungendo 1 al numero
- A6
x y (x+y' = (x+y)')
La somma fra un primo numero ed il successivo di un secondo e' uguale al successivo della somma fra il primo ed il secondo
- A7
x (x·1 = x)
Moltiplicando un numero per 1 otteniamo sempre lo stesso numero (1 e' l'elemento neutro nella moltiplicazione)
- A8
x y (x·y' = (x·y)+x)
Il prodotto fra un numero ed il successivo di un secondo numero e' uguale al prodotto fra i due numeri sommato al primo numero
- A9
A(x) A(1) => (A(x)=>A(x'))=> x A(x)
E' il principio di induzione: data la proprieta' A(x) se essa e' vera per 1 e se essendo vera per x e' vera anche per il suo successivo allora essa e' vera per tutti i numeri
Considerando i normali assiomi della logica, i postulati esposti sopra e le regole di deduzione possiamo dimostrare tutti i possibili problemi dell'Aritmetica
Da notare che utilizzando i numeri di Gödel posso trovare un sottoinsieme di N che sia isomorfo ad A, quindi l'insieme N contiene tutta l'aritmetica come suo sottoinsieme
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