D'où sortent les AXIOMES en MATHÉMATIQUES

OP
LO

LamboOuLambeaux

il y a 5 mois

Qui a décidé ces lois ? Qu'est ce qui prouve qu'un axiome mérite son implémentation ?

SV

SuperVolaille35

il y a 5 mois

A deux doigt de comprendre le concept d'axiome.

GL

Gloubichou

il y a 5 mois


A deux doigt de comprendre le concept d'axiome.

La question est pas si stupide

Il y a différents systèmes axiomatiques. C'est juste une histoire de consensus. Mais rien ne t'empêche de créer ton propre système et d'en faire découler tes mathématiques. Pas sûr que ce soit très productif, mais ça peut être intéressant j'imagine

FA

FiltreAFoutre2

il y a 5 mois

d'abord on observe un phénomène, ensuite pour mettre un sens là dedans on cherche à extraire les raisons fondamentales qui font que le phénomène existe, et une fois qu'on a ces raisons fondamentales on les pose comme axiomes de façon complètement arbitraire (c'est possible qu'il y ait un autre point de vue), et on voit ce qu'on en déduire, en général ça permet non seulement d'arriver au phénomène en question de façon logique mais ne plus de dévoiler d'autres phénomènes invisibles

A3

Animalhumain38

il y a 5 mois

Je n'ai pas le niveau de connaissances requis pour répondre à ta question. En tout modestie, je te conseille de poser ta question à ChatGPT-4o.

N2

nigido23

il y a 5 mois

Ça vient de l'intelligence, l'intuition et la compétition collective. Un axiome est vrai tant que personne ne le contredit dans un millieu où tous le monde cherche à le contredire.

OP
LO

LamboOuLambeaux

il y a 5 mois

La question est pas si stupide

Il y a différents systèmes axiomatiques. C'est juste une histoire de consensus. Mais rien ne t'empêche de créer ton propre système et d'en faire découler tes mathématiques. Pas sûr que ce soit très productif, mais ça peut être intéressant j'imagine

Notre système actuel se calque sur lequel ?

OP
LO

LamboOuLambeaux

il y a 5 mois


d'abord on observe un phénomène, ensuite pour mettre un sens là dedans on cherche à extraire les raisons fondamentales qui font que le phénomène existe, et une fois qu'on a ces raisons fondamentales on les pose comme axiomes de façon complètement arbitraire (c'est possible qu'il y ait un autre point de vue), et on voit ce qu'on en déduire, en général ça permet non seulement d'arriver au phénomène en question de façon logique mais ne plus de dévoiler d'autres phénomènes invisibles

Donc les axiomes sont déduit de constat donc d'une expérience donc de la subjectivité/émotion donc irrationnel et à partir de ça on en déduit des propriétés rationnel et "objective" ?
https://image.noelshack.com/fichiers/2020/08/6/1582385461-boucle-temporelle-jesus.jpg

RL

RoiLoutre15

il y a 5 mois

C'est pas des "lois", tu peux faire des mathématiques avec d'autres axiomes. Une des théories que j'aime bien c'est la théorie des ensembles non bien fondés.

Les raisons pour laquelle on utilise ZFC c'est qu'on avait déjà des maths avant, parfois sans lien entres elles, et à partir de 1800 on s'est dit que ça serait bien d'unifier le tout avec un système rigoureux. Y'a eu plusieurs essais et on a fini par tomber sur ZFC avec des axiomes intuitivement vrai et qui permettent de prouver toutes les mathématiques qu'on voulait prouver.

Y'a des gens qui sont pas d'accord avec l'axiome du choix et qui travaillent dans ZF. Toutes les maths n'ont pas besoin de tous les axiomes non plus.

OP
LO

LamboOuLambeaux

il y a 5 mois


Ça vient de l'intelligence, l'intuition et la compétition collective. Un axiome est vrai tant que personne ne le contredit dans un millieu où tous le monde cherche à le contredire.

Donc les mathématiques sont un dénis collectif ?

GL

Gloubichou

il y a 5 mois

Notre système actuel se calque sur lequel ?

RL

RoiLoutre15

il y a 5 mois

Donc les axiomes sont déduit de constat donc d'une expérience donc de la subjectivité/émotion donc irrationnel et à partir de ça on en déduit des propriétés rationnel et "objective" ?
https://image.noelshack.com/fichiers/2020/08/6/1582385461-boucle-temporelle-jesus.jpg

Ce qui est objective (modulo les faibles de chances de s'être trompé) c'est l'implication ZFC => X théorème, pas juste le théorème.

Après tu peux nier que si tu as un ensemble {X} et un ensemble {Y}, tu peux avoir un ensemble {X,Y}. Tu peux mais ça paraît relativement débile.

D4

Dextre450

il y a 5 mois

Il faut voir les axiomes comme un ensemble d'outils qui fondent une théorie.

C'est moins le fait qu'ils collent au réel que l'intérêt qu'on trouve aux résultats qu'ils produisent qui va présider à la conception d'une axiomatique.

S_

S_du_Midwest

il y a 5 mois

Je et met en fav.

EI

EIBougnador

il y a 5 mois

Généralement avec axiome du choix (a minima AD, l'axiome du choix dépendant sur les entiers naturels).

S_

S_du_Midwest

il y a 5 mois


Il faut voir les axiomes comme un ensemble d'outils qui fondent une théorie.

C'est moins le fait qu'ils collent au réel que l'intérêt qu'on trouve aux résultats qu'ils produisent qui va présider à la conception d'une axiomatique.

Post avant d...

S_

S_du_Midwest

il y a 5 mois


Il faut voir les axiomes comme un ensemble d'outils qui fondent une théorie.

C'est moins le fait qu'ils collent au réel que l'intérêt qu'on trouve aux résultats qu'ils produisent qui va présider à la conception d'une axiomatique.

H2

Huile27Coude

il y a 5 mois

Ils ont été piochés dans le coffre Mathématique. C'est aussi pour ça qu'on parle de l'axiome du choix.

NC

NanachiCELESTIN

il y a 5 mois

FiltreAFoutre2 a écrit :
d'abord on observe un phénomène, ensuite pour mettre un sens là dedans on cherche à extraire les raisons fondamentales qui font que le phénomène existe, et une fois qu'on a ces raisons fondamentales on les pose comme axiomes de façon complètement arbitraire (c'est possible qu'il y ait un autre point de vue), et on voit ce qu'on en déduire, en général ça permet non seulement d'arriver au phénomène en question de façon logique mais ne plus de dévoiler d'autres phénomènes invisibles

En gros tu fais exactement ce que tes profs t'interdisaient à l'école https://image.noelshack.com/fichiers/2022/46/6/1668895812-20221119-225604.jpg

OP
LO

LamboOuLambeaux

il y a 5 mois

Ok maintenant si je veux créer mes propres axiomes complètement débiles, est ce que leur application au réel est impossible ?

IF

Ifautqjyaille

il y a 5 mois

En fait tout est faux https://image.noelshack.com/fichiers/2018/25/2/1529422413-risitaszoom.png

OP
LO

LamboOuLambeaux

il y a 5 mois


Ils ont été piochés dans le coffre Mathématique. C'est aussi pour ça qu'on parle de l'axiome du choix.

D'où el famoso "ouverture du coffre mathématiques" ?

BL

BientotLeBan153

il y a 5 mois

LamboOuLambeaux

il y a 5 mois


Ok maintenant si je veux créer mes propres axiomes complètement débiles, est ce que leur application au réel est impossible ?

Si tu poses des axiomes débiles, tu vas créer une nouvelle façon de faire des maths. Sauf que comme tes axiomes sont débiles, ça t'emmènera pas bien loin.

EI

EIBougnador

il y a 5 mois

Si tu cherches à bâtir un édifice, tu as besoin d'un étage zéro. C'est le même délire que "le premier mot du dictionnaire". Bref : on doit bien partir de quelque part. En maths, cela revient à considérer comme acquis quelques lois de déductions et quelques "faits mathématiques de base". Ces faits sont appelés axiomes.

Pour avoir des réflexions les plus claires possibles, on cherche des axiomes les plus purs possibles. Cela permet de se faire une idée intuitive/naïve bien précise à leur sujet, que leur validité intuitive ne soit pas noyée en mélangeant 50 problèmes en même temps. Une fois que tu as des axiomes simples pouvant être analysés selon le sens commun et qui semblent solides, tu les postules et peux tenter de bâtir une théorie dessus. Tout le jeu est d'avoir suffisamment d'axiomes pour pouvoir bâtir beaucoup de choses, tout en n'en ayant pas trop car chaque axiome est un pari, un acte de foi susceptible d'erreur.

FH

FacefuckHer

il y a 5 mois

Si tu poses des axiomes débiles, tu vas créer une nouvelle façon de faire des maths. Sauf que comme tes axiomes sont débiles, ça t'emmènera pas bien loin.

Ou plutôt ça t'emmènera rapidement à des choses contradictoires (on dit "incohérentes" je crois en mathématiques), ou bien à des choses sans application, sans aucune capacité prédictive.

Ca n'a pas forcément été mentionné, mais la plupart des axiomes découlent de choses qui paraissent "intuitivement vraies" dans le "vrai" monde matériel (pas celui des idées). Et les théories mathématiques que l'on construit sont assez souvent utilisées pour répondre à des questions qui se posent dans le monde réel. Si les outils mathématiques donnaient des réponses qui ne collent pas au réel, ou pourrait douter du bien fondé de certains axiomes. Or, ce n'est pas le cas.

BL

Boursin_lover

il y a 5 mois

La théorie ZFC est inconsistante, on va bientôt s'en rendre compte

RL

RoiLoutre15

il y a 5 mois


La théorie ZFC est inconsistante, on va bientôt s'en rendre compte

If I speak...

Je suppose que tu as de bonnes raisons de le croire et que tu dis pas ça au hasard pas vrai? Pas vrai?

OP
LO

LamboOuLambeaux

il y a 5 mois


La théorie ZFC est inconsistante, on va bientôt s'en rendre compte

Pourquoi ? Ya quoi d'autres comme théorie axiomatique ? Listez en svp

RL

RoiLoutre15

il y a 5 mois

Pourquoi ? Ya quoi d'autres comme théorie axiomatique ? Listez en svp

RCA_0
WKL_0
ACA_0
ATR_0
Pi_1^1-CA0
Theorie des Ensembles non bien fondés

OP
LO

LamboOuLambeaux

il y a 5 mois

RCA_0
WKL_0
ACA_0
ATR_0
Pi_1^1-CA0
Theorie des Ensembles non bien fondés

Ça doit être étrange pour un mathématicien de changer "d'univers" après avoir étudié toute sa vie dans ZFC

EI

EIBougnador

il y a 5 mois

Les axiomes ne sont pas légitimés exclusivement par leur bien-fondé a priori. Il y a également de possibles jugements a posteriori.

Par exemple, tu peux être agnostique des axiomes des mathématiques actuelles. Mais bon, quand tu vois, tout ce qu'on peut faire avec ces maths, tous les théorèmes qu'on parvient à démontrer et qui trouvent des applications jusque dans la physique, la biologie, les technologies, ça donne bien l'impression que le noyau dur tombe juste.

Noter qu'il y a deux trucs un peu séparés dans ce que je viens de dire : les théorèmes et les applications réelles.

Pensons aux théorèmes, tout d'abord. Si tes axiomes permettent de démontrer plein de théorèmes, c'est cool ! Tu as une théorie mathématique avec de belles ramifications, c'est sympa. Bien sûr, quand je dis cela, j'ai en tête que tu ne parviens pas en pratique à trouver une contradiction dans ta théorie, auquel cas oui tu peux démontrer plein de théorèmes mais si tu peux démontrer un théorème et son contraire, bof la théorie. Dans cette optique, ce qu'on exige des axiomes, c'est qu'ils forment un tout cohérent (qu'ils ne parviennent pas d'atteindre de contradiction). Démontrer la cohérence est généralement hors de portée mais au moins ne jamais parvenir à trouver de contradiction, même quand on essaye, c'est un premier signe de robustesse.

Dans cette première optique, la question est celle de la cohérence plutôt que celle du vrai et du faux. On n'est pas en train de dire qu'il y a des objets réels (des droites ou des ensembles) et que ces objets réels vérifient vraiment les axiomes. On est en train de dire "imaginons des objets idéaux et je définis ce monde imaginaire comme régi par les axiomes". Dans cette approche, les axiomes jouent un rôle de définition et l'enjeu est la cohérence interne du monde imaginaire.

Passons maintenant aux applications. Là, c'est autre chose. Si tu fais par exemple de la géométrie et que ton but est de l'appliquer dans la vraie vie, là, la question est de savoir si ton axiome, interprété IRL, est toujours vrai (ou suffisamment vrai pour que l'étape d'idéalisation mathématique reste pertinente, proche de la réalité). Dans cette approche, les axiomes jouent un rôle de postulat et l'enjeu est leur validité, le fait qu'ils soient vrais IRL.

En fait, en pratique, on construit les théories mathématiques (par exemple, géométrie, probabilités) sur un socle d'un nombre limité d'axiomes, ceux de la théorie des ensembles. Le rapport entre la géométrie (par exemple) et la réalité ne dépend alors pas que des axiomes de la théorie des ensembles : cela dépend certes des axiomes de la théorie des ensembles mais aussi de comment on définit les mots "droite", "plan", "point" dans le langage de la théorie des ensembles. Si on s'intéresse à la validité IRL de la géométrie, il convient de se convaincre que, dans le monde imaginaire défini par la théorie des ensembles, les définitions de "droite", "plan" et "point" interagissent de la façon attendue, reflet fidèle de la réalité. A ce titre, les définitions peuvent jouer à leur tour un rôle d'axiome : si on définit une notion pour rendre compte d'une réalité, il s'agit de se persuader que tel est bien le cas

RL

RoiLoutre15

il y a 5 mois

Ça doit être étrange pour un mathématicien de changer "d'univers" après avoir étudié toute sa vie dans ZFC

Y'a surtout les logiciens qui changent d'univers donc ils ont l'habitude de travailler très proche des axiomes, en plus là c'est surtout des fragments de ZFC, tu changes pas vraiment tu te retires juste des trucs.

OP
LO

LamboOuLambeaux

il y a 5 mois

Y'a surtout les logiciens qui changent d'univers donc ils ont l'habitude de travailler très proche des axiomes, en plus là c'est surtout des fragments de ZFC, tu changes pas vraiment tu te retires juste des trucs.

La physique quantique est compatible avec quel univers ducoup ?

RL

RoiLoutre15

il y a 5 mois

La physique quantique est compatible avec quel univers ducoup ?

Tout ce qui permet de former la théorie des probabilités je suppose, je fais pas de Physique quantique, donc ZFC, je pense que tu as besoin de l'axiome du choix dans ces trucs.
Mais après ça veut pas dire que tu peux pas créer une autre théorie des proba équivalente dans un autre système axiomatique quoi. Y'a plein de façon d'avoir des axiomes différents mais de prouver la même chose.

EI

EIBougnador

il y a 5 mois

Généralement, un axiome apparaît comme énoncé de base pur et qui résiste au doute. Un truc auquel on a fort envie de croire. Pragmatiquement, tant qu'on n'est pas dans un cadre propre, que faire de mieux ?

Et une fois qu'on postule ces premières choses, là on a un cadre propre à l'intérieur duquel on peut exiger être parfaitement formel, etc.

Au quotidien, le mathématicien ne se pose pas ces questions. Il s'agit là de questions pour fonder la théorie. Les quatre tâches suivantes ne sont pas les mêmes :

  1. Fabriquer un ordinateur en partant exclusivement des ressources naturelles,
  2. Fabriquer un ordinateur en pouvant acheter des composants à des entreprises fiables,
  3. Programmer,
  4. Être un usager lambda, par exemple utiliser un ordi pour écrire sur jvc.

Pour les maths, pareil : tu peux chercher à fonder les maths (analogue de 1), tu peux prendre les maths là où elles sont rendues et chercher à aller plus loin (analogue de 2 et 3) ou tu peux utiliser les maths (par exemple comme ingénieur). Le quotidien d'un chercheur en maths relève le plus souvent de 2 et 3.

OP
LO

LamboOuLambeaux

il y a 5 mois

Tout ce qui permet de former la théorie des probabilités je suppose, je fais pas de Physique quantique, donc ZFC, je pense que tu as besoin de l'axiome du choix dans ces trucs.
Mais après ça veut pas dire que tu peux pas créer une autre théorie des proba équivalente dans un autre système axiomatique quoi. Y'a plein de façon d'avoir des axiomes différents mais de prouver la même chose.

Mais justement la physique quantique c'est pas un peu une sorte de "gateway" qui permet de passer d'un univers à un autre ?

Comme ci c'était démontrable par des axiomes mais que ca impliquait leur contradiction en même temps ?

S_

S_du_Midwest

il y a 5 mois

Topic vraiment sympa et bonne vulgarisation je trouve. L'ELITENT !

OP
LO

LamboOuLambeaux

il y a 5 mois


Généralement, un axiome apparaît comme énoncé de base pur et qui résiste au doute. Un truc auquel on a fort envie de croire. Pragmatiquement, tant qu'on n'est pas dans un cadre propre, que faire de mieux ?

Et une fois qu'on postule ces premières choses, là on a un cadre propre à l'intérieur duquel on peut exiger être parfaitement formel, etc.

Au quotidien, le mathématicien ne se pose pas ces questions. Il s'agit là de questions pour fonder la théorie. Les quatre tâches suivantes ne sont pas les mêmes :

  1. Fabriquer un ordinateur en partant exclusivement des ressources naturelles,
  2. Fabriquer un ordinateur en pouvant acheter des composants à des entreprises fiables,
  3. Programmer,
  4. Être un usager lambda, par exemple utiliser un ordi pour écrire sur jvc.

Pour les maths, pareil : tu peux chercher à fonder les maths (analogue de 1), tu peux prendre les maths là où elles sont rendues et chercher à aller plus loin (analogue de 2 et 3) ou tu peux utiliser les maths (par exemple comme ingénieur). Le quotidien d'un chercheur en maths relève le plus souvent de 2 et 3.

Ok merci c'est très clair

RL

RoiLoutre15

il y a 5 mois

Mais justement la physique quantique c'est pas un peu une sorte de "gateway" qui permet de passer d'un univers à un autre ?

Comme ci c'était démontrable par des axiomes mais que ca impliquait leur contradiction en même temps ?

Je suis toujours pas physicien donc je dis peut-être n'importe quoi mais faut pas confondre les axiome du côté de la physique et les axiomes du côté des maths.

La physique quantique s'éloigne du reste de la physique parce qu'elle a d'autres axiomes que celles du reste de la physique et qu'on arrive pas à unifier les deux mais les deux théories physiques peuvent être formalisées dans ZFC donc ça change rien au niveau des maths.

EI

EIBougnador

il y a 5 mois

La physique quantique est compatible avec quel univers ducoup ?

La question n'a pas vraiment de sens. Tu veux dire "dans quelles théories mathématiques peut-on formaliser la mécanique quantique ?". Faut regarder...

Mais en gros, avec ZF + AD, tu peux déjà faire ce dont tu as besoin. Et une grande partie des théories exotiques, c'est ajouter des axiomes (des infinis très très grands, on parle de "cardinaux inaccessibles") à cette théorie : ajouter des axiomes à une théorie, pour peu que ça n'introduise pas de contradiction, ne peut qu'augmenter sa puissance.

Pour les axiomatiques exotiques plus faibles (intuitionnisme, finitisme), là c'est très chelou et je pense que ça ne suffit pas à formaliser les choses quantiques : déjà, ça encode les nombres réels de manière bizarre... Mais je ne suis pas expert et peux me planter sur ce point.

EI

EIBougnador

il y a 5 mois

Ok merci c'est très clair

Super

BB

BriquetBloc

il y a 5 mois

Cherche du côté de la théorie des langages formels / logique. Ça devrait t'éclairer

EI

EIBougnador

il y a 5 mois

En tout cas, il faut avoir en tête qu'il y a un consensus mathématique durablement établi sur le fait que la théorie des ensembles est un excellent cadre dans lequel faire des maths.

Est-il ultimement parfait ? Est-il impossible de faire autre chose qui fonctionne aussi de façon excellente ? Est-ce que tous les autres cadres sont forcément inintéressants ? La réponse à toutes ces questions (au moins les deux dernières) est non. Ca n'enlève rien au fait qu'il fait excellemment le taf

Quand je dis qu'il n'est pas forcément parfait, ce n'est pas que ce cadre manquerait de rigueur en interne. C'est juste qu'on peut imaginer des théories où on parviendrait à parler de plus de choses et de façon plus commode. Ce n'est pas sur le curseur de la rigueur qu'on peut se plaindre.

D'autres cadres peuvent être le même présenté d'une façon différente ou bien un cadre plus faible, ou plus fort, ou tout simplement différent. Quand je dis plus faible, c'est "postulant moins d'axiomes" : moins de chances d'avoir tort, mais le prix à payer c'est qu'on parvient à démontrer moins de choses ! Beurre, argent du beurre, tout ça...

Les axiomes de la théorie des ensembles peuvent arriver par deux cheminements, chacun ayant de la valeur. Si ce n'est pas clair, sauter ce paragraphe et aller directement vers la métaphore "peinture" juste après. Une façon d'y arriver est de se dire qu'on a en tête une notion d'ensembles et qu'on cherche à formaliser des propriétés importantes de base sur ces objets. Une autre façon, plus logicienne, consiste à se dire "je veux pouvoir faire tel genre de trucs, je veux éviter tel genre de bugs" : plutôt que de partir des objets, on part des interactions qu'on veut permettre ou empêcher, ça nous donne des lois, et on décrète que ces lois s'appliquent à des choses pour lesquelles il faut bien choisir un nom.

Par exemple, si tu fais une théorie de la peinture, tu peux chercher à comprendre les pigments et leur propriétés physiques. Mais une autre approche consiste à dire "je veux peindre" : je veux pouvoir mélanger des pigments, je veux pouvoir fixer des pigments sur une toile à la position de mon choix, etc.

On m'a expliqué récemment que la théorie des ensembles, indépendamment de toute intuition préalable d'ensemble, peut émerger de façon plutôt naturelle à partir de considérations du genre "je veux étudier des relations de type vrai-faux entre deux objets" (introduit l'appartenance) et "je veux éviter les autoréférences donnant lieu à des arguments circulaires" (ensembles bien fondés).

SJ

SriJek

il y a 5 mois

Observation
Règle + compas
Géométrie euclidienne
.
.
.
Algèbre
.
.
.
et ça continue

EI

EIBougnador

il y a 5 mois

Noter également que diverses théories peuvent être pertinentes pour divers usages.

Par exemple, qu'entends-tu par "il existe un objet" ? Veux-tu pouvoir construire cet objet, mettre ta main dessus ? Te satisfais-tu du fait qu'il soit cohérent de postuler qu'un tel objet existe quelque part, quitte à être en un sens "inaccessible" ? Bref, quel sens veut-on donner au mot "il existe" ?

Eh bien selon le sens que tu veux donner à tel ou tel mot, telle ou telle axiomatique ou théorie peut être plus pertinente.

Généralement, chaque théorie étudiée est cohérente, valide en interne. Par contre, quand il s'agit d'''interpréter'' la théorie, là, ça dépend : selon l'interprétation que tu veux voir, telle théorie peut être pertinente et telle autre débile.

Par exemple, voici une théorie très simple.

Objets : le mot "voiture", le mot "rouge", la relation "est de couleur".
Axiome : voiture est de couleur rouge.

On peut parfaitement regarder cette théorie, aucune contradiction en interne !

Maintenant, côté interprétations...

Si tu interprètes cette théorie pour ta voiture, qui se trouve être rouge, la théorie est pertinente.

Si tu l'interprètes pour la mienne, qui se trouve être bleue, la théorie n'est pas pertinente.

Enfin... si tu l'interprètes pour la mienne mais que tu décides d'interpréter le mot théorique "rouge" comme correspondant à la couleur IRL "bleu", la théorie redevient pertinente pour ma voiture !

Si tu interprètes la théorie comme devant être valable pour toutes les voitures, la théorie n'est pas pertinente...

Bref, une théorie est un monde fictif qu'on déploie. Ensuite, la question est de savoir si ce monde fictif reflète bien certains phénomènes réels ou non. Cela dépend à la foi du monde fictif (la théorie), de la réalité et de l'interprétation (qui relie les deux).