Часть I

Почему для понимания разума необходима новая физика?. Невычислимость сознательного мышления

3. О невычислимости в математическом мышлении

3.16. Необходимо ли роботу верить в механизмы М?

Вообразим, что у нас имеется робот, снабженный некоторым возможным набором механизмов M, — каковой набор может оказаться тем самым, на основе которого и построен наш робот, но это не обязательно. Я попробую убедить читателя в том, что робот будет вынужден отвергнуть возможность того, что его математическое понимание опирается на набор механизмов M, — независимо от того, как обстоит дело в действительности. При этом мы на время допускаем, что робот по тем или иным причинам уже отбросил варианты (b), (c) и (d), и приходим к выводу (несколько даже неожиданному), что сам по себе вариант (a) избежать парадокса не позволяет.

Рассуждать мы будем следующим образом. Обозначим через M гипотезу

и рассмотрим утверждение вида

Такое утверждение (в том случае, когда робот твердо верит в его истинность) я буду называть ☆_M-утверждением. Иначе говоря, под ☆_M-утверждениями не обязательно понимаются те Π₁-высказывания, в истинность которых как таковых неопровержимо верит робот, но те Π₁-высказывания, которые робот полагает неопровержимо выводимыми из гипотезы M. Изначально от робота не требуется обладание какими бы то ни было взглядами относительно возможности того, что в основе его конструкции действительно лежит набор механизмов M. Он может даже поначалу счесть такое предположение абсолютно невероятным, но, тем не менее, ничто не мешает ему рассмотреть (в подлинно научной традиции) возможные следствия из гипотезы о таком вот его происхождении.

Существуют ли Π₁-высказывания, которые робот должен полагать неопровержимыми следствиями из гипотезы M и которые при этом не являются самыми обыкновенными ☆-утверждениями, вовсе не требующими привлечения этой гипотезы? Разумеется, существуют. Как было отмечено в конце §3.14, истинность Π₁-высказывания G(Q(M)) следует из обоснованности формальной системы Q(M), отсюда же следует и тот факт, что утверждение G(Q(M)) не является теоремой системы Q(M). Более того, в этом робот будет совершенно безоговорочно убежден. Если допустить, что робот вполне согласен с тем, что все его неопровержимые убеждения укладывались бы в рамки системы Q(M), будь он действительно сконструирован в соответствии с набором механизмов M, — т.е. что возможность (b)²⁵ он из рассмотрения исключает, — то получается, что наш робот и в самом деле должен твердо верить в то, что обоснованность системы Q(M) является следствием гипотезы M. Таким образом, робот оказывается безоговорочно убежден как в том, что Π₁-высказывание G(Q(M)) следует из гипотезы M, так и в том, что (согласно M) он не способен непосредственно постичь его неопровержимую истинность без привлечения M (поскольку формальной системе Q(M) оно не принадлежит). Соответственно, утверждение G(Q(M)) является ☆_M-утверждением, но не ☆-утверждением.

²⁵ Само собой разумеется, что вариант (d) мы в данном случае даже не рассматриваем, так как набор механизмов M был роботу в явном виде предъявлен, кроме того, мы на время допускаем, что механизмы M не включают в себя никаких случайных элементов, вследствие чего вариант (c) также отпадает.

Предположим, что формальная система Q_M(M) построена в точности так же, как и система Q(M), с той лишь разницей, что роль, которую при построении системы Q(M) исполняли ☆-утверждения, сейчас берут на себя ☆_M-утверждения. Иначе говоря, теоремами системы Q_M(M) являются либо (I) сами ☆_M-утверждения, либо (II) положения, выводимые из этих ☆_M-утверждений с применением правил элементарной логики (см. §3.13). Точно так же, как робот на основании гипотезы M согласен с тем, что формальная система Q(M) охватывает все его неопровержимые убеждения относительно истинности III -высказываний, он будет согласен и с тем, что формальная система Q_M(M) охватывает все его неопровержимые убеждения относительно истинности Π₁-высказываний, обусловленных гипотезой M.

Далее предложим роботу рассмотреть гёделевское Π₁-высказывание G(Q_M(M)). Робот, несомненно, проникнется неопровержимым убеждением в том, что это Π₁-высказывание является следствием из обоснованности системы Q_M(M). Он также вполне безоговорочно поверит в то, что обоснованность системы Q_M(M) является следствием гипотезы M, поскольку он согласен с тем, что система Q_M(M) действительно содержит в себе все, в чем робот неопровержимо убежден в отношении своей способности выводить Π₁-высказывания, основываясь на гипотезе M. (Он будет рассуждать следующим образом: «Если я принимаю гипотезу M, то я тем самым принимаю и все Π₁-высказывания, которые порождают систему Q_M(M). Таким образом, я должен согласиться с тем, что система Q_M(M) является обоснованной на основании гипотезы M. Следовательно, на основании все той же гипотезы, я должен признать и то, что утверждение G(Q_M(M)) истинно».)

Однако, поверив (безоговорочно) в то, что гёделевское Π₁-высказывание G(Q_M(M)) является следствием гипотезы M, робот вынужден будет поверить и в то, что утверждение G(Q_M(M)) является теоремой формальной системы Q_M(M). А в это он сможет поверить только в том случае, если он полагает систему Q_M(M) необоснованной, — что решительно противоречит принятию им гипотезы M.

В некоторых из вышеприведенных рассуждений неявно допускалось, что неопровержимая убежденность робота является действительно обоснованной, — хотя необходимо лишь, чтобы сам робот просто верил в обоснованность своей системы убеждений. Впрочем, мы изначально предполагаем, что наш робот обладает математическим пониманием, по крайней мере, на человеческом уровне, а человеческое математическое понимание, как было показано в §3.4, принципиально является обоснованным.

Возможно, кто-то усмотрит в формулировке допущения M, равно как и в определении ☆_M-утверждения, некоторую неоднозначность. Смею вас уверить, что подобное утверждение, будучи Π₁-высказыванием, представляет собой в высшей степени определенное математическое утверждение. Можно предположить, что большинство ☆_M-утверждений робота окажутся в действительности самыми обыкновенными ☆-утверждениями, поскольку маловероятно, что робот при каких угодно обстоятельствах сочтет целесообразным прибегать в своих рассуждениях к самой гипотезе M. Исключением может стать утверждение G(Q(M)), о котором говорилось выше, так как в данном случае формальная система Q(M) выступает, с точки зрения робота, в роли гёделевской гипотетической «машины для доказательства теорем» (см. §§3.1 и 3.3). Вооружившись гипотезой M, робот получает доступ к своей собственной «машине для доказательства теорем», и, хотя он не может быть (да и, скорее всего, не будет) безоговорочно убежден в обоснованности своей «машины», робот способен предположить, что она может оказаться обоснованной, и попытаться вывести следствия уже из этого предположения.

На этом этапе робот еще не добирается до парадокса — так же, как не добрался до него и Гёдель в своих рассуждениях о человеческом интеллекте (см. цитату в §3.1). Однако, поскольку роботу доступен для исследования набор гипотетических механизмов M, а не просто отдельная формальная система Q(M), он может повторить свое рассуждение и перейти от системы Q(M) к системе Q_M(M), обоснованность которой он по-прежнему полагает простым следствием из гипотезы M. Именно это и приводит его в конечном итоге к противоречию (чего мы, собственно, и добивались). (См. также §3.24, где мы продолжим рассмотрение системы Q_M(M) и ее кажущейся связи с «парадоксальными рассуждениями».)

Вывод: ни одно обладающее сознанием и имеющее понятие о математике существо — иначе говоря, ни одно существо со способностью к подлинному математическому пониманию — не может функционировать в соответствии с каким бы то ни было набором постижимых им механизмов, вне зависимости от того, знает ли оно в действительности о том, что именно эти механизмы, предположительно, направляют его на его пути к неопровержимой математической истине. (Вспомним и о том, что «неопровержимой математической истиной» это существо полагает всего лишь то, что оно способно установить математическими методами, — т.е. с помощью «математического доказательства», причем совсем необязательно «формального».)

Если конкретнее, то на основании предшествующих рассуждений мы склонны заключить, что не существует такого постижимого роботом и не содержащего подлинно случайных компонентов набора вычислительных механизмов, какой робот мог бы принять (даже в качестве возможности) как основу своей системы математических убеждений, — при условии, что робот готов согласиться с тем, что специфическая процедура, предложенная мною для построения формальной системы Q(M) на основе механизмов M, и в самом деле охватывает всю совокупность Π₁-высказываний, в истинность которых он неопровержимо верит, а также, соответственно, с тем, что формальная система Q_M(M) охватывает всю совокупность Π₁-высказываний, которые, как он неопровержимо верит, следуют из гипотезы M. Кроме того, если мы хотим, чтобы робот смог построить собственную потенциально непротиворечивую систему математических убеждений, следует ввести в набор механизмов M какие-либо подлинно случайные составляющие.

Эти последние оговорки мы рассмотрим в последующих разделах (§§3.17-3.22). Вопрос о введении в набор механизмов M возможных случайных элементов (вариант (c)) представляется удобным обсудить в рамках общего рассмотрения варианта (b). А для того чтобы рассмотреть вариант (b) с должной тщательностью, нам следует прежде в полной мере прояснить для себя вопрос об «убежденности» робота, который мы уже мимоходом затрагивали в конце §3.12.