Avec
des si...
"Les mathématiques
sont une science
dans laquelle on ne sait jamais de quoi on parle,
et où l'on ne sait jamais si ce que l'on dit est vrai."
Bertrand
Russell
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Russell
et le Pape
Un
étudiant en philosophie demanda à Russell
quelques éclaircissements
:
"Prétendez-vous que de "2+2 = 5", il s'ensuit que vous êtes
le Pape ? "
"Oui", fit Russell.
L'étudiant étant sceptique Russell proposa la démonstration
suivante :
(1)
Supposons que 2 + 2 = 5.
(2)
Soustrayons 2 de chaque membre de l'identité, nous obtenons
2 = 3.
(3)
Par symétrie, 3 = 2.
(4)
Soustrayons 1 de chaque côté, il vient 2 = 1.
Maintenant le
Pape et moi sommes deux.
Puisque 2 = 1, le Pape et moi sommes un.
Par suite je suis le Pape.
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Avec
des si ...
"Avec
des si... on referait le monde" ...
"Si
les poules avaient des dents alors j'irai sur la lune... " sont des
expressions populaires.
"Si 2+2=5, alors je suis le Pape" démontrait Russell.
Ces trois phrases ont en commun le principe de logique qui
affirme que :
Toute proposition
peut être déduite d'une proposition fausse.
Il faut bien l'avouer nous sommes un peu choqués dans
un premier temps.
L'implication
logique
Derrière
cette forme très peu intuitive se cache l'implication logique.
Trois propositions sont ici en jeu :
.
la prémisse
P dans l'implication P => Q
.
la fin Q
: la conclusion
.
la phrase
entière qui correspond à l'implication complète.
Mathématiquement,
il sagit de l'implication logique.
Elle étudie aussi le cas où la prémisse est
fausse.
Dans la vie courante nous ne considérons que très
peu ce cas qui nous choque, nous considérons P comme vraie.
On
établit la table de vérité de l'implication
ainsi :
L'expression
(A implique B) est vraie quand
.A
vrai et B vrai
assez
intuitif
.A
faux et B faux
peu
intuitif
.A
faux et B vrai
pas
intuitif (c'est ce cas qui est utilisé dans les phrases ci-dessus).
L'expression
(A implique B) est fausse quand
.A
vrai et B faux
intuitif .
L'implication logique
n'est fausse que dans le cas où la prémisse
P étant vraie Q est fausse.
C'est lorque A est faux seulement que cette définition n'est
plus intuitive.
Le
jeu mathématique
Nous sommes ici dans le jeu
des mathématiques ; celui qui a pour règle leprincipe
du "tiers exclus" .
Pour un énoncé
A bien formulé, il n'y a que deux possibilités :
ou bien A est vrai ou bien
c'est le contraire de A qui est vrai.
On a donc posé des règles logiques très strictes
assurées de ne jamais déboucher sur deux conséquences
contradictoires l'une de l'autre.
Ces définitions prennent souvent du sens dans des situations
de la vie pratique ou sociale. Mais ce n'est pas toujours le cas
et on a quelquefois des paradoxes apparents (notamment lorsqu'on
touche à l'infini) comme :
"La partie peut être aussi grande que le tout"
"la moitié de quelquechose peut être égale en
nombre à cette chose tout entière."
"Il y a autant de nombres pairs que d'entiers."
Alors Cantor se posait une autre question :
"Puis-je parler del'infini sans rencontrer de contradictions ?"
Amusements
logiques
Parmi
ces propositions,
trois sont fausses :
18 / 3 = 4,
2 est pair, 3 est impair donc (2 + 3) est impair,
cette expression contient exactement six mots
2 = 1
le dromadaire a une bosse.
A VOUS... (la solution est un peu plus bas )
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Lucifer
ment toujours,
Mazda
dit toujours la vérité,
Masoud dit
parfois vrai, parfois faux.
.Celui
de gauche dit :
"Celui du
milieu c'est Mazda."
.Celui
du milieu dit :
"Je suis Masoud."
. Celui
de droite dit :
"Celui du
milieu, c'est Lucifer."
Où EST MASOUD ?
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Un
crocodile s'est emparé d'un bébé et propose
à la maman :
"Si tu devines ce que je vais faire, je te le rends sinon je le
dévore. "
"Tu vas le dévorer !" s'écrie la mère.
QUE VA-T-IL
SE PASSER ?
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Un
père et son fils roulent en voiture.
ACCIDENT ! Le père est tué et le SAMU
emmène d'urgence le fils à l'hopital.
L'interne de service arrive , et, voyant son fils sur le
brancard, s'écrie :
"CIEL, mon fils !"
COMMENT EST-CE POSSIBLE ?
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La
mère de Toto a trois enfants Pim Pam
et ... ?
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Dans
une maison isolée,
avec une cheminée, une lampe à huile
et une seule allumette, vous ne pouvez
allumer qu'une chose.
QUELLE EST LA PREMIERE CHOSE
QUE VOUS ALLUMEZ ?
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Solutions
...
|
Oui trois
propositions sont fausses, les voici :
2
= 1
18
/ 3 = 4 et ;-)
trois
sont fausses :
Mais alors la dernière devient vraie, donc il n'y a plus
que deux propositions fausses. Nous nous retrouvons en pleine
contradiction comme dans le barbier
(2).
Le problème vient du fait que la proposition trois
sont fausses est incluse
à la fois dans la question et les propositions... Kurt
Gödel a démontré qu'à ce niveau on
est toujours bloqué. |
Mazda
n'est ni au milieu ni à gauche, donc il est à droite.
Comme
Mazda dit la vérité, Lucifer est au milieu.
Enfin
Masoud est à gauche.
Le
crocodile dévorera sans doute le petit ;o)
Si
le crocodile dévore le petit, alors la mère a raison
et le crocodile doit le lui redonner.
MAIS Si
le crocodile ne dévore pas le bébé, alors la
mère s'est trompée et le crocodile doit donc le dévorer
!
La situation
est contradictoire, on tourne en rond ...
Aussi Lewis
Carroll propose la solution suivante pleine de bon sens :
Si
le crocodile dévore le petit, la mère a raison et le
crocodile est de mauvaise foi.
Si
le crocodile ne dévore pas le petit, la mère a tort
et le crocodile est encore de mauvaise foi.
De toute façon, le crocodile manquera à sa parole.
On ne peut pas lui faire confiance !
Il
mangera sans aucun doute le bébé, c'est sa nature ;-)
L'interne
de service est la maman ! (Paternité et Maternité se
conjuguent non ? ;-)
NON
! ! ! pas Poum mais TOTO ;o)
c'est un classique...
La
bonne blague, craquez l'allumette...
;o)
Russell,
Gödel...
Bertrand
Russell,
mathématicien logicien philosophe britannique 1872-1970.
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La rencontre
de Russell avec son professeur Whitehead amène les
deux hommes à réfléchir sur le fondement
des mathématiques. Ils développent ce que l'on
appelle le logicisme. Les deux hommes définissent des
propositions qui prennent la valeur vraie ou fausse , et des
fonctions propositionnelles qui sont des propositions dépendant
d'une variable. Ils définissent les connecteurs et
leur valeur de vérité en fonction de celles
des propositions qui leurs sont appliquées. Ils donnent
des postulats non démontrables. Il en découle
les théorèmes de la logique.
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Russell et Whitehead se rendent
compte qu'un paradoxe peut apparaître, en théorie des
ensembles, lorsqu'une collection d'objets en contient un qui est
défini par la collection elle-même. Ils bâtissent
alors la théorie des types pour tenter d'éviter
ces paradoxes.
Le plus gros reproche fait à cette théorie est que
dans ce système, toutes les mathématiques se déduisent
de manière purement formelle, et donc toute intuition ou
apport de l'expérience sensible en est exclue.
Paradoxe de Russell (familiarisé par celui du barbier
en 1918)
Considérons l'ensemble A ={X / X
X}.
On doit avoir A
A ou A
A, mais chacune de ces hypothèses conduit à une
contradiction.
Petite anecdote
L'été 1919, Littlewood enthousiasmé
expliqua à Russell la théorie d'Einstein sur la relativité,
Russell qui à cette époque ne connaissait rien à
la physique explosa : "Dire que j'ai passé toute ma vie dans
la boue de l'ABSOLU."
Kurt
Gödel,
logicien américain (1906-1978) d'origine autrichienne.
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Les
travaux de Gödel touchent uniquement la logique mathématique.
Leur célébrité provient du fait qu'ils
démentent les conceptions que l'on a jusque-là
des fondements des mathématiques et qu'ils posent de
nouveaux problèmes philosophiques.
Hilbert
et Ackermann posent en 1928 la question :
Etant donné un système formel avec un langage,
des axiomes et des règles de déduction et une
notion d'interprétation dans des structures mathématiques,
toute assertion vérifiée dans toute interprétation
est-elle formellement déductible des axiomes ?
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Gödel
répond en 1929 par l'affirmative.I
Il démontre le théorème de complétude
du calcul des prédicats. Puis il démontre en 1930 et
1931 ses deux théorèmes d'incomplétude ; Ces
théorèmes prouvent que toute théorie mathématique
dans laquelle on peut formaliser l'arithmétique ne peut prouver
en elle-même sa non-contradiction. (1)
Petite anecdote
.Quand Gödel arriva en Amérique, il subit un petit
examen pour sa naturalisation.
En étudiant la constitution des Etats-Unis, il décela
de nombreuses contradictions logiques et remarqua que rien n'empêchait
en toute légalité, l'avènement d'une dictature.
Il fit part de ses découvertes à son ami Oscar Morgenstern
qui lui conseilla de ne rien en dire à son examen de citoyenneté.
.Toute sa vie Gödel souffrit de
dépression nerveuse et d'hypocondrie. On dit aussi qu'il avait
peur d'avoir peur d'être malade (sorte de récurrence qui rejoindrait
d'une certaine manière ses travaux... ). Il se laissa mourir de faim
le 14 janvier 1978.
Syllogismes
On
construit un raisonnement logique avec des syllogismes. Le plus connu
de l'histoire fut énoncé par Socrate (Athènes,
470-399 avant J.-C.) :
Tous les
hommes sont mortels,
Or
je suis un homme,
Donc
je suis mortel.
Un syllogisme est cmposé de trois phrases :
les deux premières énoncent une relation entre trois
choses (ici : les hommes, les mortels et je : Socrate)
et la troisième est une conséquence logique des deux
premières.
Aristote (Stagire, 384-322 avant
J.-C.) étudia toutes les catégories de syllogismes.
Beaucoup de logiciens les ont travaillé. Voici quatre extraits
de Logique sans Peine (éd Hermann, 1966).
Pour chacun de ces syllogismes indiquez si la conclusion est
certainement exacte,
certainement fausse,
ni certainement exacte, ni certainement inexacte.
Quelques
cravates sont de mauvais goût.
J'admire tout ce qui est de bon goût.
Il y a quelques cravates que je n'admire pas.
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Aucun
singe n'est soldat.
Tous les singes sont malicieux.
Quelques créatures malicieuses
ne sont pas des soldats. |
Aucun
fossile ne peut être malheureux en amour.
Une huître peut être malheureuse en amour
Les huîtres ne sont pas des fossiles. |
Aucun
empereur n'est dentiste.
Tous les dentistes sont redoutés
par les enfants.
Aucun empereur n'est redouté par les enfants.
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Solutions
Ni
certainement exacte,
ni certainement inexacte.
On ne sait pas. |
Exacte.
|
Exacte.
|
Ni
certainement exacte,
ni certainement inexacte.
On ne sait pas. |
(1)
Source : B.Hauchecorne et D.Surreau Des mathématiciens de
A à Z éditions ellipses
(2)Au
début du XXème siècle, Bertrand Russell et plus
tard Rudolf Carnap (Théorie dite des types logiques), montrent
que les entités logiques ne sont pas toutes de même type.
Le "tout" dans un ensemble d'objets n'est pas du même type que
les objets eux-mêmes
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