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VERDADES NO DEMOSTRABLES:
                    TEOREMAS DE GÓDEL Y SUS GENERALIZACIONES

                                            BALTASAR RODRÍGUEZ-SALINAS
                                               Real Academia de Ciencias

    Si se nos preguntase cuáles son las contribuciones más
 importantes a las matemáticas en el siglo XX, contestaría-
 mos que son la creación o descubrimiento de la teoría de
 conjuntos por G. Cantor y los teoremas de incompletitud
 de K. Godcl.
    La teoría de conjuntos con sus paradojas dio un gran im-
 pulso a los fundamentos de las matemáticas y a la noción
de verdad.
    Las matemáticas se fundamentan en la verdad, pero no
en una verdad cualquiera de carácter relativo, sino en una
de carácter absoluto. Sin embargo, últimamente han sur-
gido dudas de si existe esa verdad.
    Si no existe la verdad, la frase «no existe la verdad» se-
 ría verdadera en contra de la suposición de que no existe
la verdad. Esta contradicción sería para muchos una de-
mostración de que existe la verdad. Pero si reflexionamos
podemos llegar más lejos, puesto que se debería admitir
que si no existe la verdad tampoco existiría la mentira y
estaríamos en un mundo caótico en contra de todo lo que
percibimos y en donde la mentira sería la verdad.
    Si nos piden un ejemplo de verdad absoluta, daríamos
como tal las proposiciones de la aritmética. Sus verdades
las conocemos por la intuición razonable, de modo que me-
diante la lógica podemos deducir los teoremas a partir de
los axiomas. Antes de Gódel, incluido Hilbert, se creía
que todas las verdades de la aritmética eran demostrables.
Pero Gódel demostró en 1931 que existen verdades arit-
méticas no demostrables, entre ellas la consistencia o no                                     Georg Cantor.
contradicción de la aritmética.
    La existencia de verdades no demostrables tiene una               considera que no existe. Es más, el empleo de la lógica
aplicación importantísima en la teología, puesto que Dios             viene a ser un reconocimiento implícito de la existencia de
es una verdad no demostrable, como lo prueba la expe-                 la verdad.
riencia y el fracaso de demostraciones contundentes, ad-                 Nuestra mente capta las verdades mediante la intuición
mitidas por todos, de la existencia de Dios. Para demos-              razonable y la lógica. La intuición razonable es un don
trar la existencia de Dios tenemos que basarnos en una                que está muy dentro de nuestro ser y procede de fuera y que
verdad lógicamente equivalente que no puede ser más que               captamos mediante la reflexión. Y la lógica es un don
la misma Verdad porque Dios es la Verdad.                             que conocemos por la palabra y el lenguaje.
   Se han hecho intentos de demostrar la no existencia de                Usualmente, las matemáticas se basan en los axiomas.
Dios, pero si se identifica Dios con la verdad, ello es ra-           De los axiomas se deducen los teoremas mediante las re-
dicalmente imposible. Porque si no existiese la verdad, la            glas deductivas o de inferencia. Es claro que el conjunto
lógica caería en defecto por basarse en la verdad que se              de reglas deductivas debe ser no vacío y finito para que pue-


                                                                 57
BALTASAR RODRÍGUEZ-SALINAS


                                                              liza la numeración usual con base 10, pero también se
                                                              puede utilizar cualquier otra base, como por ejemplo 2,
                                                              como ocurre en la informática. Surge ahora la pregunta,
                                                              si el cardinal del conjunto R de los números reales es igual
                                                              que el del conjunto de los números naturales. Cantor pro-
                                                              bó, utilizando la teoría de conjuntos, que ambos son dis-
                                                              tintos, mientras que el conjunto de los números natura-
                                                              les es numerable. Pero la pregunta vuelve a surgir si sólo
                                                              se admiten demostraciones dentro de la aritmética. La
                                                              contestación es que dentro de la aritmética no se puede de-
                                                              mostrar que el conjunto de los números reales no es con-
                                                              table.
                                                                 Un sistema de axiomas se dice que es consistente cuan-
                                                              do en el sistema lógico T (A) de los teoremas de A no hay
                                                              contradicción, esto es, si T (A) no contiene a la vez un
                                                              teorema P y su negación -iP = no P.
                                                                 El sistema lógico de la aritmética So admite un sistema
                                                              de axiomas finito Ao tal que, según el primer teorema de
                                                              incompletitud de Gódel existe una proposición indecidi-
                                                              ble P; es decir, que no se puede demostrar P ni su nega-
                                                              ción. Es claro que, si existe la verdad en las matemáticas,
                                                              por el principio del tercio excluso, Po su negación es ver-
                                                              dadera. Más adelante vamos a dar una idea de la demos-
                                                              tración de este teorema de Gódel.
                                                                 La existencia de la verdad en las matemáticas es una
                                                              cuestión muy delicada que requiere una reflexión que va-
                                                              mos a desarrollar a continuación.
             K. Gódel (izquierda) junto a A. Einstein.
                                                                 En el análisis matemático se prueba utilizando la teoría
                                                              de conjuntos que existe una medida, llamada de Lebesgue,
da ser manejable por el hombre. Dado un conjunto A de con propiedades muy atrayentes y fecundas sobre una cla-
axiomas y prefijadas las reglas deductivas, denotaremos se muy amplia de subconjuntos de la recta real IR, llama-
por T {A) el conjunto de los teoremas de A. Este conjun- dos medibles Lebesgue. Esta medida para un intervalo
to, si A es finito, es numerable. Entonces T(A) es el sis- coincide con su longitud y es tal que la clase de los con-
tema lógico o teoría generado por A.                          juntos medibles Lebesgue es cerrada por la unión e inter-
  Dos conjuntos finitos se dice que tienen el mismo nú-
mero cardinal si se puede establecer una correspondencia
biyectiva (o uno a uno) entre ambos. De la misma manera,
como se puede establecer una correspondencia biyectiva
entre el conjunto M de los números naturales y el con-
junto 2N formado por los números pares asignando a
cada número natural n el número par 2«, diremos que N
y 2N tienen el mismo cardinal. De manera general, un
conjunto se dice numerable si tiene el mismo número car-
dinal que el conjunto t^l y contable si es finito o numera-
ble. Se puede probar que todo subconjunto de N es con-
table. Los conjuntos infinitos están caracterizados por la
propiedad de no ser coordinables con ninguna de sus par-
tes propias, por lo que en el sentido de la cardinalidad
todo conjunto finito es mayor que cualquiera de sus partes
propias. Esto no pasa con N, que tiene el mismo cardinal
que 2N, y en general con todos los subconjuntos infinitos.
  Como se sabe, la diferencia de dos números naturales es
un número entero y el cociente de dos números enteros
es un número racional cuando el divisor es distinto de
cero. Los números reales surgen como una sucesión de nú-
meros racionales, pero intuitivamente son números deci-
males con infinitas cifras detrás de la coma. Esto si se uti-                      Henri-León Lebesgue.



                                                           58
VERDADES NO DEMOSTRABLES: TEOREMAS DE GODEL Y SUS GENERALIZACIONES

sección contable de conjuntos y también por la diferen-
cia. Pues bien, del axioma de elección se deduce que exis-
te un conjunto A no medible Lebesgue de la recta real IR
y, por otra parte, según el axioma de Solovay todo sub-
conjunto A de IR es medible Lebesgue. Esto debe asom-
brar a cualquiera. Pero además ocurre que el axioma de elec-
ción es consistente con la axiomática de Zermelo-Fraenkel
y, por otra parte, el axioma de Solovay es también con-
sistente con esta axiomática de la teoría de conjuntos más
la existencia de un cardinal inaccesible. Entonces la unión,
o mejor la conjunción, del axioma de elección, del axio-
ma de Solovay y de la axiomática de Zermelo-Fraenkel es
inconsistente por contener una contradicción. Esto no
es posible si existe la verdad matemática y fueran verdade-
ros el axioma de elección y el axioma de Solovay. Luego, si
existe la verdad en las matemáticas, existen sistemas con-
sistentes de axiomas, que contienen axiomas no verdaderos.
   Aunque no es necesario conocer en qué consiste el axio-
ma de elección para comprender la parte esencial de lo
que hemos dicho, vamos a exponerlo. Dada una familia
de conjuntos disjuntos y no vacíos, el axioma de elección
expresa que existe un conjunto formado por un elemen-
to y sólo uno de cada uno de dichos conjuntos.
   La existencia de conjuntos no medibles Lebesgue del
                                                                                   A. Tarski (izquierda) junto a K. Godel.
espacio IR3 queda patente de manera muy sugestiva por la
paradoja de Banach-Tarski, consecuencia del axioma de
elección, que consiste en poder descomponer una bola                 Conviene recordar que el primer teorema de incompleti-
como un guisante en un número finito de partes para re-              tud de Godel afirma que si A es un sistema lógico con-
componer una bola como el Sol. Aunque en el caso del pla-            sistente con ciertas propiedades (en concreto, si es finita-
no IR2 existen igualmente conjuntos no medibles Lebes-               mente axiomatizable) y, por tanto, contable, que contiene
gue, esta descomposición no es posible por existir una               los axiomas de la aritmética, entonces existe una propo-
medida finitamente aditiva sobre todos los conjuntos de              sición verdadera que no es un teorema de A.
R2, que es una extensión de la medida de Lebesgue, como                 De otro modo, sea A un sistema de axiomas consisten-
se prueba mediante el teorema de Hahn-Banach.                        te y contable. Entonces, si la frase «la clase de las propo-
   Como hemos visto, existen sistemas de axiomas que son             siciones verdaderas no es un conjunto contable» es una
consistentes pero que contienen proposiciones no verda-              proposición verdadera P, se sigue de igual forma que an-
deras. En concreto, una de dos, o el axioma de Solovay es            teriormente que existe una proposición verdadera que no
falso o el axioma de elección es falso. Por tanto, la consis-        es un teorema de A, porque en el peor de los casos dicha
tencia de un sistema de axiomas es necesaria para que di-            proposición Tosería una proposición verdadera que no es
chos axiomas sean todos verdaderos, pero no es suficien-             un teorema de A. Esta proposición está casi dentro del
te. Esto justifica que como L. E. J. Brouver, aunque desde           sistema lógico T{A), generado por./!, porque sólo se uti-
otro punto de vista, digamos que «La certeza es más im-              liza en ella la intuición de que la clase de las proposicio-
portante que la consistencia». Probablemente, el sistema de          nes verdaderas no es contable. Es claro que si esto fuese cier-
axiomas ZF+noCH es consistente pero no verdadero.                    to o no se aceptase, sólo existiría un solo número cardinal
  Ahora vamos a dar una idea de la anunciada demostra-               infinito verdadero: el %> Y se renegaría de la obra de Cantor.
                                                                                             )
ción del primer teorema de incompletitud de Godel, si bien              Como se sabe, la proposición de que el conjunto de los
para mayor sencillez en primer lugar desarrollaremos otra.           números reales no es contable es una consecuencia de la
   Sea A un sistema de axiomas finito o contable consis-             compleción del conjunto de los números racionales y
tente y supongamos que la frase «el conjunto de los nú-              de un razonamiento análogo al que establece el teorema de
meros reales no es contable» es una proposición verdade-             Baire. Por otra parte, si se admite que el conjunto de los
ra. Entonces, si esta proposición P es un teorema de A,              números reales es contable, resulta que la medida de Le-
siendo T {A) contable, se sigue que existe un número real            besgue sobre IR como suma de las medidas de sus sub-
que es una proposición verdadera que no es un teorema                conjuntos unitarios es nula, con lo cual quedaría destrui-
de A (conviene tener en cuenta que todo número real a                da gran parte de las matemáticas. Por tanto, la lógica
se identifica con la proposición a = a). Por otra parte, si          matemática de primer orden de la teoría de la computabi-
P no es un teorema de A, resultaría que la misma P sería             lidad es insuficiente para el desarrollo y estudio de las ma-
una proposición verdadera que no es un teorema de A.                 temáticas. Por otra parte, la gran acogida filosófica que


                                                                59
BALTASAR RODRÍGUEZ-SALINAS

ha tenido el teorema de Gódel en condiciones generales          exactamente bien definido. Afirma que la x-ésima de-
que se salen de su marco primitivo, impulsa a estudiar su       mostración es realmente una demostración de la propo-
generalización dentro del análisis matemático.                  sición que constituye Pu[.) aplicada al propio valor w. El
  Ahora vamos a dar, por fin, la idea de la anunciada de-       cuantificador existencial negado, fuera del paréntesis, sir-
mostración clásica del primer teorema de incompletitud          ve para eliminar una de las variables («no existe x tal
de Gódel. La idea central es sencilla, bella y profunda. La     que...»), de modo que nos queda una función proposi-
parte complicada consiste en codificar realmente las reglas     cional aritmética que sólo depende de una sola variable w.
de inferencia del sistema formal, y también el uso de sus       La expresión global afirma que no existe demostración de
diversos axiomas, en operaciones aritméticas. Considere-
mos ahora las funciones proposicionales que dependen              Como hemos indicado, todas las funciones proposi-
de una sola variable. Sea Pn la «-ésima de estas funciones      cionales que dependen de la variable w se pueden codifi-
proposicionales. Si P,,(w) es sintácticamente correcta será     car, de modo que la que acabamos de escribir debe tener
algún enunciado aritmético concreto perfectamente bien          asignado un número natural n. Por consiguiente:
definido que concierne a los dos números naturales ny w.
Cuál sea exactamente este enunciado dependerá de los                      -i 3 x[nv demuestra Pu. (w)}= Pn (w)
detalles del sistema de numeración específico que hayamos
elegido. Esto pertenece a la parte complicada del argu-          Examinemos ahora esta función para el valor particular
mento y no nos interesa aquí. Las cadenas de proposicio-        w= n. Entonces:
nes que constituyen una demostración de algún teorema
en el sistema pueden ser etiquetadas también mediante                      -. 3 x[Uxdemuestra P,, («)]= P,, (n)
números naturales utilizando el esquema de ordenación ele-
gido. Denotaremos por II,, la w-ésima demostración.                La función específica P,,(n) es un enunciado perfecta-
  Consideremos ahora la siguiente función proposicio-            mente bien definido en la aritmética (sintácticamente co-
nal que depende del número natural w:                            rrecto). Aunque P,,{n) es sólo una proposición aritmética,
                                                                la hemos construido de modo que afirma lo que se ha
              -i 3 x[Ylt demuestra Pu¡ (w)]                     construido en el lado izquierdo: «no existe demostración
                                                                dentro del sistema, de la proposición Pn(n)». Entonces no
  El enunciado dentro del paréntesis cuadrado se da par-         puede haber ninguna demostración de esta P,,(n) dentro
cialmente en palabras, pero es un enunciado perfecta y          del sistema. En efecto, si hubiera tal demostración, el sig-
                                                                nificado del enunciado que P,,{n) realmente afirma, a sa-
                                                                ber, que no existe demostración, sería falso, de modo que
                                                                 P,,{n) tendría que ser falsa como proposición aritmética.
                                                                Así hemos encontrado una proposición verdadera que no
                                                                tiene demostración dentro del sistema. Es claro que sien-
                                                                do entonces -*Pn («) una proposición falsa no se puede de-
                                                                mostrar tampoco dentro del sistema. Así, ni P,,(n) ni su
                                                                negación ^Pn («) son demostrables dentro del sistema.
                                                                   El primer hecho descubierto por Gódel fue que el con-
                                                                junto S de (los números de Gódel de) las proposiciones ver-
                                                                daderas en N de la aritmética no era definible, dentro del
                                                                modelo estándar N, por una fórmula aritmética con una
                                                                sola variable libre. El motivo estaba en la posibilidad de
                                                                construir una proposición aritmética cuyo significado era
                                                                «esta proposición es falsa en N», con lo que se caía en la
                                                                misma contradicción que en la antigua paradoja de Epi-
                                                                 ménides. Este resultado se conoce hoy como metateorema
                                                                de Tarski de indefinibilidad de la verdad dentro de un
                                                                lenguaje formal adecuado.
                                                                   Un análisis de la demostración del primer teorema de
                                                                incompletitud de Gódel condujo a éste y, de manera in-
                                                                dependiente a Von Neumann, al llamado segundo teore-
                                                                ma de incompletitud. En efecto, la formalización del pri-
                                                                mer teorema muestra que la única hipótesis sobre el sistema
                                                                lógico es su propia consistencia, de modo que, si la con-
                                                                sistencia de una aritmética suficientemente fuerte o exi-
                                                                gente fuera demostrable dentro de esa misma aritmética,
                   John von Neumann.                            entonces la proposición indecidible sería demostrable a


                                                           60
VERDADES NO DEMOSTRABLES: TEOREMAS DE GODEL Y SUS GENERALIZACIONES

 su vez. La consecuencia es inmediata: si la aritmética en
 cuestión es consistente, entonces dentro de ella misma no
 es demostrable esa consistencia. Este profundo resultado
 venía a resolver negativamente el problema planteado por
 Hilbert de demostrar por métodos finitarios la consis-
 tencia de la aritmética, puesto que los métodos finitarios
quedan incluidos dentro de la aritmética.
   La veracidad dada a las proposiciones aritméticas varía
 desde un carácter absoluto a un carácter relativo relacionado
con su consistencia, pero ya hemos visto que existen algu-
 nos sistemas lógicos consistentes que contienen proposi-
ciones no verdaderas. Más aún, B. Russell interpretó la de-
mostración del teorema de Godel como una prueba de la
 inconsistencia de la aritmética. En efecto, con las nota-
ciones empleadas anteriormente, podríamos haber inter-
pretado /*„(«) como una proposición falsa que se puede
demostrar mediante una FIV. Pero esto nos lleva a un mun-
do caótico en el que evidentemente no estamos. Es más,
nuestra intuición matemática nos lleva a dar un carácter
absoluto a la veracidad de las proposiciones aritméticas.
   Como Hilbert, pensamos que nadie puede expulsarnos
del paraíso que Cantor ha creado, mejor encontrado, para
nosotros. Pero tampoco puede quitarnos las ideas que sugieren
los teoremas de incompletitud de Godel. Efectivamente, an-
tes de Cantor, había el Homo sapiens, pero con los números
transfinitos surge el Homo trans-sapiens. Por ello vamos a
dar una idea de los números ordinales transfinitos. Empe-                                     Bertrand Russell.

cemos para ello poniendo a continuación de los números na-
turales 1,2,..., n,... el elemento o número ordinal co y a con-       junto de los teoremas de LJ|i<rl 5|¡ U i Ta], tratado formal-
tinuación to + 1,..., w + n,..., 2CÜ, ..., níú,..., cu", ...,demodo   mente Ta como si fuera una proposición. Entonces el sis-
que si hemos construido un segmento S de ellos, pon-                  tema total S= U(, Sa, que por ser sugerido por Godel lla-
dríamos a continuación un nuevo ordinal a. De esta for-               maremos gódelización de la aritmética, debe existir y ser
ma, el conjunto Si% de los números ordinales menores que              consistente por la veracidad de la aritmética, de modo que
a tiene la propiedad que todo subconjunto no vacío de                 llamaremos proposición verdadera a toda P G S. La in-
Sa tiene un primer elemento, propiedad que caracteriza                tuición gódeliana nos dice que ningún Sn debe ser un sis-
a los conjuntos bien ordenados. Pues bien, la entrada a               tema lógico completo y, por tanto, la familia (5,,) debe ser
este paraíso está prohibida al formalismo porque los nú-              estrictamente creciente.
meros ordinales no se admiten en él como proposiciones                   Se puede demostrar utilizando la codificación de Godel
verdaderas.                                                           y ordenaciones lexicográficas que 5se puede bien ordenar
   Es corriente identificar todo número ordinal a con el              de modo que a cada proposición PE: Sse puede asignar
conjunto formado por todos sus anteriores. Veamos cómo                inyectivamente un número ordinal o(P). Como conse-
se pueden obtener dichos números dentro de las ideas de               cuencia de ello se puede demostrar la siguiente generali-
Godel.                                                                zación esperada del teorema de Godel:
   Sea Sn el sistema lógico de la aritmética. Entonces, como
todas las proposiciones de Sn son verdaderas, se intuye                     El enunciado E(A) de la consistencia de un conjunto A C S
que el enunciado 7j de la consistencia de Sa es verdade-                  de axiomas es una proposición verdadera que no es un teo-
ro. Sea S¡ el sistema lógico definido por el sistema de axio-             rema de A.
mas formado por las proposiciones de Sn y T¡. Proce-
diendo por inducción, supuestos construidos 5,,, ..., £„_,              Dicha demostración se basa en el principio de inducción
y las proposiciones verdaderas 7",, ..., T^,, se define TH            transfinita, pero se pueden dar otras demostraciones uti-
como el enunciado de la consistencia de LJA<!, Sk, el cual            lizando el lema de Zorn o bien sólo la axiomática de Zer-
también por la veracidad de la aritmética debe ser una                melo-Fraenkel.
proposición verdadera, y se define S,, como el conjunto                  El proceso anterior aplicado al sistema lógico Sn de la arit-
de los teoremas de UA<,, SK U {T}. Este proceso se puede              mética se puede generalizar aplicándolo a un sistema ló-
extender por inducción transfinita definiendo para cada               gico S'n no disjunto con 50, que sea un conjunto con tal
ordinal a un sistema lógico Stí de modo que cada Ta es el             que se admita el anterior teorema generalizado de Godel.
enunciado de la consistencia de U|,<f< S{i y cada Sn es el con-       Enronces se obtiene un sistema lógico total S'. Pues bien,


                                                                 61
BALTASAR RODRÍGUEZ-SALINAS

el resultado más destacado es que 5"= S; en otras pala-            cho a ella. El hecho de que suponiendo realizable la gó-
bras, que sólo hay una verdad en las matemáticas, ya que           delización S de la aritmética se tenga en las condiciones in-
las proposiciones verdaderas de Sy S'son las mismas.               dicadas la unicidad S'= Sde la verdad matemática, nos
   Vamos a dar una idea de la demostración de dicha uni-           indica que efectivamente estamos en el camino adecuado
cidad. Si S"= Sf] S'es un conjunto, se sigue la contra-            señalado por la intuición. Lo importante es conocer la
dicción de que el enunciado E(S") de la consistencia de            verdad, no el camino por el que se llega a ella, aunque
 S" = Sf] S'es una proposición verdadera en S y S'y, por           este camino puede ser interesante. El preocuparse de los
tanto, perteneciente a 5", que no es un teorema de S", lo          métodos seguidos en las demostraciones es importante,
cual no es posible por ser S"un sistema lógico. Entonces,          pero no debe ser una barrera para llegar a la verdad. Para
 5"= S f] S no es un conjunto, de donde teniendo en                esto nos bastan una intuición bien adiestrada, una refle-
cuenta que es 5"un sistema lógico tal que E(P) G 5"para            xión rigurosa y una belleza profunda.
toda proposición P E S", se sigue del teorema generaliza-             La aparición de paradojas cuando se emplea la verdad
do de Gódel que S= S"= S'.                                         absoluta hay que atribuirla a que se emplea en un senti-
   Así, si existe la verdad, la verdad es única. Pero la ver-      do abstracto. La verdad absoluta sólo tiene sentido cuando
dad se intuye y es un don: no se demuestra ni se puede             se aplica en un sentido concreto. Esto se ve de manera
demostrar. Es más, si se pudiese demostrar la existencia           muy clara con el axioma de las paralelas de la geometría
de la verdad, ella sería seguramente falsa porque está muy         que no es cierto ni falso, todo depende de la geometría que
por encima de nuestras mentes. Lo que hemos dicho para             se considere. Igualmente, el argumento empleado por
la verdad, podríamos decirlo para Dios.                            B. Russell en su paradoja se debe a que se aplica a universos
   Justamente, Hilbert había descubierto que con respecto a        abstractos, no concretos. El carácter abstracto de las ma-
una axiomática general la verificación de la consistencia in-      temáticas tiene muchas ventajas, porque con él se alcan-
terna en cuanto al contenido sólo podría ser relativa; es de-      za gran generalidad, pero es causa de paradojas. Esto jus-
cir, sólo podría ser decidida mediante la construcción de un       tifica el platonismo de las matemáticas, no olvidando que
modelo. Pero como a su vez los elementos de este modelo son        los objetos matemáticos tienen un significado sin el cual
de tipo matemático, la consistencia de una teoría se reduce        las verdades pueden dejar de serlo.
a la de otra. Nosotros decididamente, como hemos visto, si-           El planteamiento de esta conferencia está de acuerdo
guiendo las ideas de Gódel profundizamos y repetimos in-           con la perspectiva platónica de las matemáticas. Mientras
definidamente este proceso en el transfinito teniendo como         que un formalista es libre de crear cualquier sistema lógi-
fruto la consistencia de los sistemas construidos, que todos       co consistente, un platónico como Gódel sostenía que
son iguales, esto es, que no hay más que una sola verdad en        sólo un sistema de axiomas captaba las verdades que exis-
las matemáticas. Resultando como consecuencia de la bue-           tían en el mundo platónico. Nuestros resultados, obteni-
na ordenación del sistema total S, que el axioma de Solovay        dos utilizando la generalización del segundo teorema de
no pertenece a 5, lo cual expresaremos diciendo que es falso.      incompletitud de Gódel para conjuntos basados en la in-
   Como consecuencia de estos resultados, llamaremos or-           tuición gódeliana con la que se establece el que llamamos
den de inconsistencia de un sistema lógico S'o al menor            «axioma de la consistencia», confirman dicha opinión.
ordinal a, si existe, tal que, con notaciones análogas a las       Y es que el carácter absoluto de la verdad matemática y la
anteriores, 5^ es inconsistente. En el caso que todo sistema       consistencia platónica de los conceptos matemáticos son
lógico S'a sea consistente diremos que S'o es casi verdade-        esencialmente una misma cosa.
ro, reservando el nombre de verdadero cuando además                   Nuestro espíritu debe ser como el que Hilbert mani-
S'o contiene los axiomas de la aritmética. De manera aná-          festó en su Debemos saber. Sabremos, incorporando a la
loga se llama orden de inconsistencia de un sistema de             ciencia y a las matemáticas el paraíso de Cantor y también
axiomas A el orden de inconsistencia, si existe, del siste-        el sugerido por las ideas de Godel.
ma lógico T(A) de los teoremas de A.
   Vamos a examinar esto. Dada una proposición P, sea
S'o el sistema lógico generado por Py los axiomas Aa de
la aritmética. Entonces, si existe un ordinal a tal que S'a                               BIBLIOGRAFÍA
es inconsistente, resulta que Pes una proposición falsa; esto
es, no pertenece a S. Por el contrario, si todo sistema ló-        1. Barrow, J. D. (1996) La trama oculta del universo. Crí-
gico S'a es consistente, siendo S'= U(, S'a = S, se sigue que         tica. Ed.: Grijalbo Mondadori, S. A., Barcelona.
PE. S, es decir, que Pes una proposición verdadera.                2. Gódel, K. (1986) Collected Works-Volume I: Publica-
   En particular, si P es el axioma de Solovay, como P es             tions 1929-1936. Ed.: Oxford Univ. Press.
inconsistente con la buena ordenación de IR, resulta que           3. Penrose, R. (1991) La nueva mente del emperador. Ed.:
el orden de inconsistencia de Pes menor o igual que el pri-           Mondadori España, Madrid.
mer ordinal a tal que el cardinal de {{i : f$ < a} es igual que    4. Rodríguez-Salinas, B. (Preprint) A proof offundamen-
el cardinal fde R.                                                    tal theorem ofMathematics.
   Desde luego, la verdad es inaccesible al lenguaje y a la        5. Rodríguez-Salinas, B. (Preprint) There is only one truth
razón del hombre, pero la intuición nos aproxima mu-                  in Mathematics.


                                                              62

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Verdades no demostrables

  • 1. VERDADES NO DEMOSTRABLES: TEOREMAS DE GÓDEL Y SUS GENERALIZACIONES BALTASAR RODRÍGUEZ-SALINAS Real Academia de Ciencias Si se nos preguntase cuáles son las contribuciones más importantes a las matemáticas en el siglo XX, contestaría- mos que son la creación o descubrimiento de la teoría de conjuntos por G. Cantor y los teoremas de incompletitud de K. Godcl. La teoría de conjuntos con sus paradojas dio un gran im- pulso a los fundamentos de las matemáticas y a la noción de verdad. Las matemáticas se fundamentan en la verdad, pero no en una verdad cualquiera de carácter relativo, sino en una de carácter absoluto. Sin embargo, últimamente han sur- gido dudas de si existe esa verdad. Si no existe la verdad, la frase «no existe la verdad» se- ría verdadera en contra de la suposición de que no existe la verdad. Esta contradicción sería para muchos una de- mostración de que existe la verdad. Pero si reflexionamos podemos llegar más lejos, puesto que se debería admitir que si no existe la verdad tampoco existiría la mentira y estaríamos en un mundo caótico en contra de todo lo que percibimos y en donde la mentira sería la verdad. Si nos piden un ejemplo de verdad absoluta, daríamos como tal las proposiciones de la aritmética. Sus verdades las conocemos por la intuición razonable, de modo que me- diante la lógica podemos deducir los teoremas a partir de los axiomas. Antes de Gódel, incluido Hilbert, se creía que todas las verdades de la aritmética eran demostrables. Pero Gódel demostró en 1931 que existen verdades arit- méticas no demostrables, entre ellas la consistencia o no Georg Cantor. contradicción de la aritmética. La existencia de verdades no demostrables tiene una considera que no existe. Es más, el empleo de la lógica aplicación importantísima en la teología, puesto que Dios viene a ser un reconocimiento implícito de la existencia de es una verdad no demostrable, como lo prueba la expe- la verdad. riencia y el fracaso de demostraciones contundentes, ad- Nuestra mente capta las verdades mediante la intuición mitidas por todos, de la existencia de Dios. Para demos- razonable y la lógica. La intuición razonable es un don trar la existencia de Dios tenemos que basarnos en una que está muy dentro de nuestro ser y procede de fuera y que verdad lógicamente equivalente que no puede ser más que captamos mediante la reflexión. Y la lógica es un don la misma Verdad porque Dios es la Verdad. que conocemos por la palabra y el lenguaje. Se han hecho intentos de demostrar la no existencia de Usualmente, las matemáticas se basan en los axiomas. Dios, pero si se identifica Dios con la verdad, ello es ra- De los axiomas se deducen los teoremas mediante las re- dicalmente imposible. Porque si no existiese la verdad, la glas deductivas o de inferencia. Es claro que el conjunto lógica caería en defecto por basarse en la verdad que se de reglas deductivas debe ser no vacío y finito para que pue- 57
  • 2. BALTASAR RODRÍGUEZ-SALINAS liza la numeración usual con base 10, pero también se puede utilizar cualquier otra base, como por ejemplo 2, como ocurre en la informática. Surge ahora la pregunta, si el cardinal del conjunto R de los números reales es igual que el del conjunto de los números naturales. Cantor pro- bó, utilizando la teoría de conjuntos, que ambos son dis- tintos, mientras que el conjunto de los números natura- les es numerable. Pero la pregunta vuelve a surgir si sólo se admiten demostraciones dentro de la aritmética. La contestación es que dentro de la aritmética no se puede de- mostrar que el conjunto de los números reales no es con- table. Un sistema de axiomas se dice que es consistente cuan- do en el sistema lógico T (A) de los teoremas de A no hay contradicción, esto es, si T (A) no contiene a la vez un teorema P y su negación -iP = no P. El sistema lógico de la aritmética So admite un sistema de axiomas finito Ao tal que, según el primer teorema de incompletitud de Gódel existe una proposición indecidi- ble P; es decir, que no se puede demostrar P ni su nega- ción. Es claro que, si existe la verdad en las matemáticas, por el principio del tercio excluso, Po su negación es ver- dadera. Más adelante vamos a dar una idea de la demos- tración de este teorema de Gódel. La existencia de la verdad en las matemáticas es una cuestión muy delicada que requiere una reflexión que va- mos a desarrollar a continuación. K. Gódel (izquierda) junto a A. Einstein. En el análisis matemático se prueba utilizando la teoría de conjuntos que existe una medida, llamada de Lebesgue, da ser manejable por el hombre. Dado un conjunto A de con propiedades muy atrayentes y fecundas sobre una cla- axiomas y prefijadas las reglas deductivas, denotaremos se muy amplia de subconjuntos de la recta real IR, llama- por T {A) el conjunto de los teoremas de A. Este conjun- dos medibles Lebesgue. Esta medida para un intervalo to, si A es finito, es numerable. Entonces T(A) es el sis- coincide con su longitud y es tal que la clase de los con- tema lógico o teoría generado por A. juntos medibles Lebesgue es cerrada por la unión e inter- Dos conjuntos finitos se dice que tienen el mismo nú- mero cardinal si se puede establecer una correspondencia biyectiva (o uno a uno) entre ambos. De la misma manera, como se puede establecer una correspondencia biyectiva entre el conjunto M de los números naturales y el con- junto 2N formado por los números pares asignando a cada número natural n el número par 2«, diremos que N y 2N tienen el mismo cardinal. De manera general, un conjunto se dice numerable si tiene el mismo número car- dinal que el conjunto t^l y contable si es finito o numera- ble. Se puede probar que todo subconjunto de N es con- table. Los conjuntos infinitos están caracterizados por la propiedad de no ser coordinables con ninguna de sus par- tes propias, por lo que en el sentido de la cardinalidad todo conjunto finito es mayor que cualquiera de sus partes propias. Esto no pasa con N, que tiene el mismo cardinal que 2N, y en general con todos los subconjuntos infinitos. Como se sabe, la diferencia de dos números naturales es un número entero y el cociente de dos números enteros es un número racional cuando el divisor es distinto de cero. Los números reales surgen como una sucesión de nú- meros racionales, pero intuitivamente son números deci- males con infinitas cifras detrás de la coma. Esto si se uti- Henri-León Lebesgue. 58
  • 3. VERDADES NO DEMOSTRABLES: TEOREMAS DE GODEL Y SUS GENERALIZACIONES sección contable de conjuntos y también por la diferen- cia. Pues bien, del axioma de elección se deduce que exis- te un conjunto A no medible Lebesgue de la recta real IR y, por otra parte, según el axioma de Solovay todo sub- conjunto A de IR es medible Lebesgue. Esto debe asom- brar a cualquiera. Pero además ocurre que el axioma de elec- ción es consistente con la axiomática de Zermelo-Fraenkel y, por otra parte, el axioma de Solovay es también con- sistente con esta axiomática de la teoría de conjuntos más la existencia de un cardinal inaccesible. Entonces la unión, o mejor la conjunción, del axioma de elección, del axio- ma de Solovay y de la axiomática de Zermelo-Fraenkel es inconsistente por contener una contradicción. Esto no es posible si existe la verdad matemática y fueran verdade- ros el axioma de elección y el axioma de Solovay. Luego, si existe la verdad en las matemáticas, existen sistemas con- sistentes de axiomas, que contienen axiomas no verdaderos. Aunque no es necesario conocer en qué consiste el axio- ma de elección para comprender la parte esencial de lo que hemos dicho, vamos a exponerlo. Dada una familia de conjuntos disjuntos y no vacíos, el axioma de elección expresa que existe un conjunto formado por un elemen- to y sólo uno de cada uno de dichos conjuntos. La existencia de conjuntos no medibles Lebesgue del A. Tarski (izquierda) junto a K. Godel. espacio IR3 queda patente de manera muy sugestiva por la paradoja de Banach-Tarski, consecuencia del axioma de elección, que consiste en poder descomponer una bola Conviene recordar que el primer teorema de incompleti- como un guisante en un número finito de partes para re- tud de Godel afirma que si A es un sistema lógico con- componer una bola como el Sol. Aunque en el caso del pla- sistente con ciertas propiedades (en concreto, si es finita- no IR2 existen igualmente conjuntos no medibles Lebes- mente axiomatizable) y, por tanto, contable, que contiene gue, esta descomposición no es posible por existir una los axiomas de la aritmética, entonces existe una propo- medida finitamente aditiva sobre todos los conjuntos de sición verdadera que no es un teorema de A. R2, que es una extensión de la medida de Lebesgue, como De otro modo, sea A un sistema de axiomas consisten- se prueba mediante el teorema de Hahn-Banach. te y contable. Entonces, si la frase «la clase de las propo- Como hemos visto, existen sistemas de axiomas que son siciones verdaderas no es un conjunto contable» es una consistentes pero que contienen proposiciones no verda- proposición verdadera P, se sigue de igual forma que an- deras. En concreto, una de dos, o el axioma de Solovay es teriormente que existe una proposición verdadera que no falso o el axioma de elección es falso. Por tanto, la consis- es un teorema de A, porque en el peor de los casos dicha tencia de un sistema de axiomas es necesaria para que di- proposición Tosería una proposición verdadera que no es chos axiomas sean todos verdaderos, pero no es suficien- un teorema de A. Esta proposición está casi dentro del te. Esto justifica que como L. E. J. Brouver, aunque desde sistema lógico T{A), generado por./!, porque sólo se uti- otro punto de vista, digamos que «La certeza es más im- liza en ella la intuición de que la clase de las proposicio- portante que la consistencia». Probablemente, el sistema de nes verdaderas no es contable. Es claro que si esto fuese cier- axiomas ZF+noCH es consistente pero no verdadero. to o no se aceptase, sólo existiría un solo número cardinal Ahora vamos a dar una idea de la anunciada demostra- infinito verdadero: el %> Y se renegaría de la obra de Cantor. ) ción del primer teorema de incompletitud de Godel, si bien Como se sabe, la proposición de que el conjunto de los para mayor sencillez en primer lugar desarrollaremos otra. números reales no es contable es una consecuencia de la Sea A un sistema de axiomas finito o contable consis- compleción del conjunto de los números racionales y tente y supongamos que la frase «el conjunto de los nú- de un razonamiento análogo al que establece el teorema de meros reales no es contable» es una proposición verdade- Baire. Por otra parte, si se admite que el conjunto de los ra. Entonces, si esta proposición P es un teorema de A, números reales es contable, resulta que la medida de Le- siendo T {A) contable, se sigue que existe un número real besgue sobre IR como suma de las medidas de sus sub- que es una proposición verdadera que no es un teorema conjuntos unitarios es nula, con lo cual quedaría destrui- de A (conviene tener en cuenta que todo número real a da gran parte de las matemáticas. Por tanto, la lógica se identifica con la proposición a = a). Por otra parte, si matemática de primer orden de la teoría de la computabi- P no es un teorema de A, resultaría que la misma P sería lidad es insuficiente para el desarrollo y estudio de las ma- una proposición verdadera que no es un teorema de A. temáticas. Por otra parte, la gran acogida filosófica que 59
  • 4. BALTASAR RODRÍGUEZ-SALINAS ha tenido el teorema de Gódel en condiciones generales exactamente bien definido. Afirma que la x-ésima de- que se salen de su marco primitivo, impulsa a estudiar su mostración es realmente una demostración de la propo- generalización dentro del análisis matemático. sición que constituye Pu[.) aplicada al propio valor w. El Ahora vamos a dar, por fin, la idea de la anunciada de- cuantificador existencial negado, fuera del paréntesis, sir- mostración clásica del primer teorema de incompletitud ve para eliminar una de las variables («no existe x tal de Gódel. La idea central es sencilla, bella y profunda. La que...»), de modo que nos queda una función proposi- parte complicada consiste en codificar realmente las reglas cional aritmética que sólo depende de una sola variable w. de inferencia del sistema formal, y también el uso de sus La expresión global afirma que no existe demostración de diversos axiomas, en operaciones aritméticas. Considere- mos ahora las funciones proposicionales que dependen Como hemos indicado, todas las funciones proposi- de una sola variable. Sea Pn la «-ésima de estas funciones cionales que dependen de la variable w se pueden codifi- proposicionales. Si P,,(w) es sintácticamente correcta será car, de modo que la que acabamos de escribir debe tener algún enunciado aritmético concreto perfectamente bien asignado un número natural n. Por consiguiente: definido que concierne a los dos números naturales ny w. Cuál sea exactamente este enunciado dependerá de los -i 3 x[nv demuestra Pu. (w)}= Pn (w) detalles del sistema de numeración específico que hayamos elegido. Esto pertenece a la parte complicada del argu- Examinemos ahora esta función para el valor particular mento y no nos interesa aquí. Las cadenas de proposicio- w= n. Entonces: nes que constituyen una demostración de algún teorema en el sistema pueden ser etiquetadas también mediante -. 3 x[Uxdemuestra P,, («)]= P,, (n) números naturales utilizando el esquema de ordenación ele- gido. Denotaremos por II,, la w-ésima demostración. La función específica P,,(n) es un enunciado perfecta- Consideremos ahora la siguiente función proposicio- mente bien definido en la aritmética (sintácticamente co- nal que depende del número natural w: rrecto). Aunque P,,{n) es sólo una proposición aritmética, la hemos construido de modo que afirma lo que se ha -i 3 x[Ylt demuestra Pu¡ (w)] construido en el lado izquierdo: «no existe demostración dentro del sistema, de la proposición Pn(n)». Entonces no El enunciado dentro del paréntesis cuadrado se da par- puede haber ninguna demostración de esta P,,(n) dentro cialmente en palabras, pero es un enunciado perfecta y del sistema. En efecto, si hubiera tal demostración, el sig- nificado del enunciado que P,,{n) realmente afirma, a sa- ber, que no existe demostración, sería falso, de modo que P,,{n) tendría que ser falsa como proposición aritmética. Así hemos encontrado una proposición verdadera que no tiene demostración dentro del sistema. Es claro que sien- do entonces -*Pn («) una proposición falsa no se puede de- mostrar tampoco dentro del sistema. Así, ni P,,(n) ni su negación ^Pn («) son demostrables dentro del sistema. El primer hecho descubierto por Gódel fue que el con- junto S de (los números de Gódel de) las proposiciones ver- daderas en N de la aritmética no era definible, dentro del modelo estándar N, por una fórmula aritmética con una sola variable libre. El motivo estaba en la posibilidad de construir una proposición aritmética cuyo significado era «esta proposición es falsa en N», con lo que se caía en la misma contradicción que en la antigua paradoja de Epi- ménides. Este resultado se conoce hoy como metateorema de Tarski de indefinibilidad de la verdad dentro de un lenguaje formal adecuado. Un análisis de la demostración del primer teorema de incompletitud de Gódel condujo a éste y, de manera in- dependiente a Von Neumann, al llamado segundo teore- ma de incompletitud. En efecto, la formalización del pri- mer teorema muestra que la única hipótesis sobre el sistema lógico es su propia consistencia, de modo que, si la con- sistencia de una aritmética suficientemente fuerte o exi- gente fuera demostrable dentro de esa misma aritmética, John von Neumann. entonces la proposición indecidible sería demostrable a 60
  • 5. VERDADES NO DEMOSTRABLES: TEOREMAS DE GODEL Y SUS GENERALIZACIONES su vez. La consecuencia es inmediata: si la aritmética en cuestión es consistente, entonces dentro de ella misma no es demostrable esa consistencia. Este profundo resultado venía a resolver negativamente el problema planteado por Hilbert de demostrar por métodos finitarios la consis- tencia de la aritmética, puesto que los métodos finitarios quedan incluidos dentro de la aritmética. La veracidad dada a las proposiciones aritméticas varía desde un carácter absoluto a un carácter relativo relacionado con su consistencia, pero ya hemos visto que existen algu- nos sistemas lógicos consistentes que contienen proposi- ciones no verdaderas. Más aún, B. Russell interpretó la de- mostración del teorema de Godel como una prueba de la inconsistencia de la aritmética. En efecto, con las nota- ciones empleadas anteriormente, podríamos haber inter- pretado /*„(«) como una proposición falsa que se puede demostrar mediante una FIV. Pero esto nos lleva a un mun- do caótico en el que evidentemente no estamos. Es más, nuestra intuición matemática nos lleva a dar un carácter absoluto a la veracidad de las proposiciones aritméticas. Como Hilbert, pensamos que nadie puede expulsarnos del paraíso que Cantor ha creado, mejor encontrado, para nosotros. Pero tampoco puede quitarnos las ideas que sugieren los teoremas de incompletitud de Godel. Efectivamente, an- tes de Cantor, había el Homo sapiens, pero con los números transfinitos surge el Homo trans-sapiens. Por ello vamos a dar una idea de los números ordinales transfinitos. Empe- Bertrand Russell. cemos para ello poniendo a continuación de los números na- turales 1,2,..., n,... el elemento o número ordinal co y a con- junto de los teoremas de LJ|i<rl 5|¡ U i Ta], tratado formal- tinuación to + 1,..., w + n,..., 2CÜ, ..., níú,..., cu", ...,demodo mente Ta como si fuera una proposición. Entonces el sis- que si hemos construido un segmento S de ellos, pon- tema total S= U(, Sa, que por ser sugerido por Godel lla- dríamos a continuación un nuevo ordinal a. De esta for- maremos gódelización de la aritmética, debe existir y ser ma, el conjunto Si% de los números ordinales menores que consistente por la veracidad de la aritmética, de modo que a tiene la propiedad que todo subconjunto no vacío de llamaremos proposición verdadera a toda P G S. La in- Sa tiene un primer elemento, propiedad que caracteriza tuición gódeliana nos dice que ningún Sn debe ser un sis- a los conjuntos bien ordenados. Pues bien, la entrada a tema lógico completo y, por tanto, la familia (5,,) debe ser este paraíso está prohibida al formalismo porque los nú- estrictamente creciente. meros ordinales no se admiten en él como proposiciones Se puede demostrar utilizando la codificación de Godel verdaderas. y ordenaciones lexicográficas que 5se puede bien ordenar Es corriente identificar todo número ordinal a con el de modo que a cada proposición PE: Sse puede asignar conjunto formado por todos sus anteriores. Veamos cómo inyectivamente un número ordinal o(P). Como conse- se pueden obtener dichos números dentro de las ideas de cuencia de ello se puede demostrar la siguiente generali- Godel. zación esperada del teorema de Godel: Sea Sn el sistema lógico de la aritmética. Entonces, como todas las proposiciones de Sn son verdaderas, se intuye El enunciado E(A) de la consistencia de un conjunto A C S que el enunciado 7j de la consistencia de Sa es verdade- de axiomas es una proposición verdadera que no es un teo- ro. Sea S¡ el sistema lógico definido por el sistema de axio- rema de A. mas formado por las proposiciones de Sn y T¡. Proce- diendo por inducción, supuestos construidos 5,,, ..., £„_, Dicha demostración se basa en el principio de inducción y las proposiciones verdaderas 7",, ..., T^,, se define TH transfinita, pero se pueden dar otras demostraciones uti- como el enunciado de la consistencia de LJA<!, Sk, el cual lizando el lema de Zorn o bien sólo la axiomática de Zer- también por la veracidad de la aritmética debe ser una melo-Fraenkel. proposición verdadera, y se define S,, como el conjunto El proceso anterior aplicado al sistema lógico Sn de la arit- de los teoremas de UA<,, SK U {T}. Este proceso se puede mética se puede generalizar aplicándolo a un sistema ló- extender por inducción transfinita definiendo para cada gico S'n no disjunto con 50, que sea un conjunto con tal ordinal a un sistema lógico Stí de modo que cada Ta es el que se admita el anterior teorema generalizado de Godel. enunciado de la consistencia de U|,<f< S{i y cada Sn es el con- Enronces se obtiene un sistema lógico total S'. Pues bien, 61
  • 6. BALTASAR RODRÍGUEZ-SALINAS el resultado más destacado es que 5"= S; en otras pala- cho a ella. El hecho de que suponiendo realizable la gó- bras, que sólo hay una verdad en las matemáticas, ya que delización S de la aritmética se tenga en las condiciones in- las proposiciones verdaderas de Sy S'son las mismas. dicadas la unicidad S'= Sde la verdad matemática, nos Vamos a dar una idea de la demostración de dicha uni- indica que efectivamente estamos en el camino adecuado cidad. Si S"= Sf] S'es un conjunto, se sigue la contra- señalado por la intuición. Lo importante es conocer la dicción de que el enunciado E(S") de la consistencia de verdad, no el camino por el que se llega a ella, aunque S" = Sf] S'es una proposición verdadera en S y S'y, por este camino puede ser interesante. El preocuparse de los tanto, perteneciente a 5", que no es un teorema de S", lo métodos seguidos en las demostraciones es importante, cual no es posible por ser S"un sistema lógico. Entonces, pero no debe ser una barrera para llegar a la verdad. Para 5"= S f] S no es un conjunto, de donde teniendo en esto nos bastan una intuición bien adiestrada, una refle- cuenta que es 5"un sistema lógico tal que E(P) G 5"para xión rigurosa y una belleza profunda. toda proposición P E S", se sigue del teorema generaliza- La aparición de paradojas cuando se emplea la verdad do de Gódel que S= S"= S'. absoluta hay que atribuirla a que se emplea en un senti- Así, si existe la verdad, la verdad es única. Pero la ver- do abstracto. La verdad absoluta sólo tiene sentido cuando dad se intuye y es un don: no se demuestra ni se puede se aplica en un sentido concreto. Esto se ve de manera demostrar. Es más, si se pudiese demostrar la existencia muy clara con el axioma de las paralelas de la geometría de la verdad, ella sería seguramente falsa porque está muy que no es cierto ni falso, todo depende de la geometría que por encima de nuestras mentes. Lo que hemos dicho para se considere. Igualmente, el argumento empleado por la verdad, podríamos decirlo para Dios. B. Russell en su paradoja se debe a que se aplica a universos Justamente, Hilbert había descubierto que con respecto a abstractos, no concretos. El carácter abstracto de las ma- una axiomática general la verificación de la consistencia in- temáticas tiene muchas ventajas, porque con él se alcan- terna en cuanto al contenido sólo podría ser relativa; es de- za gran generalidad, pero es causa de paradojas. Esto jus- cir, sólo podría ser decidida mediante la construcción de un tifica el platonismo de las matemáticas, no olvidando que modelo. Pero como a su vez los elementos de este modelo son los objetos matemáticos tienen un significado sin el cual de tipo matemático, la consistencia de una teoría se reduce las verdades pueden dejar de serlo. a la de otra. Nosotros decididamente, como hemos visto, si- El planteamiento de esta conferencia está de acuerdo guiendo las ideas de Gódel profundizamos y repetimos in- con la perspectiva platónica de las matemáticas. Mientras definidamente este proceso en el transfinito teniendo como que un formalista es libre de crear cualquier sistema lógi- fruto la consistencia de los sistemas construidos, que todos co consistente, un platónico como Gódel sostenía que son iguales, esto es, que no hay más que una sola verdad en sólo un sistema de axiomas captaba las verdades que exis- las matemáticas. Resultando como consecuencia de la bue- tían en el mundo platónico. Nuestros resultados, obteni- na ordenación del sistema total S, que el axioma de Solovay dos utilizando la generalización del segundo teorema de no pertenece a 5, lo cual expresaremos diciendo que es falso. incompletitud de Gódel para conjuntos basados en la in- Como consecuencia de estos resultados, llamaremos or- tuición gódeliana con la que se establece el que llamamos den de inconsistencia de un sistema lógico S'o al menor «axioma de la consistencia», confirman dicha opinión. ordinal a, si existe, tal que, con notaciones análogas a las Y es que el carácter absoluto de la verdad matemática y la anteriores, 5^ es inconsistente. En el caso que todo sistema consistencia platónica de los conceptos matemáticos son lógico S'a sea consistente diremos que S'o es casi verdade- esencialmente una misma cosa. ro, reservando el nombre de verdadero cuando además Nuestro espíritu debe ser como el que Hilbert mani- S'o contiene los axiomas de la aritmética. De manera aná- festó en su Debemos saber. Sabremos, incorporando a la loga se llama orden de inconsistencia de un sistema de ciencia y a las matemáticas el paraíso de Cantor y también axiomas A el orden de inconsistencia, si existe, del siste- el sugerido por las ideas de Godel. ma lógico T(A) de los teoremas de A. Vamos a examinar esto. Dada una proposición P, sea S'o el sistema lógico generado por Py los axiomas Aa de la aritmética. Entonces, si existe un ordinal a tal que S'a BIBLIOGRAFÍA es inconsistente, resulta que Pes una proposición falsa; esto es, no pertenece a S. Por el contrario, si todo sistema ló- 1. Barrow, J. D. (1996) La trama oculta del universo. Crí- gico S'a es consistente, siendo S'= U(, S'a = S, se sigue que tica. Ed.: Grijalbo Mondadori, S. A., Barcelona. PE. S, es decir, que Pes una proposición verdadera. 2. Gódel, K. (1986) Collected Works-Volume I: Publica- En particular, si P es el axioma de Solovay, como P es tions 1929-1936. Ed.: Oxford Univ. Press. inconsistente con la buena ordenación de IR, resulta que 3. Penrose, R. (1991) La nueva mente del emperador. Ed.: el orden de inconsistencia de Pes menor o igual que el pri- Mondadori España, Madrid. mer ordinal a tal que el cardinal de {{i : f$ < a} es igual que 4. Rodríguez-Salinas, B. (Preprint) A proof offundamen- el cardinal fde R. tal theorem ofMathematics. Desde luego, la verdad es inaccesible al lenguaje y a la 5. Rodríguez-Salinas, B. (Preprint) There is only one truth razón del hombre, pero la intuición nos aproxima mu- in Mathematics. 62