(4!):有且仅有唯一的自然数 K,它满足【K = BB(750)】,且 D > K。
上面的命题实际上就是蔡廷不完备性的一种形式。且我们立即可以得出这样的推论:对于元理论中每一个有限的自然数 D,【D = BB(750)】同样也都不是 ZFC 中的定理(除非 ZFC 不一致)。也即是说,就算可以通过某种特殊的方式获得 BB(750) 的真实值,我们也没法在 ZFC 里验证它。
重新收集一下我们的结果:
(a)ZFC 可以证明 BB(750) 是一个自然数:(1'):是 ZFC 的内定理。
(b)ZFC 可以判定 BB(750) 的一些平凡(比如对所有自然数成立)的算术性质。具体地,(3a):是 ZFC 的内定理。
(c) 无论对 (a) 还是 (b),ZFC 上的证明都是非构造性的。对 (a) 的证明并不能提供一个 BB(750) 的具体构造,同样,对 (b) 的证明也不蕴含题主想象中的那个“可以构造性地验证 BB(750) 到底等于多少”的程序。如果题主接受排中律,那么“非构造性的证明”应该不是什么难以想象的东西。而且你也不可能通过设计某种“看起来似乎应该可以被构造性地验证”的性质来强迫 ZFC 提供一个构造性的证明。
(d) 除了 (a) 和 (b) 之外,ZFC 还可以判定一些关于 BB(750) 的稍微不那么平凡的性质,例如 BB(750) 的一些稍微不那么平凡的下界。
(e) [除非 ZFC 不一致]BB(750) 的任何上界都不能在 ZFC 中被证明。特别地,借助神谕获得 BB(750) 的答案的人没有办法在 ZFC 中验证这个答案。
2. 神谕机
上一节中的 (e) 提到了神谕的概念。事实上,考虑到 BB(n) 是一个不可计算函数,在讨论它的一般性质的时候引入神谕是很容易想到的处理。此处我们直接假设题主拥有可以判定标准图灵机停机问题的神谕。这个神谕的构造也可以是非常简单粗暴的:比如给一台标准图灵机额外加装一卷记载了蔡廷常数精确值的纸带。
在上述神谕机的模型下,这个问题立刻就变得非常简单且直观:K = BB(750) 除了大到超越人智之外和任何其他有限大的自然数(比如TREE(750))并没有什么本质区别。一旦真的把 K 具体写下来(比如说,展开成一个具体的有限长度的冯诺伊曼序数符号),在 ZFC 中证明用 K 构造出的有限小数小于 1/3 也没有什么难度。
(3b):0.333...3 (K 个 3) < 1/3,其中 K 是元语言中的某个特定自然数。〔在元语言中可以(依据神谕)见证 K = BB(750)〕
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