Inconsistance de ZF, avis des spécialistes ?

Bonjour,

je me suis battu avec un physicien sur un blog qui a prononcé une affirmation qui est synonyme de "ZF est évidemment consistante". Je crois que c'est peine perdue de lui expliquer ce que j'en pense.

Ma question est, toutefois, la suivante : parmi la réunion de la communauté logique et de la communauté de la théorie des ensembles, à combien estimez-vous la proportion de gens (la liste suivante n'étant pas une conjonction, mais une énumération de questions) :
- qui ont un avis/pronostic sur la consistance de ZF ?
- qui ont l'avis "ZF est consistante" ?
- qui ont l'avis "ZF est contradictoire" ?
- qui se contentent de dire "cherchons une démonstration de son inconsistance, et on verra si on l'a un jour" ?

Et vous, quel est votre avis ?

Moi, je dois dire que quand j'étais plus jeune, j'avais l'avis "ZF est consistante" ET le désir "je veux que ZF soit consistante sinon j'en tomberais malade" et que la lecture de ce forum me fait désormais pencher vers "finalement, tant qu'on ne sait pas, on s'en moque ; cherchons une démonstration de son inconsistance, et on verra si on l'a un jour".

Réponses

  • A part les gens qui se battent pour te faire admettre sans preuve leurs convictions, il n'y a pas vraiment de problème.
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • Je ne disais pas forcément ça en réaction à votre discussion dans ton post, Foys ! En théorie des nombres, il y a (enfin, je crois) des gens qui ont leur avis sur HR, et en informatique, des gens qui ont leur avis sur $P=NP$ ; je veux juste savoir si la question se pose en théorie des ensembles (en tant que spécialité de recherche).

    En fait, je crois que plus ça va et plus je comprends que "souhait" et "avis" n'ont rien à voir ("je crois qu'une société sans crime est possible" $\neq$ "je souhaite qu'une société sans crime soit possible"), et moins je comprends les sentiments des personnes qui énoncent des conjectures (à part quand elles énoncent ça comme un problème ou une question).
  • Je pense personnellement que ZF est "évidemment consistante". Mais je ne peux présenter cette affirmation comme une "certitude scientifique" ou l'exploiter comme si c'en était une puisqu'elle est non démontrée. Je ne pense pas non plus qu'il soit pertinent de débloquer des crédits pour financer la recherche de ZF |- 0=1 (ça n'empêche pas qu'il y ait des gens qui fassent ça sur leur temps libre).
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • George Abitbol a écrit:
    je me suis battu avec un physicien...


    Je pense qu'il faut effectivement se battre avec les physiciens.

    Qu'on ait raison, qu'on ait tort.

    Même si on est d'accord.

    L'important c'est de frapper le premier et fort.

    Un bon direct dans l'épigastre et la discussion peut partir sur des bases saines.

    e.v.
    Personne n'a raison contre un enfant qui pleure.


  • Foys a écrit:
    A part les gens qui se battent pour te faire admettre sans preuve leurs convictions...

    Mon Dieu ! CC serait devenu exactement comme les gens qu'il essaie d'éduquer sur les réseaux sociaux ?

    PS. juste pour terminer par une citation : si un aveugle conduit un aveugle, ils tomberont tous deux dans une fosse (personne ayant déterminé le prénom de cc) B-)-
  • Je suis plus ou moins du même avis que Foys. Je rajouterais peut-être ceci :

    1- Je préfèrerais dire "cohérente", parce que si on ne sait pas si ZF est cohérente ou pas, parler de modèles (et donc de consistance) me paraît être quelque chose de beaucoup moins concret et précis que de preuves et de syntaxe.

    2- Si on trouve un jour une incohérence dans ZF, je pense que ça n'ébranlera pas ma position, au sens où je pense que cette incohérence sera "à tous les coups" pathologique et facilement modifiable.

    3- Je ne sais pas si quelqu'un-e sur le forum sera capable de te renseigner sur l'avis "général" des gens qui travaillent vraiment dans ce domaine, à ma connaissance (je me trompe peut-être), il n'y a pas sur le forum de théoricien-ne des ensembles en contact courant avec la communauté (Christophe est très (très) fort en TDE, mais je ne sais pas s'il aura un avis éclairé sur les positions communément tenues :-D )
  • De mon téléphone : la "communauté" n'a pas d'avis.

    Pour Peano elle penche pour la consistance.

    Il est bon de rappeler que la question a pas de sens formel. Il existe évidemment des preuves (infiniment longues au pire) de 0=1, le tout étant de savoir s'il y en a ou pas de moins disons de 10000 pages.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • @Christophe : je sais que tu t'es évertué pendant de nombreuses années à essayer de montrer l'existence d'une injection de l'univers dans l'ensemble des ultrafiltres sur $\omega$, histoire de prouver l'inconsistance de ZFC, mais néanmoins je rejoins le point de vue de Max : si un jour on découvre une contradiction dans ZF(C), ce sera dû à une utilisation ultra-sophistiquée du schéma de remplacement, et il y aura sans doute moyen de raccommoder les ficelles.
  • Je suis exceptionnellement sur mon pc.

    Comme la TDE fait partie de la logique et de l'analyse au niveau des labos, en gros on va dire que les avis des gens sont très prudents, c'est tout. Je maintiens, en étant moins expéditif, ce que j'ai dit : vu le peu de choses qu'on est, on se doute bien qu'on n'a presque rien exploré. Même si on est fiers de nos théorèmes, on est conscients que ce qu'on a déjà trouvé "c'est rien" ou presque.

    Dès lors un avis sur la consistance...

    Bon, mais en gros, les gens parient pas trop gros sur la consistance de ZF, et parient très gros sur celle de Peano.

    Quant à dire d'où une contradiction viendrait, bien malin qui peut le pronostiquer. Il est d'usage de considérer l'axiome de l'ensemble des parties comme audacieux et on a des preuves partielles qu'il est exceptionnellement puissant, mais comme dit par Max et Martial, sans le remplacement, etc...

    En fait pris séparément des axiomes ne sont pas forts en général, c'est leur conjonction qui donne le jus.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • @Christophe : Je n'ai aucune idée de ce que "il existe des preuves de 0=1 qui sont infiniment longues" veut dire. Tu peux préciser ?

    @autres : Merci pour vos réponses, je répondrai de l'ordi !
  • En fait "preuves" ou "nombres entiers" c'est la même chose dans le présent contexte et l'axiome de récurrence etc permettent de RACCOURCIR et rien d'autre l'ensemble de ceux qu'on a à disposition, au sens où :

    $$ U\subset V\to \mathbb{N}_V \subset \mathbb{N}_U $$

    sachant qu'au depart on est juste devant un "bête" semi-anneau de "nombres" positifs totalement ordonné où chacun possède un prédecessur (sauf 0) et un successeur

    Dans n'importe quel modèle de ZF+nonCons(ZF), l'anneau en question contient une preuve de $ZF\vdash 0=1$. Voilà, c'est aussi simple que ça.

    Du coup la seule vraie question qui a un sens, c'est "où" se trouve la plus courte (s'il y en a une plus courte, sinon ZF est consistant) dans l'absolu, disons. Bon j'ai simplifié.

    Ca dit juste que beaucoup de gens oublient le théorème de complétude en gros (pas de modèle => existence de tel entier ayant telle propriété)
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Tu veux dire "dans tout modèle de ZF+nonCons(ZF), l'ensemble des entiers naturels de ce modèle contient un entier qui est le nombre de Gödel d'une démonstration du faux" ? Mais c'est vrai de toute théorie vérifiant les hypothèses du théorème de Gödel, pas que ZF !

    Or si ZF est consistante, il y a des modèles de ZF+nonCons(ZF) (sinon Cons(ZF) serait un théorème de ZF, par complétude), et donc dans certains modèles de ZF, il y a des entiers qui sont les nombres de Gödel de démonstrations du faux. C'est ça ?
  • L'énoncé formel "non cons ZF" veut justement dire "il existe un nombre dans le semi anneau N tel que machin" a.k.a "ZF |- 0=1". Bref on est juste devant une instance de "ZF+A |- A".
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • @Georges, oui!
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Je réponds plus longuement :

    @Foys : D'accord, mais parfois, Christophe dit (Christophe, corrige-moi si je me trompe) que la théorie des ensembles (en tant que spécialité de recherche), c'est la recherche de démonstrations de $0=1$. Ce que j'en ai compris, c'est que les démonstrations recherchées par la plupart des mathématiciens (non théoriciens des ensembles), comme elles concernent des objets tout petits, ont très peu de chance d'égratigner la consistance de ZF (et je crois que Christophe disait que vu que l'inconsistance de ZF serait une découverte scientifique très importante, les maths "normales" sont une perte de temps et qu'il faut concentrer ses efforts sur la théorie des ensembles qui, seule, trouvera la contradiction s'il y en a une), et je suis plutôt d'accord. Est-ce à ça que tu penses quand tu dis qu'il ne faut pas financer la recherche de démonstrations $ZF \vdash 0=1$ ?

    @ev : Merci ! Les physiciens ne méritent pas le respect des gens qui bossent.

    @Max : Ok pour cohérente, je voulais dire "est-ce qu'il y a une démonstration de $0=1$". Pour ton 2-, ah oui ? Pour ton 3-, Christophe a dit une fois qu'il a mangé avec Woodin, et Martial doit avoir plein de contacts avec cette communauté, je pense !

    @Foys et Max : Ah, oui, vous pariez sur "cohérente" ? Je n'aurais pas pensé ça de vous ! Mon "objection" immédiate est : "non mais vous trouvez pas ça fou, qu'on ait réussi à cohérer la théorie des ensembles à la première réparation (après l'apparition du paradoxe de Russell et en introduisant la compréhension restreinte) ?", mais vous avez probablement quelque chose d'évident que je ne vois pas à répondre, non ?

    @Christophe : Toi, d'ailleurs, tu n'avais pas dit une fois que tu pensais Peano inconsistante ?

    Enfin, pour cette histoire de démonstrations de $0=1$ infiniment longues, il faut que je réécrive ce que je voulais dire, parce que je n'y croyais pas moi-même, je simulais le "parler-logique".

    Soit $P_\mathbb{N}$ l'énoncé qui dit "je suis l'ensemble des entiers naturels", c'est-à-dire, je contiens $\emptyset$ et je suis un sous-ensemble de tout ensemble qui contient $\emptyset$ et qui est stable par successeur ; de même, on définit $EstNaturel$ l'énoncé qui dit "je suis dans tout ensemble qui vérifie $P_\mathbb{N}$".

    Ensuite, je fixe un codage de Gödel des formules, et on a le $Dem(n,m)$ qui est l'énoncé qui dit "$n$ est le nombre de Gödel d'une démonstration de l'énoncé dont le nombre de Gödel est $m$", et je note $\bot$ le nombre de Gödel de $\emptyset = \{\emptyset\}$.

    Enfin, je note $ConsZF$ l'énoncé $\forall N,\ \forall n,\quad (P_\mathbb{N}(N)\text{ et } n\in N) \Rightarrow \neg Dem(n,\bot)$.

    Alors : soit $ZF$ démontre $ConsZF$, auquel cas il démontre aussi, d'après le théorème de Gödel, $\neg ConsZF$.

    Soit $ZF$ ne démontre pas $ConsZF$, auquel cas il démontre $\exists (M,e),\quad EstUnModeleDeZF(M,e) \text{ et } (M,e) \models \neg ConsZF$, et il démontre alors qu'il existe un modèle de $ZF$ qui voit un entier à lui comme étant une démonstration de $\bot$ ; mais ce truc, que lui voit entier, nous, qui sommes à l'extérieur de $M$, ne le voyons pas comme entier.

    Bref, Christophe, pourquoi dis-tu que la question n'a pas de sens formel ? Si un jour, quelqu'un se ramène avec une démonstration écrite sur une feuille, dont toutes les hypothèses sont des théorèmes de $ZF$, que $0=1$, alors cela aura bien un sens de dire "$ZF$ est incohérente", non ?
  • Bonjour, je ne suis pas un spécialiste de la théorie des ensembles mais j'ai un vague souvenir d'avoir lu sur un site gratuit, sans que le démontration ne soit donnée, que si ZFC est inconsistante alors ZF est inconsistante. Est-ce un faux souvenir? Si non, dans quel livre ou quel article la preuve est-elle publiés et dans quelle langue?
    Les mathématiques ne sont pas vraies, elles sont commodes.
    Henri Poincaré
  • Bonjour,

    C'est correct et se démontre facikement en utilisant "AC est indécidable dans ZF"
  • Plus précisément, on a juste besoin de savoir que $\neg \mathsf{AC}$ n'est pas démontrable dans $\mathsf{ZF}$, c'est un résultat de Gödel dans les années $30$, établi à l'aide de la construction de son "univers constructible".
  • Poirot : il y a même plus simple, avec HOD ! (Enfin dans mon souvenir HOD est plus simple à construire et manipuler que L)
  • Certainement (je ne connais pas grand-chose à $HOD$), mais historiquement il me semble que $L$ est apparu avant.
  • Ce que dit Max me paraît juste. HOD est sûrement venu après, mais c'est moins technique de vérifier que $HOD \models AC$ que pour $L$.

    @AlainLyon : quand on écrit "il suffit de vérifier que $\neg AC$ n'est pas démontrable dans ZF", on utilise implicitement le théorème de complétude.
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