paradoxe de Russell

Bonjour,
J'essaie de comprendre le paradoxe de Russell, et étant en 1 ère année de licence, je me demande si j'ai le niveau pour aborder ce problème.



L'ensemble des éléments qui ne sont pas éléments d'eux même s'écrit :
$E=\{x \mid x\notin x\}$
ainsi $\forall x , x\in E \iff x \notin x.$

Ensuite on me demande d'appliquer cette assertion à x:=E.

Solution : On tombe sur la célébre contradiction :

$ E\in E \iff E \notin E$

Ensuite il est dit qu'un tel ensemble entrainerait une contradiction, son existence est donc fausse.

Alors ma première question est en quoi cette démonstration me prouve qu'il n'existe pas un ensemble qui contient tous les ensembles?

Seconde question, A-t'on le droit d'utiliser : $ x\notin x$, je suis un peu dérouté par cette notation, je suis plutôt habituer à voir $x \notin E$ par exemple....

Troisième question
Un prédicat peut être collectivisante ou non, pouvez-vous me donner un cas concret s'il vous plait.

Je vous remercie pour votre aide
Cordialement
Mousse

Réponses

  • En effet, j'avais à peu près les mêmes "problèmes" avec les écritures.
    On m'avait tellement dit que x "appartient à" x ne s'écrit pas et que c'est plutôt x "inclus dans" x que l'on peut écrire (le sens n'étant pas le même cependant) que j'en étais dérouté.

    Ce n'est pas un problème de niveau, rassure-toi.

    Un problème de définition des symboles, peut-être...

    Des adeptes de ce forum vont t'expliquer tout ça de manière plus juste et plus complète que moi.
  • Suppose qu'il existe un ensemble de tous les ensembles A.
    Que peux-tu dire de $E=\{x \in A\;| x \notin x\} \;$ ?

    NB: ici les noms en minuscules et en majuscules sont des ensembles.
  • Quoi qu'on puisse penser de son œuvre, de ses opinions et de ses activités, Lord Bertrand Russell (1872-1970) a droit à ses deux "l".
  • Pour les cas collectivisants et non collectivisants, tu en les exemples suivants :

    Collectivisants : $x \not = x$ et l'ensemble associé est $\varnothing$.

    Non collectivisant : $x = x$ car si ce prédicat était collectivisant, l'ensemble obtenu serait le fameux ensemble de tous les ensembles.

    Pour l'existence d'un objet mathématique, le définition habituelle est un terme (objet) existe si la théorie $ZF + \textrm{existe} T$ n'est pas contradictoire.

    Bruno
  • @mousse je l'ai déjà raconté 200 fois au moins sur le forum, mais ça me couterait plus en temps de chercher des liens.

    1) C'est vraiment une très mauvaise présentation que de considérer un truc qui aboutit à $A\iff (nonA)$, car cette conclusion n'est pas une contradiction: il y a encore à peu près un travail équivalent à faire pour l'emmener à une contradiction.

    Prends donc plutôt $e:=\{ x \mid x\in x \Rightarrow 7=4\}$. C'est largement plus pur et clair.

    2) Tu as
    $e\in e\Rightarrow (e\in e\Rightarrow 7=4)$
    donc $e\in e\Rightarrow 7=4$
    donc $e\in e$
    donc $7=4$.

    3) Il n'y a aucun problème, tu es là devant un théorème de mathématique tout à fait banal et qui plus est sans axiome: tu as déduit $7=4$ de $\forall x [x\in e \iff (x\in x\Rightarrow 7=4)]$

    4) ZF contient un axiome qui dit la chose suivante: $\forall a\exists b \forall x \ [x\in b\iff (x\in a \ et\ (x\in x\Rightarrow 7=4))]$. Il s'en suit que si $a$ est tel que $\forall x: x\in a$, d'après ce qui précède, tu déduis $7=4$.

    5) citation: A-t'on le droit. En maths, on a tous les droits du moment qu'on est précis et signale ce qu'on suppose. Ca n'aurait d'ailleurs aucun sens de limiter les choses, ce serait arbitraire et tomberait sous l'accusation de dogme (or la science se doit d'être sans dogme). Lorsque tu supposes quelque chose et en déduis un truc avec, ta seule obligation c'est de rappeler que tu l'as supposé. Présentement, tu as prouvé sans axiome que $(\forall x[..])\to 7=4$. C'est tout.

    6) le mot "collectivisant" renvoie à un passé platonicien un peu nostalgique, mais c'est pas grave. $R$ est collectivisant abrège $\exists a\forall x [x\in a\iff R(x)]$

    7) @Bruno: Citation: Pour l'existence d'un objet mathématique, le définition habituelle est un terme (objet) existe si la théorie ZF + existeTn'est pas contradictoire. . Non, ça ne marche pas de penser comme ça (tu voulais peut-être dire autre chose). Tu prends n'importe quel énoncé $A$ qui est indécidable dans $ZF$ et ton critère entraine que $\{x \mid A\}$ existe et $\{x\mid non(A)\}$ existe aussi.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Je ne comprends pas ton objection Christophe. si $A$ est collectivisante en $x$, l'objet $\{x \mid A\}$ existe, dans ce cas $\neg A$ n'est pas collectivisante collectivisante en $x$ et $\{x \mid \neg A\}$ n'existe pas me semble-t-il.

    Bruno
  • @Christophe : Je lis avec attention ce que tu écris à propos des démonstrations dans ce fil.

    Est-ce que tu peux, pour ta démonstration
    Christophe a écrit:

    Prends donc plutôt $e:=\{ x \mid x\in x
    \Rightarrow 7=4\}$. C'est largement plus pur et
    clair.
    2) Tu as
    $e\in e\Rightarrow (e\in e\Rightarrow 7=4)$
    donc $e\in e\Rightarrow 7=4$
    donc $e\in e$
    donc $7=4$.

    la mettre sous la forme décrite dans ton fil ? C'est-à-dire, à la fin de chaque ligne, donner les numéros des hypothèses que tu fais ? Parce que la ligne "donc $e\in e$", je ne vois pas quelles hypothèses elle prend... La deuxième ligne, tu supposes l'axiome du cloneur, c'est bien ça ? Mais la troisième, je sais pas.

    D'autre part, comment obtiens-tu
    Christophe a écrit:
    3) Il n'y a aucun problème, tu es là devant un
    théorème de mathématique tout à fait banal et
    qui plus est sans axiome: tu as déduit $7=4$ de
    $\forall x [x\in e \iff (x\in x\Rightarrow 7=4)]$

    puisque dans ta démonstration, il n'y a nulle part de $x$ ?

    Enfin bref, pour moi, le théorème démontré est le suivant :

    $\begin{array}{ll}
    \left[\left(e \in e \Rightarrow (e \in e \Rightarrow 7 = 4)\right)\right. &\wedge \\
    \left(\left(e \in e \Rightarrow (e \in e \Rightarrow 7 = 4)\right)\right) \Rightarrow (e \in e \Rightarrow 7 = 4) &\wedge \\
    \left(\left(e \in e \Rightarrow (e \in e \Rightarrow 7 = 4)\right) \wedge (e \in e \Rightarrow 7 = 4)\right) \Rightarrow e \in e&\left.\right]\\
    \Rightarrow 7 = 4&\\
    \end{array}$

    D'autre part, pourquoi est-ce qu'aboutir à $A \Leftrightarrow non(A)$ n'est pas satisfaisant ? Je vais essayer quelque chose ! En fait, c'est assez compliqué parce que je ne sais pas trop ce qu'est une contradiction...

    1) $a \rightarrow (a \rightarrow tout)$
    2) $(a \rightarrow tout) \rightarrow a$
    3) $a \rightarrow tout$ d'après 1)
    4) $a$ d'après 2) et 3)

    Autrement dit, je démontre $a$ à partir de $a \rightarrow (a \rightarrow tout)$
    et $(a \rightarrow tout) \rightarrow a$ et de certains axiomes logiques (cloneur ou trucs plus faibles).

    Et puis sinon,

    1) $a \rightarrow (a \rightarrow tout)$
    2) $(a \rightarrow tout) \rightarrow a$
    3) $a \rightarrow tout$ d'après 1)
    4) $a$ d'après 2) et 3)
    5) $a \rightarrow tout$ d'après 1) et 4)

    Autrement dit, je démontre $a$ à partir de $a \rightarrow (a \rightarrow tout)$
    et $(a \rightarrow tout) \rightarrow a$ et de certains axiomes logiques (cloneur ou trucs plus faibles).

    En résumé, en partant des deux hypothèses $a \rightarrow (a \rightarrow tout)$
    et $(a \rightarrow tout) \rightarrow a$, je peux démontrer à la fois $a$ et $a \rightarrow tout$ dans la logique minimale. C'est pas satisfaisant, ça ?
  • Bonjour,
    Je vous remercie pour vos réponses, je vais rererelire tout ça attentivement avec la plus grande concentration. J'ai seulement besoin d'un peu de temps ;).

    à très bientôt car je pense que j'aurai probablement quelques questions supplémentaires

    Merci
    mousse
  • @Georges:

    réponse à ta première question: j'abrège $e\in e$ par $a$ et $7=4$ par $Z$ et $ET$ par $\otimes$

    1/ $a\to (a\to Z)$
    2/ $a\to Z$ car 1
    3/ $a$ car 2
    4/ $Z$ car 2 et 3

    Le théorème démontré (par ces lignes) est [(a\to (a\to Z))\otimes cloneur \otimes ((a\to Z)\to a)\otimes (X\to X)]\to Z$
    D'autre part, pourquoi est-ce qu'aboutir à ... n'est pas satisfaisant ? Je vais essayer quelque chose ! En fait, c'est assez compliqué parce que je ne sais pas trop ce qu'est une contradiction...

    Tu réponds toi-même à la question en faisant le boulot qui suit ta question: tu refais la preuve une deuxième fois pour montrer "tout". Alors qu'une fois suffit ci-dessus.

    Remarque: j'en ai souvent parlé en le qualifiant de théorème historique,
    $$ ((A\to B)\to A) \to ((A\to (A\to B))\to B)$$
    est un théorème intuitionniste amusant, c'est lui qui est au coeur du "paradoxe" de Russel (qui n'est qu'un théorème et non un paradoxe).

    Il est plus facile à constater certain en réécrivant $ ((A\to B)\to A) \to ((A\to (A\to B))\to B)$ sous la forme
    $$ ((A\to B)\to A) \to ((A\to B)\to ((A\to B)\to B))$$
    qui remplace le dernier $A$ de l'évidence $((A\to B)\to A) \to ((A\to B)\to A)$
    par $(A\to B)\to B$ (vu que $A\to [(A\to B)\to B]$ est évident comme rien d'autre que $(A\to B)\to (A\to B)$ dans lequel on a permuté les deux hypothèses)
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • @Bruno, tu as écrit très exactement:
    le définition habituelle est un terme (objet) existe si la théorie ZF + existeT n'est pas contradictoire.

    Si $A$ est un énoncé clos indécidable alors le terme $\{x \mid A\}$ peut être ajouté puisque ZF ne démontre pas que ce n'est pas l'ensemble vide. De même ZF ne démontre pas que $\{x\mid nonA\}$ n'est pas l'ensemble vide, donc on peut aussi l'ajouter. Mais une fois ajouté les deux on a une contradiction.


    De manière générale, l'ensemble des $X$ tel que $T+X$ n'est pas contradictoire est une théorie contradictoire, sauf exception (précisément sauf pour les théories complètes).
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • @Georges, je détaille un détail:

    [ (A=>B) => A ] => [ (A=>B) => A ]

    [ (A=>B) => A ] => [ (A=>B) => ((A=>B)=>B) ] remplacement de A par (A=>B)=>B

    [ (A=>B) => A ] => [ (A=>B) =>B] cloneur

    [ (A=>B) => A ] => [ (A => (A=>B)) =>B] cloneur
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Si $A$ est clos, alors $\{x \mid A\}$ n'est pas l'ensemble vide, d'accord mais alors $\{x \mid A\}$ est l’univers et n'est pas un ensemble. Dans un modèle de $ZF + \neg A$, le terme $\{x\mid A\}$ est vide et l'autre $\{x \mid \neg A\}$ est l'univers et dans dans un modèle de $ZF + A$ c'est le contraire. Dans tous les cas, l'un des deux est l'ensemble vide et l'autre n'est pas un ensemble. De toutes façons, tu m'embarques dans une discussion bizarre, le classificateur $\{\ \mid\ \}$ n'est pas un symbole primitif du langage de ZF.

    Je ne comprends toujours pas.

    Bruno
  • Nan, t'inquiète, je te disais juste que ta phrase est à changer, parce que si on l'applique à la lettre (tant que faire se peut), on rajoute trop.
    Dans tous les cas, l'un des deux est l'ensemble vide et l'autre n'est pas un ensemble

    Le raisonnement que tu fais qui précède cette phrase est différent: tu dis en substance "s'il est VRAI que A alors truc n'est pas un ensemble", mais ça n'est pas synonyme de "s'il est consistant que A alors truc n'est pas un ensemble"

    J'ai réagi avant tout à ton
    si la théorie ZF + existeT n'est pas contradictoire.

    qui n'est pas synonyme de si la théorie ZF + existeT "est vraie" (cette dernière phrase est d'ailleurs peu sensée, mais peu importe).
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • @Christophe : Réponse à ta réponse à ma première question : oui donc tu fais l'hypothèse $(a\rightarrow Z) \rightarrow a$, et ça, ça me chagrine... $(a \rightarrow b) \rightarrow a$ n'est pas un axiome logique de la liste que tu as donnée dans l'autre fil (et puis d'ailleurs, ça me ferait mal que ce soit un axiome logique)... Et puis en fait je ne vois pas ce que vient faire $7 = 4$ là-dedans.

    Réponse à ta réponse à ma deuxième question : mon "travail" a donc démontré le "théorème méta-logique" suivant (je mets entre guillemets parce que je lis parfois que des logicien.ne.s utilisent le mot "méta" dans un certain sens, et j'avoue ne pas l'avoir compris) :

    Si une démonstration aboutit à une phrase de la forme $a \Leftrightarrow non(A)$, alors on peut écrire une démonstration ayant les mêmes hypothèses que la première, et en admettant les axiomes de la logique minimale, qui aboutit à $tout$.

    La "démonstration" de ce "théorème" est donc faite une fois pour toutes ! Où serait alors le problème de décider d'inclure $(a \Leftrightarrow non(A)) \rightarrow tout$ dans ta liste des axiomes logiques ?

    EDIT : Nos messages se sont croisés, tu as peut-être déjà répondu à mes questions dans un message précédent... Je les lis.
  • @Georges, je n'avais pas compris ton problème. Mais enfin il fait partie des hypothèses (ça n'a rien d'un théorème :-D ) que $\forall x: [x\in e\iff (x\in x\to 7=4)]$, et en particulier donc que $e\in e\iff (e\in e\to 7=4)$, c'est aussi bête que ça.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Hahaaaaa ! Juste pour voir si je te suis :

    La phrase "$e := \{x \mbox{ }\vert \mbox{ } x \in x \rightarrow 7 = 4\}$ est un ensemble" abrège $\forall x [x \in e \Leftrightarrow (x \in x \rightarrow 7 = 4)]$ ?

    Bon, et puis, je serais plus tranquille si tu me disais que $7 = 4$ abrégeait $tout$... D'ailleurs, est-ce vrai ?

    Bon, et alors, maintenant, comment est-ce qu'on appelle une phrase telle que si on la suppose, on peut démontrer $tout$ avec les axiomes logiques ?

    PS : J'ai vraiment l'impression de poser des questions idiotes tout le temps (à ma décharge, j'en poserais moins si tu me donnais toutes les définitions)... Est-ce que ça te dérange d'y répondre ? Et si oui, tu peux me conseiller un livre où c'est écrit de la manière dont tu le présentes ?

    EDIT : correction d'une faute d'orthographe.
  • Oui, tu as parfaitement compris.
    comment est-ce qu'on appelle une phrase telle que si on la suppose, on peut démontrer tout avec les axiomes logiques ?

    En calcul propositionnel, une "antilogie" :-D (à ma connaissance et selon mes vagues souvenirs, ce n'est pas très usité). Disons qu'en maths général, ça doit s'appeler un antithéorème.
    Et si oui, tu peux me conseiller un livre où c'est écrit de la manière dont tu le présentes ?

    De manière exactement pareil, il n'y en pas à ma connaissance. De manière approchant, il y en peut-être quelques uns, gens "introduction à la logique" de Raffali ou peut-être la Cori-Lascar, faut voir.

    Sur le forum, je fais une synthèse entre diverses choses peu présentes dans un seul livre ou un seul article:

    1) la correspondance de Curry Howard
    2) La logique formelle "habituelle" un peu remixée, en particulier, sur le forum, je signale beaucoup d'infos sur les sytèmes de Hilbert ce que peu de livres font (il faut dire que sans la CorCuHo, c'est chiant)
    3) La logique combinatoire (et ses combinateurs) que j'ai peut-être bien remixés aussi un peu
    4) Le second ordre et le lambda calcul typé (il y a un livre de Krivine très rigoureux et exhaustif + sa page internet)
    5) un remixage personnel en vue de "que ce soit parlant": par exemple depuis des années j'utilise "tout" à la place de "faux". Le nom officiel de "tout" est l'énoncé $[\forall X: X]$ en logique minimal du second ordre
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • seb78 écrivait : http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?16,1212235,1212249#msg-1212249
    [Inutile de recopier un message présent sur le forum. Un lien suffit. AD]

    Bon, je vais essayer de répondre à cette première question, attention on ne rigole pas ;) :

    Si A est l'ensemble de tous les ensembles, et que x représente les sous-ensembles de A.
    Pour tous les sous-ensembles notés x inclus dans A, Ces sous-ensembles ne sont pas inclus dans eux-mêmes.
    Ce qui veut dire pour moi que $x_1\not\subset x_1 , x_2\not\subset x_2\ldots x_n\not\subset x_n$

    Ce qui veut dire E est l'ensemble de tous les sous-ensembles de A qui ne sont pas inclus dans eux-mêmes.

    Donc si E n'est pas inclus dans lui-même, il fait parti des sous-ensembles qui ne sont pas inclus dans eux- mêmes.
    Mais comme E est l'ensemble de tous les ensembles qui ne sont pas inclus dans eux-même, alors il y a contradiction. car il n'en fait pas partie

    Si E est inclus dans lui même, il ne fait pas partie de tous les ensembles qui ne sont pas inclus dans eux-mêmes.
    Mais comme E est l'ensemble de tous les ensembles qui ne sont pas inclus dans eux-mêmes.
    Il y a contradiction car il en fait partie puisque il est inclus dans lui même.


    Bon, si c'est juste, je me souhaite félicitations d'avance :-)
    Si c'est faux, :-(

    Merci pour toutes ces explications
    Bonne nuit
    Mousse
  • @mousse
    Attention, j'ai utilisé le symbole $\in $ et pas $\subset$.

    Exemple: soit l'ensemble $E=\{\{a\}, \{a,b\},c\} $ où "a", "b", et "c" désignent des ensembles.
    Alors on a :$a \notin E, \{a\} \in E, \{\{a\}, \{a,b\} \}\subset E $.

    Ici il n'est question que d'appartenance.
  • Pour Christophe, j'ai saisi ton objection ; je reconnais être trop souvent elliptique.

    Bruno
  • Salut Seb78
    Merci pour cette correction, j'ai besoin d'un peu de temps pour traiter l'information et pour mettre de l'ordre dans mes neurones ;).
    à très bientôt
    mousse
  • salut bon en aparté
    Alors ma première question est en quoi cette démonstration me prouve qu'il n'existe pas un ensemble qui contient tous les ensembles?

    personnellement je ne connais pas votre démonstration mais si vous êtes convaincus c'est ce qui compte après tout

    En ce qui me concerne (sans entrer dans les détails) personnellement j'utilise les trois premiers axiomes de Z (et ces seuls là me suffisent ) et je suis convaincu par une demo d'une quinzaine de lignes (ce qui n'est franchement pas long )

    par les trois premiers j'entend uniquement ceux là (et aucuns autres)

    1er axiome: axiome d'extentionnalité
    2eme axiome : l'axiome de compréhension non restreint
    3 eme axiome : celui qui dit que si A et B sont des ensembles alors il existe un ensemble qui contiens comme uniques éléments A et B

    c'est tout ce dont j'ai besoin en fait pour être convaincu (avec la demo d'une quinzaine de lignes )
  • ...oui enfin bon on va dire 25 lignes en gros , j'ajoute deux lemmes afin de partir vraiment avec rien que les trois axiomes

    franchement c'est pas la mort
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