La lógica matemática es el estudio de la lógica formal dentro de las matemáticas . Sus principales subáreas incluyen la teoría de modelos , la teoría de la demostración , la teoría de conjuntos y la teoría de la recursión (también conocida como teoría de la computabilidad). La investigación en lógica matemática suele abordar las propiedades matemáticas de los sistemas lógicos formales, como su poder expresivo o deductivo. Sin embargo, también puede incluir el uso de la lógica para caracterizar el razonamiento matemático correcto o para establecer los fundamentos de las matemáticas .
Desde sus inicios, la lógica matemática ha contribuido al estudio de los fundamentos de las matemáticas y, a su vez, se ha visto motivada por él. Este estudio comenzó a finales del siglo XIX con el desarrollo de marcos axiomáticos para la geometría , la aritmética y el análisis . A principios del siglo XX, se consolidó gracias al programa de David Hilbert para demostrar la consistencia de las teorías fundamentales. Los resultados de Kurt Gödel , Gerhard Gentzen y otros proporcionaron una solución parcial al programa y aclararon las cuestiones implicadas en la demostración de la consistencia. El trabajo en teoría de conjuntos demostró que casi todas las matemáticas ordinarias pueden formalizarse en términos de conjuntos, aunque existen algunos teoremas que no pueden demostrarse en los sistemas axiomáticos comunes de la teoría de conjuntos. El trabajo contemporáneo en los fundamentos de las matemáticas a menudo se centra en establecer qué partes de las matemáticas pueden formalizarse en sistemas formales particulares (como en las matemáticas inversas ) en lugar de intentar encontrar teorías en las que se pueda desarrollar toda la matemática.
Subcampos y alcance
El Manual de lógica matemática [ 1 ] de 1977 realiza una división aproximada de la lógica matemática contemporánea en cuatro áreas:
- teoría de conjuntos
- teoría de modelos
- teoría de la recursión y
- teoría de la demostración y matemáticas constructivas (consideradas como partes de un mismo campo).
Además, a veces el campo de la teoría de la complejidad computacional también se incluye junto con la lógica matemática. [ 2 ] [ 3 ] Cada área tiene un enfoque distinto, aunque muchas técnicas y resultados son compartidos entre varias áreas. Los límites entre estos campos, y las líneas que separan la lógica matemática de otros campos de las matemáticas, no siempre son nítidos. El teorema de incompletitud de Gödel no solo marca un hito en la teoría de la recursión y la teoría de la demostración, sino que también ha dado lugar al teorema de Löb en la lógica modal. El método de forzamiento se emplea en la teoría de conjuntos, la teoría de modelos y la teoría de la recursión, así como en el estudio de las matemáticas intuicionistas.
El campo matemático de la teoría de categorías utiliza numerosos métodos axiomáticos formales e incluye el estudio de la lógica categórica , pero no se la suele considerar un subcampo de la lógica matemática. Debido a su aplicabilidad en diversos campos de las matemáticas, matemáticos como Saunders Mac Lane han propuesto la teoría de categorías como un sistema fundamental para las matemáticas, independiente de la teoría de conjuntos. Estos fundamentos utilizan topos elementales , que se asemejan a modelos generalizados de la teoría de conjuntos que pueden emplear lógica clásica o no clásica.
Historia
La lógica matemática surgió a mediados del siglo XIX como un subcampo de las matemáticas, reflejando la confluencia de dos tradiciones: la lógica filosófica formal y las matemáticas. [ 4 ] La lógica matemática, también llamada «lógica logística», «lógica simbólica», « álgebra de la lógica » y, más recientemente, simplemente «lógica formal», es el conjunto de teorías lógicas elaboradas a lo largo del siglo XIX con la ayuda de una notación artificial y un método rigurosamente deductivo. [ 5 ] Antes de este surgimiento, la lógica se estudiaba con la retórica , con los cálculos , [ 6 ] a través del silogismo y con la filosofía . La primera mitad del siglo XX vio una explosión de resultados fundamentales, acompañada de un vigoroso debate sobre los fundamentos de las matemáticas.
Historia temprana
Las teorías de la lógica se desarrollaron en muchas culturas a lo largo de la historia, incluyendo la antigua China , India , Grecia , el Imperio Romano y el mundo islámico . Los métodos griegos, en particular la lógica aristotélica (o lógica de términos) que se encuentra en el Organon , tuvieron una amplia aplicación y aceptación en la ciencia y las matemáticas occidentales durante milenios. [ 7 ] Los estoicos , especialmente Crisipo , iniciaron el desarrollo de la lógica proposicional . En la Europa del siglo XVIII, algunos matemáticos filosóficos, como Leibniz y Lambert , intentaron abordar las operaciones de la lógica formal de forma simbólica o algebraica , pero sus trabajos permanecieron aislados y poco conocidos.
siglo XIX
A mediados del siglo XIX, George Boole y luego Augustus De Morgan presentaron tratamientos matemáticos sistemáticos de la lógica. Su trabajo, basado en el de algebristas como George Peacock , extendió la doctrina aristotélica tradicional de la lógica a un marco suficiente para el estudio de los fundamentos de las matemáticas . [ 8 ] En 1847, Vatroslav Bertić realizó un trabajo sustancial sobre la algebrización de la lógica, independientemente de Boole. [ 9 ] Charles Sanders Peirce posteriormente se basó en el trabajo de Boole para desarrollar un sistema lógico para relaciones y cuantificadores, que publicó en varios artículos entre 1870 y 1885.
Gottlob Frege presentó un desarrollo independiente de la lógica con cuantificadores en su obra Begriffsschrift , publicada en 1879, considerada generalmente como un punto de inflexión en la historia de la lógica. Sin embargo, el trabajo de Frege permaneció poco conocido hasta que Bertrand Russell comenzó a difundirlo a principios del siglo XX. La notación bidimensional que desarrolló Frege nunca se adoptó ampliamente y no se utiliza en los textos contemporáneos.
Entre 1890 y 1905, Ernst Schröder publicó Vorlesungen über die Algebra der Logik en tres volúmenes. Esta obra resumió y amplió el trabajo de Boole, De Morgan y Peirce, y constituyó una referencia exhaustiva sobre la lógica simbólica tal como se entendía a finales del siglo XIX.
Teorías fundamentales
La preocupación por el hecho de que las matemáticas no se hubieran construido sobre una base adecuada llevó al desarrollo de sistemas axiomáticos para áreas fundamentales de las matemáticas, como la aritmética, el análisis y la geometría.
En lógica, el término aritmética se refiere a la teoría de los números naturales . Giuseppe Peano [ 10 ] publicó un conjunto de axiomas para la aritmética que llegó a llevar su nombre ( axiomas de Peano ), utilizando una variación del sistema lógico de Boole y Schröder, pero añadiendo cuantificadores. Peano desconocía el trabajo de Frege en ese momento. Casi al mismo tiempo, Richard Dedekind demostró que los números naturales se caracterizan de forma única por sus propiedades de inducción . Dedekind propuso una caracterización diferente, que carecía del carácter lógico formal de los axiomas de Peano. [ 11 ] Sin embargo, el trabajo de Dedekind demostró teoremas inaccesibles en el sistema de Peano, incluyendo la unicidad del conjunto de los números naturales (salvo isomorfismo) y las definiciones recursivas de la suma y la multiplicación a partir de la función sucesora y la inducción matemática.
A mediados del siglo XIX, se conocieron las fallas en los axiomas de Euclides para la geometría. [ 12 ] Además de la independencia del postulado de las paralelas , establecido por Nikolai Lobachevsky en 1826, [ 13 ] los matemáticos descubrieron que ciertos teoremas dados por sentados por Euclides no eran demostrables a partir de sus axiomas. Entre ellos se encuentra el teorema de que una línea contiene al menos dos puntos, o que los círculos del mismo radio cuyos centros están separados por ese radio deben intersecarse. Hilbert [ 14 ] desarrolló un conjunto completo de axiomas para la geometría , basándose en el trabajo previo de Pasch. [ 15 ] El éxito en la axiomatización de la geometría motivó a Hilbert a buscar axiomatizaciones completas de otras áreas de las matemáticas, como los números naturales y la recta real . Esto resultaría ser un área importante de investigación en la primera mitad del siglo XX.
El siglo XIX presenció grandes avances en la teoría del análisis real , incluyendo teorías de convergencia de funciones y series de Fourier . Matemáticos como Karl Weierstrass comenzaron a construir funciones que desafiaban la intuición, como las funciones continuas no diferenciables en ningún punto . Las concepciones previas de una función como regla de cálculo o gráfica suave ya no eran adecuadas. Weierstrass comenzó a abogar por la aritmetización del análisis , que buscaba axiomatizarlo utilizando propiedades de los números naturales. La definición moderna (ε, δ) de límite y funciones continuas ya había sido desarrollada por Bolzano en 1817, [ 16 ] pero permaneció relativamente desconocida. Cauchy, en 1821, definió la continuidad en términos de infinitesimales (véase Cours d'Analyse, página 34). En 1858, Dedekind propuso una definición de los números reales en términos de cortes de Dedekind de números racionales, definición que aún se emplea en textos contemporáneos. [ 17 ]
Georg Cantor desarrolló los conceptos fundamentales de la teoría de conjuntos infinitos. Sus primeros resultados desarrollaron la teoría de la cardinalidad y demostraron que los números reales y los naturales tienen cardinalidades diferentes. [ 18 ] Durante los siguientes veinte años, Cantor desarrolló una teoría de los números transfinitos en una serie de publicaciones. En 1891, publicó una nueva demostración de la no numerabilidad de los números reales que introdujo el argumento diagonal y utilizó este método para demostrar el teorema de Cantor de que ningún conjunto puede tener la misma cardinalidad que su conjunto potencia . Cantor creía que todo conjunto podía ser bien ordenado , pero no pudo proporcionar una demostración de este resultado, dejándolo como un problema abierto en 1895. [ 19 ]
siglo XX
En las primeras décadas del siglo XX, las principales áreas de estudio eran la teoría de conjuntos y la lógica formal. El descubrimiento de paradojas en la teoría informal de conjuntos llevó a algunos a preguntarse si las matemáticas mismas eran inconsistentes y a buscar pruebas de consistencia.
En 1900, Hilbert planteó una famosa lista de 23 problemas para el siglo siguiente. Los dos primeros consistían en resolver la hipótesis del continuo y demostrar la consistencia de la aritmética elemental, respectivamente; el décimo, en desarrollar un método para determinar si una ecuación polinómica multivariable sobre los enteros tiene solución. Los trabajos posteriores para resolver estos problemas marcaron el rumbo de la lógica matemática, al igual que el intento de resolver el Entscheidungsproblem de Hilbert , planteado en 1928. Este problema solicitaba un procedimiento que, dada una proposición matemática formalizada, determinara si dicha proposición es verdadera o falsa.
Teoría de conjuntos y paradojas
Ernst Zermelo demostró que todo conjunto podía ser bien ordenado , un resultado que Georg Cantor no había podido obtener. [ 20 ] Para lograr esta demostración, Zermelo introdujo el axioma de elección , que generó un intenso debate e investigación entre matemáticos y pioneros de la teoría de conjuntos. Las críticas inmediatas al método llevaron a Zermelo a publicar una segunda exposición de su resultado, abordando directamente las críticas a su demostración. [ 21 ] Este artículo propició la aceptación general del axioma de elección en la comunidad matemática.
El escepticismo sobre el axioma de elección se vio reforzado por paradojas descubiertas recientemente en la teoría ingenua de conjuntos . Cesare Burali-Forti [ 22 ] fue el primero en enunciar una paradoja: la paradoja de Burali-Forti muestra que la colección de todos los números ordinales no puede formar un conjunto. Poco después, Bertrand Russell descubrió la paradoja de Russell en 1901, y Jules Richard descubrió la paradoja de Richard . [ 23 ]
Zermelo proporcionó el primer conjunto de axiomas para la teoría de conjuntos. [ 24 ] Estos axiomas, junto con el axioma adicional de reemplazo propuesto por Abraham Fraenkel , se conocen ahora como teoría de conjuntos de Zermelo-Fraenkel (ZF). Los axiomas de Zermelo incorporaron el principio de limitación de tamaño para evitar la paradoja de Russell.
En 1910 se publicó el primer volumen de Principia Mathematica, de Russell y Alfred North Whitehead . Esta obra fundamental desarrolló la teoría de funciones y cardinalidad dentro de un marco completamente formal de teoría de tipos , que Russell y Whitehead elaboraron para evitar las paradojas. Principia Mathematica se considera una de las obras más influyentes del siglo XX, aunque el marco de la teoría de tipos no se popularizó como teoría fundamental de las matemáticas. [ 25 ]
Fraenkel [ 26 ] demostró que el axioma de elección no puede probarse a partir de los axiomas de la teoría de conjuntos de Zermelo con urelementos . Un trabajo posterior de Paul Cohen [ 27 ] mostró que la adición de urelementos no es necesaria y que el axioma de elección es indemostrable en ZF. La demostración de Cohen desarrolló el método de forzamiento , que ahora es una herramienta importante para establecer resultados de independencia en la teoría de conjuntos. [ 28 ]
Lógica simbólica
Leopold Löwenheim [ 29 ] y Thoralf Skolem [ 30 ] obtuvieron el teorema de Löwenheim-Skolem , que establece que la lógica de primer orden no puede controlar las cardinalidades de las estructuras infinitas. Skolem se percató de que este teorema se aplicaría a las formalizaciones de primer orden de la teoría de conjuntos, e implicaba que cualquier formalización de este tipo posee un modelo numerable . Este hecho contraintuitivo se conoció como la paradoja de Skolem .

En su tesis doctoral, Kurt Gödel demostró el teorema de completitud , que establece una correspondencia entre sintaxis y semántica en la lógica de primer orden. [ 31 ] Gödel utilizó el teorema de completitud para demostrar el teorema de compacidad , evidenciando la naturaleza finita de la consecuencia lógica de primer orden . Estos resultados contribuyeron a consolidar la lógica de primer orden como la lógica dominante utilizada por los matemáticos.
En 1931, Gödel publicó * Sobre las proposiciones formalmente indecidibles de Principia Mathematica y sistemas relacionados* , donde demostró la incompletitud (en un sentido diferente del término) de todas las teorías de primer orden suficientemente fuertes y efectivas. Este resultado, conocido como el teorema de incompletitud de Gödel , impone severas limitaciones a los fundamentos axiomáticos de las matemáticas, asestando un duro golpe al programa de Hilbert. Demostró la imposibilidad de proporcionar una prueba de consistencia de la aritmética dentro de cualquier teoría formal de la aritmética. Sin embargo, Hilbert no reconoció la importancia del teorema de incompletitud durante algún tiempo. [ a ]
El teorema de Gödel muestra que una prueba de consistencia de cualquier sistema axiomático suficientemente fuerte y efectivo no puede obtenerse en el propio sistema, si este es consistente, ni en ningún sistema más débil. Esto deja abierta la posibilidad de pruebas de consistencia que no pueden formalizarse dentro del sistema que consideran. Gentzen demostró la consistencia de la aritmética utilizando un sistema finitista junto con un principio de inducción transfinita . [ 32 ] El resultado de Gentzen introdujo las ideas de eliminación de cortes y ordinales de la teoría de la demostración , que se convirtieron en herramientas clave en la teoría de la demostración. Gödel dio una prueba de consistencia diferente, que reduce la consistencia de la aritmética clásica a la de la aritmética intuicionista en tipos superiores. [ 33 ]
El primer libro de texto sobre lógica simbólica para el profano fue escrito por Lewis Carroll , [ 34 ] autor de Alicia en el País de las Maravillas , en 1896. [ 35 ]
Comienzos de las otras ramas
Alfred Tarski desarrolló los fundamentos de la teoría de modelos .
A partir de 1935, un grupo de destacados matemáticos colaboró bajo el seudónimo de Nicolas Bourbaki para publicar Éléments de mathématique , una serie de textos enciclopédicos de matemáticas. Estos textos, escritos en un estilo austero y axiomático, enfatizaban la presentación rigurosa y los fundamentos de la teoría de conjuntos. La terminología acuñada en estos textos, como los términos biyección , inyección y sobreyección , y los fundamentos de la teoría de conjuntos que empleaban, fueron ampliamente adoptados en el ámbito de las matemáticas.
El estudio de la computabilidad llegó a conocerse como teoría de la recursión o teoría de la computabilidad , porque las primeras formalizaciones de Gödel y Kleene se basaban en definiciones recursivas de funciones. [ b ] Cuando se demostró que estas definiciones eran equivalentes a la formalización de Turing que involucraba máquinas de Turing , quedó claro que se había descubierto un nuevo concepto —la función computable— y que esta definición era lo suficientemente robusta como para admitir numerosas caracterizaciones independientes. En su trabajo sobre los teoremas de incompletitud en 1931, Gödel carecía de un concepto riguroso de un sistema formal efectivo; inmediatamente se dio cuenta de que las nuevas definiciones de computabilidad podían usarse para este propósito, lo que le permitió enunciar los teoremas de incompletitud de manera general, algo que solo podía estar implícito en el artículo original.
En la década de 1940 , Stephen Cole Kleene y Emil Leon Post obtuvieron numerosos resultados en la teoría de la recursión . Kleene [ 36 ] introdujo los conceptos de computabilidad relativa, anticipados por Turing [ 37 ], y la jerarquía aritmética . Posteriormente, Kleene generalizó la teoría de la recursión a funcionales de orden superior. Kleene y Georg Kreisel estudiaron versiones formales de las matemáticas intuicionistas, particularmente en el contexto de la teoría de la demostración.
Sistemas lógicos formales
En su esencia, la lógica matemática se ocupa de conceptos matemáticos expresados mediante sistemas lógicos formales . Estos sistemas, aunque difieren en muchos detalles, comparten la propiedad común de considerar únicamente expresiones en un lenguaje formal fijo . Los sistemas de lógica proposicional y lógica de primer orden son los más estudiados en la actualidad, debido a su aplicabilidad a los fundamentos de las matemáticas y a sus deseables propiedades de teoría de la demostración. [ c ] También se estudian lógicas clásicas más fuertes, como la lógica de segundo orden o la lógica infinitaria , junto con lógicas no clásicas, como la lógica intuicionista .
Lógica de primer orden
La lógica de primer orden es un sistema formal particular de lógica . Su sintaxis involucra solo expresiones finitas como fórmulas bien formadas , mientras que su semántica se caracteriza por la limitación de todos los cuantificadores a un dominio fijo del discurso .
Los primeros resultados de la lógica formal establecieron las limitaciones de la lógica de primer orden. El teorema de Löwenheim-Skolem (1919) demostró que si un conjunto de oraciones en un lenguaje numerable de primer orden tiene un modelo infinito, entonces tiene al menos un modelo de cada cardinalidad infinita. Esto demuestra que es imposible que un conjunto de axiomas de primer orden caracterice los números naturales, los números reales o cualquier otra estructura infinita salvo isomorfismo . Dado que el objetivo de los primeros estudios fundamentales era producir teorías axiomáticas para todas las ramas de las matemáticas, esta limitación resultó particularmente evidente.
El teorema de completitud de Gödel estableció la equivalencia entre las definiciones semánticas y sintácticas de consecuencia lógica en la lógica de primer orden. [ 31 ] Demuestra que si una oración particular es verdadera en todo modelo que satisface un conjunto particular de axiomas, entonces debe existir una deducción finita de la oración a partir de los axiomas. El teorema de compacidad apareció por primera vez como un lema en la demostración del teorema de completitud de Gödel, y pasaron muchos años antes de que los lógicos comprendieran su importancia y comenzaran a aplicarlo de forma rutinaria. Afirma que un conjunto de oraciones tiene un modelo si y solo si todo subconjunto finito tiene un modelo, o dicho de otro modo, que un conjunto inconsistente de fórmulas debe tener un subconjunto inconsistente finito. Los teoremas de completitud y compacidad permiten un análisis sofisticado de la consecuencia lógica en la lógica de primer orden y el desarrollo de la teoría de modelos , y son una razón clave de la prominencia de la lógica de primer orden en matemáticas.
Los teoremas de incompletitud de Gödel establecen límites adicionales a las axiomatizaciones de primer orden. [ 38 ] El primer teorema de incompletitud afirma que para cualquier sistema lógico consistente y efectivamente dado (definido más adelante) que sea capaz de interpretar la aritmética, existe una afirmación que es verdadera (en el sentido de que se cumple para los números naturales) pero no demostrable dentro de ese sistema lógico (y que de hecho puede fallar en algunos modelos no estándar de aritmética que pueden ser consistentes con el sistema lógico). Por ejemplo, en todo sistema lógico capaz de expresar los axiomas de Peano , la sentencia de Gödel se cumple para los números naturales pero no se puede demostrar.
Aquí se dice que un sistema lógico está efectivamente dado si es posible decidir, dada cualquier fórmula en el lenguaje del sistema, si la fórmula es un axioma, y uno que puede expresar los axiomas de Peano se llama "suficientemente fuerte". Cuando se aplica a la lógica de primer orden, el primer teorema de incompletitud implica que cualquier teoría de primer orden suficientemente fuerte, consistente y efectiva tiene modelos que no son elementalmente equivalentes , una limitación más fuerte que la establecida por el teorema de Löwenheim-Skolem. El segundo teorema de incompletitud afirma que ningún sistema axiomático suficientemente fuerte, consistente y efectivo para la aritmética puede probar su propia consistencia, lo que se ha interpretado como una demostración de que el programa de Hilbert no se puede alcanzar.
Otras lógicas clásicas
Se estudian muchas lógicas además de la lógica de primer orden. Entre ellas se incluyen las lógicas infinitas , que permiten que las fórmulas proporcionen una cantidad infinita de información, y las lógicas de orden superior , que incorporan una parte de la teoría de conjuntos directamente en su semántica.
La lógica infinitaria más estudiada esEn esta lógica, los cuantificadores solo pueden anidarse a profundidades finitas, como en la lógica de primer orden, pero las fórmulas pueden tener conjunciones y disyunciones finitas o infinitas numerables dentro de ellas. Así, por ejemplo, es posible decir que un objeto es un número entero usando una fórmula decomo
Las lógicas de orden superior permiten cuantificar no solo elementos del dominio del discurso , sino también subconjuntos del dominio, conjuntos de dichos subconjuntos y otros objetos de tipo superior. La semántica se define de tal manera que, en lugar de que cada cuantificador de tipo superior opere sobre un dominio separado, los cuantificadores abarcan todos los objetos del tipo apropiado. Las lógicas estudiadas antes del desarrollo de la lógica de primer orden, como la lógica de Frege, presentaban aspectos conjuntistas similares. Si bien las lógicas de orden superior son más expresivas, permitiendo axiomatizaciones completas de estructuras como los números naturales, no satisfacen análogos de los teoremas de completitud y compacidad de la lógica de primer orden, y por lo tanto son menos susceptibles al análisis de la teoría de la demostración.
Otro tipo de lógicas sonlógica de punto fijo que permitedefiniciones inductivas, como las que se escriben parafunciones recursivas primitivas.
Se puede definir formalmente una extensión de la lógica de primer orden , una noción que engloba todas las lógicas de esta sección porque se comportan como la lógica de primer orden en ciertos aspectos fundamentales, pero que no engloba todas las lógicas en general; por ejemplo, no engloba la lógica intuicionista, modal o difusa .
El teorema de Lindström implica que la única extensión de la lógica de primer orden que satisface tanto el teorema de compacidad como el teorema descendente de Löwenheim-Skolem es la lógica de primer orden.
Lógica no clásica y modal
Las lógicas modales incluyen operadores modales adicionales, como un operador que establece que una fórmula particular no solo es verdadera, sino necesariamente verdadera. Aunque la lógica modal no se usa frecuentemente para axiomatizar las matemáticas, se ha utilizado para estudiar las propiedades de la demostrabilidad de primer orden [ 39 ] y la imposición de conjuntos [ 40 ] .
La lógica intuicionista fue desarrollada por Heyting para estudiar el programa de intuicionismo de Brouwer, en el que el propio Brouwer evitó la formalización. La lógica intuicionista no incluye específicamente la ley del tercero excluido , que establece que cada enunciado es verdadero o su negación es verdadera. El trabajo de Kleene con la teoría de la demostración de la lógica intuicionista demostró que se puede recuperar información constructiva a partir de las demostraciones intuicionistas. Por ejemplo, cualquier función demostrablemente total en la aritmética intuicionista es computable ; esto no es cierto en las teorías clásicas de la aritmética, como la aritmética de Peano .
Lógica algebraica
La lógica algebraica utiliza los métodos del álgebra abstracta para estudiar la semántica de las lógicas formales. Un ejemplo fundamental es el uso de álgebras booleanas para representar valores de verdad en la lógica proposicional clásica, y el uso de álgebras de Heyting para representar valores de verdad en la lógica proposicional intuicionista. Las lógicas más fuertes, como la lógica de primer orden y la lógica de orden superior, se estudian utilizando estructuras algebraicas más complejas, como las álgebras cilíndricas .
teoría de conjuntos
La teoría de conjuntos estudia los conjuntos , que son colecciones abstractas de objetos. Muchas de las nociones básicas, como los números ordinales y cardinales, fueron desarrolladas informalmente por Cantor antes de que se elaboraran las axiomatizaciones formales de la teoría de conjuntos. La primera de estas axiomatizaciones , debida a Zermelo, [ 24 ] se extendió ligeramente para convertirse en la teoría de conjuntos de Zermelo-Fraenkel (ZF), que actualmente es la teoría fundamental más utilizada en matemáticas.
Se han propuesto otras formalizaciones de la teoría de conjuntos, como la teoría de conjuntos de von Neumann-Bernays-Gödel (NBG), la teoría de conjuntos de Morse-Kelley (MK) y las Nuevas Fundaciones (NF). De estas, ZF, NBG y MK son similares en cuanto a la descripción de una jerarquía acumulativa de conjuntos. Las Nuevas Fundaciones adoptan un enfoque diferente; permiten la existencia de objetos como el conjunto de todos los conjuntos a costa de imponer restricciones a sus axiomas de existencia de conjuntos. El sistema de la teoría de conjuntos de Kripke-Platek está estrechamente relacionado con la teoría de la recursión generalizada.
Dos enunciados famosos en la teoría de conjuntos son el axioma de elección y la hipótesis del continuo . El axioma de elección, enunciado por primera vez por Zermelo, [ 20 ] fue demostrado independientemente de ZF por Fraenkel, [ 26 ] pero ha llegado a ser ampliamente aceptado por los matemáticos. Afirma que, dada una colección de conjuntos no vacíos, existe un único conjunto C que contiene exactamente un elemento de cada conjunto de la colección. Se dice que el conjunto C "elige" un elemento de cada conjunto de la colección. Si bien la capacidad de hacer tal elección es considerada obvia por algunos, ya que cada conjunto de la colección no está vacío, la falta de una regla general y concreta para realizar la elección hace que el axioma no sea constructivo. Stefan Banach y Alfred Tarski demostraron que el axioma de elección puede usarse para descomponer una bola sólida en un número finito de piezas que luego pueden reorganizarse, sin escalado, para formar dos bolas sólidas del tamaño original. [ 41 ] Este teorema, conocido como la paradoja de Banach-Tarski , es uno de los muchos resultados contraintuitivos del axioma de elección.
La hipótesis del continuo, propuesta inicialmente como conjetura por Cantor, fue incluida por David Hilbert entre sus 23 problemas en 1900. Gödel demostró que la hipótesis del continuo no puede refutarse a partir de los axiomas de la teoría de conjuntos de Zermelo-Fraenkel (con o sin el axioma de elección), desarrollando el universo construible de la teoría de conjuntos en el que la hipótesis del continuo debe cumplirse. En 1963, Paul Cohen demostró que la hipótesis del continuo no puede probarse a partir de los axiomas de la teoría de conjuntos de Zermelo-Fraenkel. [ 27 ] Sin embargo, este resultado de independencia no resolvió completamente la cuestión de Hilbert, ya que es posible que nuevos axiomas para la teoría de conjuntos puedan resolver la hipótesis. W. Hugh Woodin ha realizado trabajos recientes en esta línea , aunque su importancia aún no está clara. [ 42 ]
La investigación contemporánea en teoría de conjuntos incluye el estudio de los cardinales grandes y la determinabilidad . Los cardinales grandes son números cardinales con propiedades particulares tan fuertes que su existencia no puede probarse en ZFC. La existencia del cardinal grande más pequeño que se suele estudiar, un cardinal inaccesible , ya implica la consistencia de ZFC. A pesar de que los cardinales grandes tienen una cardinalidad extremadamente alta , su existencia tiene muchas ramificaciones para la estructura de la recta real. La determinabilidad se refiere a la posible existencia de estrategias ganadoras para ciertos juegos de dos jugadores (se dice que los juegos están determinados ). La existencia de estas estrategias implica propiedades estructurales de la recta real y otros espacios polacos .
Teoría de modelos
La teoría de modelos estudia los modelos de diversas teorías formales. Aquí, una teoría es un conjunto de fórmulas en una lógica formal y signatura particulares , mientras que un modelo es una estructura que proporciona una interpretación concreta de la teoría. La teoría de modelos está estrechamente relacionada con el álgebra universal y la geometría algebraica , aunque sus métodos se centran más en consideraciones lógicas que los de estos campos.
El conjunto de todos los modelos de una teoría particular se denomina clase elemental ; la teoría clásica de modelos busca determinar las propiedades de los modelos en una clase elemental particular, o determinar si ciertas clases de estructuras forman clases elementales.
El método de eliminación de cuantificadores puede utilizarse para demostrar que los conjuntos definibles en teorías particulares no pueden ser demasiado complicados. Tarski estableció la eliminación de cuantificadores para cuerpos reales cerrados , un resultado que también muestra que la teoría del cuerpo de los números reales es decidible . [ 43 ] También señaló que sus métodos eran igualmente aplicables a cuerpos algebraicamente cerrados de característica arbitraria. Un subcampo moderno que se desarrolla a partir de esto se ocupa de las estructuras o-minimales .
El teorema de categoricidad de Morley , demostrado por Michael D. Morley , [ 44 ] establece que si una teoría de primer orden en un lenguaje contable es categórica en alguna cardinalidad no contable, es decir, todos los modelos de esta cardinalidad son isomorfos, entonces es categórica en todas las cardinalidades no contables.
Una consecuencia trivial de la hipótesis del continuo es que una teoría completa con menos de un continuo de modelos numerables no isomorfos solo puede tener una cantidad numerable de modelos. La conjetura de Vaught , que lleva el nombre de Robert Lawson Vaught , afirma que esto es cierto incluso independientemente de la hipótesis del continuo. Se han establecido muchos casos especiales de esta conjetura.
Teoría de la recursión
La teoría de la recursión , también llamada teoría de la computabilidad , estudia las propiedades de las funciones computables y los grados de Turing , que dividen las funciones no computables en conjuntos con el mismo nivel de incomputabilidad. La teoría de la recursión también incluye el estudio de la computabilidad y la definibilidad generalizadas. Esta teoría surgió del trabajo de Rózsa Péter , Alonzo Church y Alan Turing en la década de 1930, y fue ampliamente ampliada por Kleene y Post en la década de 1940. [ 45 ]
La teoría clásica de la recursión se centra en la computabilidad de funciones de los números naturales a los números naturales. Los resultados fundamentales establecen una clase robusta y canónica de funciones computables con numerosas caracterizaciones independientes y equivalentes mediante máquinas de Turing , cálculo lambda y otros sistemas. Resultados más avanzados se refieren a la estructura de los grados de Turing y al retículo de conjuntos recursivamente enumerables .
La teoría de la recursión generalizada extiende las ideas de la teoría de la recursión a computaciones que ya no son necesariamente finitas. Incluye el estudio de la computabilidad en tipos superiores, así como áreas como la teoría hiperaritmética y la teoría de la α -recursión .
La investigación contemporánea en teoría de la recursión incluye el estudio de aplicaciones como la aleatoriedad algorítmica , la teoría de modelos computables y las matemáticas inversas , así como nuevos resultados en teoría de la recursión pura.
Problemas irresolubles algorítmicamente
Un subcampo importante de la teoría de la recursión estudia la irresolubilidad algorítmica; un problema de decisión o un problema de función es irresoluble algorítmicamente si no existe ningún algoritmo computable posible que devuelva la respuesta correcta para todas las entradas válidas del problema. Los primeros resultados sobre la irresolubilidad, obtenidos independientemente por Church y Turing en 1936, demostraron que el problema de decisión (Entscheidungsproblem) es irresoluble algorítmicamente. Turing lo demostró al establecer la irresolubilidad del problema de la parada , un resultado con amplias implicaciones tanto en la teoría de la recursión como en la informática.
Existen numerosos ejemplos conocidos de problemas indecidibles en matemáticas ordinarias. El problema de la palabra para grupos fue demostrado como irresoluble algorítmicamente por Pyotr Novikov en 1955 e independientemente por W. Boone en 1959. El problema del castor ocupado , desarrollado por Tibor Radó en 1962, es otro ejemplo bien conocido.
El décimo problema de Hilbert solicitaba un algoritmo para determinar si una ecuación polinómica multivariable con coeficientes enteros tiene una solución en los enteros. Julia Robinson , Martin Davis y Hilary Putnam lograron avances parciales . La irresolubilidad algorítmica del problema fue demostrada por Yuri Matiyasevich en 1970. [ 46 ]
Teoría de la demostración y matemáticas constructivas
La teoría de la demostración estudia las pruebas formales en diversos sistemas de deducción lógica. Estas pruebas se representan como objetos matemáticos formales, lo que facilita su análisis mediante técnicas matemáticas. Se suelen considerar varios sistemas de deducción, entre ellos los sistemas de deducción de Hilbert , los sistemas de deducción natural y el cálculo de secuentes desarrollado por Gentzen.
El estudio de las matemáticas constructivas , en el contexto de la lógica matemática, incluye el estudio de sistemas en lógica no clásica, como la lógica intuicionista, así como el estudio de sistemas predicativos . Un defensor temprano del predicativismo fue Hermann Weyl , quien demostró que es posible desarrollar gran parte del análisis real utilizando únicamente métodos predicativos. [ 47 ]
Dado que las demostraciones son completamente finitas, mientras que la verdad en una estructura no lo es, es común que en matemáticas constructivas se haga hincapié en la demostrabilidad. La relación entre la demostrabilidad en sistemas clásicos (o no constructivos) y la demostrabilidad en sistemas intuicionistas (o constructivos, respectivamente) resulta de particular interés. Resultados como la traducción negativa de Gödel-Gentzen demuestran que es posible integrar (o traducir ) la lógica clásica en la lógica intuicionista, lo que permite transferir algunas propiedades de las demostraciones intuicionistas a las demostraciones clásicas.
Entre los avances recientes en la teoría de la demostración se incluyen el estudio de la minería de pruebas realizado por Ulrich Kohlenbach y el estudio de los ordinales de la teoría de la demostración realizado por Michael Rathjen .
Aplicaciones
La lógica matemática se ha aplicado con éxito no solo a las matemáticas y sus fundamentos ( G. Frege , B. Russell , D. Hilbert , P. Bernays , H. Scholz , R. Carnap , S. Lesniewski , T. Skolem ), sino también a la física (R. Carnap, A. Dittrich, B. Russell, CE Shannon , AN Whitehead , H. Reichenbach , P. Fevrier), a la biología ( JH Woodger , A. Tarski ), a la psicología ( FB Fitch , CG Hempel ), al derecho y la moral ( K. Menger , U. Klug, P. Oppenheim), a la economía ( J. Neumann , O. Morgenstern ), a cuestiones prácticas ( EC Berkeley , E. Stamm) e incluso a la metafísica (J. [Jan] Salamucha, H. Scholz, JM Bochenski ). Sus aplicaciones a la historia de la lógica han demostrado ser extremadamente fructífero ( J. Lukasiewicz , H. Scholz, B. Mates , A. Becker, E. Moody , J. Salamucha, K. Duerr, Z. Jordan, P. Boehner , JM Bochenski, S. [Stanislaw] T. Schayer, D. Ingalls )". [ 48 ] "También se han hecho aplicaciones a la teología (F. Drewnowski, J. Salamucha, I. Tomás)." [ 48 ]
Conexiones con la informática
El estudio de la teoría de la computabilidad en informática está estrechamente relacionado con el estudio de la computabilidad en lógica matemática. Sin embargo, existe una diferencia de enfoque. Los informáticos suelen centrarse en lenguajes de programación concretos y en la computabilidad factible , mientras que los investigadores en lógica matemática suelen centrarse en la computabilidad como concepto teórico y en la no computabilidad.
La teoría de la semántica de los lenguajes de programación está relacionada con la teoría de modelos , al igual que la verificación de programas (en particular, la comprobación de modelos ). La correspondencia de Curry-Howard entre pruebas y programas se relaciona con la teoría de la demostración , especialmente con la lógica intuicionista . Los cálculos formales, como el cálculo lambda y la lógica combinatoria, se estudian actualmente como lenguajes de programación idealizados .
La informática también contribuye a las matemáticas mediante el desarrollo de técnicas para la comprobación automática o incluso la búsqueda de demostraciones, como la demostración automática de teoremas y la programación lógica .
La teoría de la complejidad descriptiva relaciona las lógicas con la complejidad computacional . El primer resultado significativo en este campo, el teorema de Fagin (1974), estableció que NP es precisamente el conjunto de lenguajes expresables mediante oraciones de lógica existencial de segundo orden .
Fundamentos de las matemáticas
En el siglo XIX, los matemáticos tomaron conciencia de las lagunas lógicas e inconsistencias en su campo. Se demostró que los axiomas de Euclides para la geometría, que se habían enseñado durante siglos como ejemplo del método axiomático, eran incompletos. El uso de infinitesimales , e incluso la propia definición de función , se pusieron en tela de juicio en el análisis, al descubrirse ejemplos patológicos como la función continua no diferenciable de Weierstrass.
El estudio de Cantor sobre conjuntos infinitos arbitrarios también suscitó críticas. Leopold Kronecker afirmó célebremente: «Dios creó los números enteros; todo lo demás es obra del hombre», abogando así por el retorno al estudio de objetos finitos y concretos en matemáticas. Si bien el argumento de Kronecker fue retomado por los constructivistas en el siglo XX, la comunidad matemática en su conjunto lo rechazó. David Hilbert defendió el estudio del infinito, declarando: «Nadie nos expulsará del paraíso que Cantor ha creado».
Los matemáticos comenzaron a buscar sistemas axiomáticos que pudieran formalizar gran parte de las matemáticas. Además de eliminar la ambigüedad de términos previamente ingenuos como «función», se esperaba que esta axiomatización permitiera realizar pruebas de consistencia. En el siglo XIX, el método principal para demostrar la consistencia de un conjunto de axiomas consistía en proporcionar un modelo para el mismo. Así, por ejemplo, se puede demostrar la consistencia de la geometría no euclidiana definiendo «punto» como un punto en una esfera fija y «línea» como un círculo máximo en la esfera. La estructura resultante, un modelo de geometría elíptica , satisface los axiomas de la geometría plana, excepto el postulado de las paralelas.
Con el desarrollo de la lógica formal, Hilbert se preguntó si sería posible demostrar la consistencia de un sistema axiomático analizando la estructura de las posibles demostraciones en dicho sistema y mostrando, mediante este análisis, que es imposible probar una contradicción. Esta idea dio origen al estudio de la teoría de la demostración . Además, Hilbert propuso que el análisis fuera completamente concreto, utilizando el término «finitario» para referirse a los métodos que permitiría, pero sin definirlos con precisión. Este proyecto, conocido como el programa de Hilbert , se vio seriamente afectado por los teoremas de incompletitud de Gödel, que demuestran que la consistencia de las teorías formales de la aritmética no puede establecerse utilizando métodos formalizables en dichas teorías. Gentzen demostró que es posible producir una demostración de la consistencia de la aritmética en un sistema finitario aumentado con axiomas de inducción transfinita , y las técnicas que desarrolló para ello fueron fundamentales en la teoría de la demostración.
Una segunda línea argumental en la historia de los fundamentos de las matemáticas involucra lógicas no clásicas y matemáticas constructivas . El estudio de las matemáticas constructivas abarca diversos programas con distintas definiciones de constructividad . En su versión más flexible, muchos matemáticos denominan constructivas a las demostraciones en teoría de conjuntos ZF que no utilizan el axioma de elección. Versiones más limitadas del constructivismo se restringen a los números naturales , las funciones de la teoría de números y los conjuntos de números naturales (que pueden usarse para representar números reales, facilitando el estudio del análisis matemático ). Una idea común es que se debe conocer un método concreto para calcular los valores de la función antes de poder afirmar que la función existe.
A principios del siglo XX, Luitzen Egbertus Jan Brouwer fundó el intuicionismo como parte de la filosofía de las matemáticas . Esta filosofía, inicialmente mal comprendida, sostenía que para que un enunciado matemático fuera verdadero para un matemático, este debía ser capaz de intuirlo , es decir, no solo creer en su verdad, sino también comprender la razón de la misma. Una consecuencia de esta definición de verdad fue el rechazo del principio del tercero excluido , ya que, según Brouwer, existen enunciados que no podían considerarse verdaderos, mientras que sus negaciones tampoco. La filosofía de Brouwer fue influyente y provocó acaloradas disputas entre destacados matemáticos. Kleene y Kreisel estudiarían posteriormente versiones formalizadas de la lógica intuicionista (Brouwer rechazó la formalización y presentó su trabajo en lenguaje natural no formalizado). Con la llegada de la interpretación BHK y los modelos de Kripke , el intuicionismo se volvió más fácil de conciliar con las matemáticas clásicas.
Véase también
Notas
- ↑ En el prólogo de la primera edición de 1934 de " Grundlagen der Mathematik " ( Hilbert & Bernays 1934 ), Bernays escribió lo siguiente, que recuerda la famosa nota de Frege cuando se le informó de la paradoja de Russell.
"Die Ausführung dieses Vorhabens hat eine wesentliche Verzögerung dadurch erfahren, daß in einem Stadium, in dem die Darstellung schon ihrem Abschuß nahe war, durch das Erscheinen der Arbeiten von Herbrand und von Gödel eine veränderte Situation im Gebiet der Beweistheorie entstand, welche die Berücksichtigung neuer Einsichten zur Aufgabe machte Dabei ist der Umfang des Buches angewachsen, so daß eine Teilung in zwei Bände angezeigt erschien."
Traducción:La realización de este proyecto [de Hilbert para una exposición sobre la teoría de la demostración aplicada a la lógica matemática] sufrió un retraso considerable debido a que, cuando la exposición estaba casi concluida, se produjo un cambio en el panorama de la teoría de la demostración a raíz de la aparición de las obras de Herbrand y Gödel, lo que hizo necesaria la consideración de nuevas perspectivas. Por consiguiente, el alcance de este libro se amplió, por lo que se consideró conveniente dividirlo en dos volúmenes.
Así pues, Hilbert era plenamente consciente de la importancia del trabajo de Gödel en 1934. El segundo volumen, publicado en 1939, incluía una versión de la demostración de consistencia de Gentzen para la aritmética. - ↑ Soare ofrece un estudio detallado de esta terminología en 1996 .
- ↑ Ferreirós (2001) analiza el auge de la lógica de primer orden sobre otras lógicas formales a principios del siglo XX.
Referencias
- ↑ Barwise (1989) .
- ↑ "Lógica y complejidad computacional | Departamento de Matemáticas" . math.ucsd.edu . Consultado el 5 de diciembre de 2024 .
- ↑ "Teoría de la Computabilidad y Fundamentos de las Matemáticas / 17-20 de febrero de 2014 / Instituto Tecnológico de Tokio, Tokio, Japón" (PDF) .
- ↑ Ferreirós (2001) , pág. 443.
- ↑ Bochenski (1959) , secc. 0,1, pág. 1.
- ↑ Swineshead (1498) .
- ↑ Boehner (1950) , pág. xiv.
- ↑ Katz (1998) , pág. 686.
- ↑ «Bertić, Vatroslav» . www.enciklopedija.hr . Consultado el 1 de mayo de 2023 .
- ↑ Peano (1889) .
- ↑ Dedekind (1888) .
- ↑ Katz (1998) , pág. 774.
- ↑ Lobachevsky (1840) .
- ↑ Hilbert (1899) .
- ↑ Pasch (1882) .
- ↑ Felscher (2000) .
- ↑ Dedekind (1872) .
- ↑ Cantor (1874) .
- ↑ Katz (1998) , pág. 807.
- 1 2 Zermelo (1904) .
- ↑ Zermelo (1908a) .
- ↑ Burali-Forti (1897) .
- ↑ Richard (1905) .
- 1 2 Zermelo (1908b) .
- ↑ Ferreirós (2001) , pág. 445.
- 1 2 Fraenkel (1922) .
- 1 2 Cohen (1966) .
- ↑ Véase también Cohen 2008 .
- ↑ Löwenheim (1915) .
- ↑ Skolem (1920) .
- 1 2 Gödel (1929) .
- ↑ Gentzen (1936) .
- ↑ Gödel (1958) .
- ↑ Lewis Carroll: LÓGICA SIMBÓLICA Parte I Elemental. Publicado por Macmillan en 1896. Disponible en línea en: https://archive.org/details/symboliclogic00carr
- ↑ Carroll (1896) .
- ↑ Kleene (1943) .
- ↑ Turing (1939) .
- ↑ Gödel (1931) .
- ↑ Solovay (1976) .
- ↑ Hamkins y Löwe (2007) .
- ↑ Banach y Tarski (1924) .
- ↑ Woodin (2001) .
- ↑ Tarski (1948) .
- ↑ Morley (1965) .
- ↑ Soare (2011) .
- ↑ Davis (1973) .
- ↑ Weyl 1918 .
- ^ Bochenski (1959) , sec. 0,3, pág. 2.
Textos de pregrado
- Boolos, George ; Burgess, John; Jeffrey, Richard (2002). Computabilidad y lógica (4.ª ed.). Cambridge University Press . ISBN 9780521007580.
- Crossley, JN; Ash, CJ; Brickhill, CJ; Stillwell, JC; Williams, NH (1972). ¿Qué es la lógica matemática? Londres, Oxford, Nueva York: Oxford University Press . ISBN 9780198880875. Zbl 0251.02001 .
- Ebbinghaus, H.-D.; Flum, J.; Thomas, W. (1994). Lógica matemática (2.ª ed.). Nueva York : Springer . ISBN 9780387942582.
- Enderton, Herbert (2001). Introducción matemática a la lógica (2.ª ed.). Boston, MA: Academic Press . ISBN 978-0-12-238452-3.
- Fisher, Alec (1982). Teoría formal de números y computabilidad: un libro de ejercicios . (Adecuado como primer curso para estudio independiente) (1.ª ed.). Oxford University Press. ISBN 978-0-19-853188-3.
- Hamilton, AG (1988). Lógica para matemáticos (2.ª ed.). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-36865-0.
- Hedman, Shawn (2004), Un primer curso de lógica: una introducción a la teoría de modelos, la teoría de la demostración, la computabilidad y la complejidad , Oxford University Press , 2004, ISBN 0-19-852981-3Abarca lógicas estrechamente relacionadas con la teoría de la computabilidad y la teoría de la complejidad .
- Katz, Robert (1964). Análisis axiomático . Boston, MA: DC Heath and Company .
- Mendelson, Elliott (1997). Introducción a la lógica matemática (4.ª ed.). Londres: Chapman & Hall . ISBN 978-0-412-80830-2.
- Rautenberg, Wolfgang (2010). Una introducción concisa a la lógica matemática (3.ª ed.). Nueva York : Springer . doi : 10.1007/978-1-4419-1221-3 . ISBN 9781441912206.
- Schwichtenberg, Helmut (2003-2004). Lógica Matemática (PDF) . Múnich : Mathematisches Institut der Universität München . Consultado el 24 de febrero de 2016 .
- van Dalen, Dirk (2013). Lógica y Estructura . Texto universitario. Berlín: Springer . doi : 10.1007/978-1-4471-4558-5 . ISBN 978-1-4471-4557-8.
- Walicki, Michał (2011). Introducción a la Lógica Matemática . Singapur : Publicaciones científicas mundiales . ISBN 9789814343879.
Textos de posgrado
- Andrews, Peter B. (2002). Introducción a la lógica matemática y la teoría de tipos: Hacia la verdad a través de la demostración (2.ª ed.). Boston : Kluwer Academic Publishers. ISBN 978-1-4020-0763-7.
- Barwise, Jon , ed. (1989). Manual de lógica matemática . Estudios en lógica y fundamentos de las matemáticas. Ámsterdam : Elsevier . ISBN 9780444863881.
- Hinman, Peter G. (2005). Fundamentos de lógica matemática . AK Peters, Ltd. ISBN 1-56881-262-0.
- Hodges, Wilfrid (1997). Una teoría de modelos más breve . Cambridge University Press . ISBN 9780521587136.
- Jech, Thomas (2003). Teoría de conjuntos: Edición del milenio . Monografías de Springer en matemáticas. Berlín, Nueva York: Springer . ISBN 9783540440857.
- Kleene, Stephen Cole (1952). Introducción a la metamatemática. Nueva York: Van Nostrand. (Ishi Press: reimpresión de 2009).
- Kleene, Stephen Cole (1967). Lógica matemática. John Wiley. Reimpresión de Dover, 2002. ISBN 0-486-42533-9.
- Shoenfield, Joseph R. (2001) [1967]. Lógica matemática (2.ª ed.). AK Peters . ISBN 9781568811352.
- Troelstra, Anne Sjerp ; Schwichtenberg, Helmut (2000). Teoría básica de la demostración . Cambridge Tracts in Theoretical Computer Science (2.ª ed.). Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-77911-1.
Artículos de investigación, monografías, textos y estudios
- Augusto, Luis M. (2017). Consecuencias lógicas. Teoría y aplicaciones: Una introducción . Londres: College Publications. ISBN 978-1-84890-236-7.
- Boehner, Filoteo (1950). Lógica medieval . Manchester.
{{cite book}}: CS1 mantenimiento: falta el editor de ubicación ( enlace ) - Cohen, Paul J. (1966). Teoría de conjuntos y la hipótesis del continuo . Menlo Park, CA : WA Benjamin.
- Cohen, Paul J. (2008) [1966]. Teoría de conjuntos y la hipótesis del continuo . Mineola, NY : Dover Publications. ISBN 9780486469218.
- Davis, Martin (1973). " El décimo problema de Hilbert es irresoluble". The American Mathematical Monthly . 80 (3): 233– 269. doi : 10.2307/2318447 . JSTOR 2318447 . Reimpreso como apéndice en Martin Davis (1985). Computabilidad e insolubilidad . Dover. ISBN 9780486614717.
- Felscher, Walter (2000). "Bolzano, Cauchy, Epsilon, Delta". The American Mathematical Monthly . 107 (9): 844– 862. doi : 10.2307/2695743 . JSTOR 2695743 .
- Ferreirós, José (2001). "El camino a la lógica moderna: una interpretación" (PDF) . Boletín de lógica simbólica . 7 (4): 441– 484. doi : 10.2307/2687794 . hdl : 11441/38373 . JSTOR 2687794. S2CID 43258676 .
- Hamkins, Joel David; Löwe, Benedikt (2007). "La lógica modal de la imposición". Transactions of the American Mathematical Society . 360 (4): 1793– 1818. arXiv : math/0509616 . doi : 10.1090/s0002-9947-07-04297-3 . S2CID 14724471 .
- Katz, Victor J. (1998). Historia de las matemáticas . Addison–Wesley. ISBN 9780321016188.
- Morley, Michael (1965). "Categoricity in Power" . Transactions of the American Mathematical Society . 114 (2): 514– 538. doi : 10.2307/1994188 . JSTOR 1994188 .
- Sneed, JD (1971). La estructura lógica de la física matemática . Reidel, Dordrecht, 1971 (edición revisada 1979).
- Soare, Robert I. (1996). "Computabilidad y recursión". Boletín de lógica simbólica . 2 (3): 284– 321. CiteSeerX 10.1.1.35.5803 . doi : 10.2307/420992 . JSTOR 420992. S2CID 5894394 .
- Solovay, Robert M. (1976). "Interpretaciones de demostrabilidad de la lógica modal". Israel Journal of Mathematics . 25 ( 3– 4): 287– 304. doi : 10.1007/BF02757006 . S2CID 121226261 .
- Woodin, W. Hugh (2001). "La hipótesis del continuo, parte I" (PDF) . Notices of the American Mathematical Society . 48 (6).
Artículos, textos y colecciones clásicas
- Banach, Stefan ; Tarski, Alfred (1924). "Sobre la descomposición de conjuntos de puntos en partidos respectivamente congruentes" (PDF) . Fundamenta Mathematicae (en francés). 6 : 244– 277. doi : 10.4064/fm-6-1-244-277 .
Bochenski, Jozef Maria, ed. (1959). A Precis of Mathematical Logic . Synthese Library, Vol. 1. Traducido por Otto Bird. Dordrecht : Springer . doi : 10.1007/978-94-017-0592-9 . ISBN 9789048183296.{{cite book}}: Incompatibilidad de ISBN/Fecha ( ayuda )
- Burali-Forti, Cesare (1897). Una pregunta sobre números transfinitos .Reimpreso en van Heijenoort 1976 , págs. 104-111 .
Cantor, Georg (1874). "Ueber eine Eigenschaft des Inbegriffes aller reellen algebraischen Zahlen" (PDF) . Journal für die Reine und Angewandte Mathematik . 1874 (77): 258– 262. doi : 10.1515/crll.1874.77.258 . S2CID 199545885 . Carroll, Lewis (1896). Lógica simbólica . Reimpresiones del legado de Kessinger. ISBN 9781163444955.{{cite book}}: Incompatibilidad de ISBN/Fecha ( ayuda )
- Dedekind, Richard (1872). Stetigkeit und irrationale Zahlen (en alemán).Traducción al inglés como: "Consistencia y números irracionales".
- Dedekind, Richard (1888). Was sind und was sollen die Zahlen? .Dos traducciones al inglés:
- 1963 (1901). Ensayos sobre la teoría de los números . Beman, WW, ed. y trad. Dover.
- 1996. En De Kant a Hilbert: Un libro de referencia sobre los fundamentos de las matemáticas , 2 vols., Ewald, William B., ed., Oxford University Press : 787–832.
- Fraenkel, Abraham A. (1922). "Der Begriff 'definit' und die Unabhängigkeit des Auswahlsaxioms". Sitzungsberichte der Preussischen Akademie der Wissenschaften, Physikalisch-mathematische Klasse (en alemán). págs. 253-257 . Reimpreso en traducción al inglés como "The notion of 'definite' and the independent of the axiom of choice" en van Heijenoort 1976 , pp. 284–289 .
- Frege, Gottlob (1879). Begriffsschrift , eine der arithmetischen nachgebildete Formelsprache des reinen Denkens . Halle AS: Louis Nebert. Traducción: Concept Script, un lenguaje formal de pensamiento puro inspirado en el de la aritmética , por S. Bauer-Mengelberg en van Heijenoort 1976 .
- Frege, Gottlob (1884). Die Grundlagen der Arithmetik: eine logisch-matematische Untersuchung über den Begriff der Zahl . Breslau: W. Koebner. Traducción: JL Austin , 1974. Los fundamentos de la aritmética: una investigación lógico-matemática sobre el concepto de número , 2ª ed. Blackwell.
- Gentzen, Gerhard (1936). "Die Widerspruchsfreiheit der reinen Zahlentheorie". Annalen Matemáticas . 112 : 132–213.doi : 10.1007 / BF01565428 . S2CID 122719892 . Reimpreso en traducción al inglés en Obras completas de Gentzen , ME Szabo, ed., North-Holland, Ámsterdam, 1969.
- Gödel, Kurt (1929). Über die Vollständigkeit des Logikkalküls [ Completitud del cálculo lógico ] . tesis doctoral. Universidad de Viena.
- Gödel, Kurt (1930). "Die Vollständigkeit der Axiome des logischen Funktionen-kalküls" [ La completitud de los axiomas del cálculo de funciones lógicas ] . Monatshefte für Mathematik und Physik (en alemán). 37 : 349– 360. doi : 10.1007/BF01696781 . S2CID 123343522 .
- Gödel, Kurt (1931). "Über formal unentscheidbare Sätze der Principia Mathematica und verwandter Systeme I" [ Sobre proposiciones formalmente indecidibles de Principia Mathematica y sistemas relacionados ] . Monatshefte für Mathematik und Physik (en alemán). 38 (1): 173– 198. doi : 10.1007/BF01700692 . S2CID 197663120 .
- Gödel, Kurt (1958). "Über eine bisher noch nicht benützte Erweiterung des finiten Standpunktes" . Dialéctica (en alemán). 12 ( 3– 4): 280– 287. doi : 10.1111/j.1746-8361.1958.tb01464.x .Reimpreso en traducción al inglés en Obras Completas de Gödel , vol. II, Solomon Feferman et al., eds. Oxford University Press, 1993.
- van Heijenoort, Jean , ed. (1976) [1967]. De Frege a Gödel: Un libro de referencia en lógica matemática, 1879-1931 (3.ª ed.). Cambridge, MA : Harvard University Press . ISBN 9780674324497(pbk.).
- Hilbert, David (1899). Grundlagen der Geometrie (en alemán). Leipzig : Teubner.Edición en inglés de 1902 ( Los fundamentos de la geometría ), reeditada en 1980 por Open Court, Chicago.
- Hilbert, David (1929). "Problema der Grundlegung der Mathematik" . Annalen Matemáticas . 102 : 1– 9. doi : 10.1007/BF01782335 . S2CID 122870563 . Archivado desde el original el 8 de septiembre de 2017 . Consultado el 16 de septiembre de 2013 . Conferencia impartida en el Congreso Internacional de Matemáticos, el 3 de septiembre de 1928. Publicada en traducción al inglés como "The Grounding of Elementary Number Theory" (Los fundamentos de la teoría elemental de números) en Mancosu 1998, págs. 266-273.
- Hilbert, David ; Bernays, Pablo (1934). Grundlagen der Mathematik. I . Die Grundlehren der mathematischen Wissenschaften. vol. 40. Berlín, Nueva York: Springer . ISBN 9783540041344. JFM 60.0017.02 . MR 0237246 .
{{cite book}}: Incompatibilidad de ISBN/Fecha ( ayuda ) - Kleene, Stephen Cole (1943). "Predicados y cuantificadores recursivos" . Transactions of the American Mathematical Society . 53 (1): 41– 73. doi : 10.2307/1990131 . JSTOR 1990131 .
- Lobachevsky, Nikolai (1840). Geometrishe Untersuchungen zur Theorie der Parellellinien (en alemán).Reimpreso en traducción al inglés como Robert Bonola, ed. (1955). «Investigaciones geométricas sobre la teoría de las líneas paralelas». Geometría no euclidiana . Dover. ISBN 0-486-60027-0.
{{cite book}}: Incompatibilidad de ISBN/Fecha ( ayuda ) - Lowenheim, Leopold (1915). "Über Möglichkeiten im Relativkalkül" . Mathematische Annalen (en alemán). 76 (4): 447– 470. doi : 10.1007/BF01458217 . ISSN 0025-5831 . S2CID 116581304 . Archivado desde el original el 8 de septiembre de 2017 . Consultado el 16 de septiembre de 2013 . Traducido como "Sobre las posibilidades en el cálculo de relativos" en Jean van Heijenoort (1967). A Source Book in Mathematical Logic, 1879–1931 . Harvard Univ. Press. pp. 228–251 .
- Mancosu, Paolo , ed. (1998). De Brouwer a Hilbert. El debate sobre los fundamentos de las matemáticas en la década de 1920. Oxford University Press.
- Pasch, Moritz (1882). Vorlesungen über neuere Geometrie .
- Peano, Giuseppe (1889). Arithmetices principia, nova Methodo exposita (en lituano).Fragmento reimpreso en traducción al inglés como "Los principios de la aritmética, presentados mediante un nuevo método" en van Heijenoort 1976 , pp. 83–97 .
- Ricardo, Jules (1905). "Los principios de las matemáticas y el problema de los conjuntos". Revue Générale des Sciences Pures et Appliquées (en francés). 16 : 541.Reimpreso en traducción al inglés como "Los principios de las matemáticas y los problemas de conjuntos" en van Heijenoort 1976 , pp. 142–144 .
- Skolem, Thoralf (1920). "Logisch-kombinatorische Untersuchungen über die Erfüllbarkeit oder Beweisbarkeit mathematischer Sätze nebst einem Theoreme über dichte Mengen". Videnskapsselskapet Skrifter, I. Matematisk-naturvidenskabelig Klasse (en alemán). 6 : 1-36 .
Soare, Robert Irving (22 de diciembre de 2011). "Teoría y aplicaciones de la computabilidad: El arte de la computabilidad clásica" (PDF) . Departamento de Matemáticas . Universidad de Chicago. Archivado del original (PDF) el 30 de junio de 2022. Recuperado el 23 de agosto de 2017 .Swineshead, Richard (1498). Calculations Suiseth Anglici (en lituano). Papie: Per Franciscum Gyrardengum.{{cite book}}: CS1 mantenimiento: ubicación del editor ( enlace )
- Tarski, Alfred (1948). Un método de decisión para álgebra y geometría elementales . Santa Monica CA : RAND Corporation .
- Turing, Alan M. (1939). "Sistemas de lógica basados en ordinales". Actas de la Sociedad Matemática de Londres . 45 (2): 161– 228. doi : 10.1112/plms/s2-45.1.161 . hdl : 21.11116/0000-0001-91CE-3 .
- Weyl, Hermann (1918). El continuo. Kritische Untersuchungen über die Grundlagen der Analysis (en alemán). Leipzig.
{{cite book}}: CS1 mantenimiento: falta el editor de ubicación ( enlace ) - Zermelo, Ernst (1904). "Beweis, daß jede Menge wohlgeordnet werden kann" . Mathematische Annalen (en alemán). 59 (4): 514– 516. doi : 10.1007/BF01445300 . S2CID 124189935 . Archivado desde el original el 5 de marzo de 2016 . Consultado el 16 de septiembre de 2013 . Reimpreso en traducción al inglés como "Proof that every set can be well-ordered" en van Heijenoort 1976 , pp. 139–141 .
- Zermelo, Ernst (1908a). "Neuer Beweis für die Möglichkeit einer Wohlordnung" . Mathematische Annalen (en alemán). 65 : 107– 128. doi : 10.1007/BF01450054 . ISSN 0025-5831 . S2CID 119924143 . Archivado desde el original el 8 de septiembre de 2017 . Consultado el 16 de septiembre de 2013 . Reimpreso en traducción al inglés como "Una nueva prueba de la posibilidad de un buen ordenamiento" en van Heijenoort 1976 , pp. 183–198 .
- Zermelo, Ernst (1908b). "Untersuchungen über die Grundlagen der Mengenlehre" . Annalen Matemáticas . 65 (2): 261– 281. doi : 10.1007/BF01449999 . S2CID 120085563 . Archivado desde el original el 8 de septiembre de 2017 . Consultado el 16 de septiembre de 2013 .
Enlaces externos
- "Lógica matemática" , Enciclopedia de Matemáticas , EMS Press , 2001 [1994]
- Lógica polivaluada y lógica de relación de cantidades
- para todo x: una introducción a la lógica formal , un libro de texto gratuito de PD Magnus
- Un curso de problemas de lógica matemática , un libro de texto gratuito de Stefan Bilaniuk.
- Detlovs, Vilnis y Podnieks, Karlis (Universidad de Letonia), Introducción a la lógica matemática (hiperlibro de texto)
- En la Enciclopedia de Filosofía de Stanford :
- Lógica clásica de Stewart Shapiro
- Teoría de modelos de primer orden por Wilfrid Hodges
- En la Guía de Estudio de Filosofía de Londres, archivada el 25/11/2005 en Wayback Machine :
- Lógica matemática archivada el 25/01/2009 en la Wayback Machine.
- Teoría de conjuntos y lógica avanzada. Archivado el 27 de febrero de 2009 en Wayback Machine.
- Filosofía de las Matemáticas Archivado el 20/06/2009 en Wayback Machine
- Facultad de Matemáticas, Universidad de Manchester, Lógica Matemática del Prof. Jeff Paris (material del curso y artículos inéditos)
- Lógica matemática
- Lógica
- Filosofía de las matemáticas