數理邏輯家哥德爾證明了不是所有真的數學定理都能夠證明的。

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是的，可以這麽說。庫爾特·哥德爾 (Kurt Gödel) 的不完備性定理確實證明了，在任何足夠強大且一致的公理係統中，總會存在無法在該係統內被證明的真命題。由於數學證明的定義就是一係列有限的邏輯步驟，這也就意味著，有些真的定理不存在有限的證明過程。

形式化係統的局限

在1931年哥德爾發表其成果之前，許多數學家曾相信數學可以被完全形式化。他們認為可以建立一套完備且一致的公理，原則上所有數學真理都可以通過有限的邏輯推導從這些公理中得出。這曾是著名數學家大衛·希爾伯特 (David Hilbert) 雄心勃勃的目標。

哥德爾的第一不完備性定理粉碎了這個夢想。他巧妙地構建了一個數學命題，其本質是關於自身的陳述：“這個命題是不可證明的。”

我們來分析一下這個命題的含義：

• 如果這個命題是假的，那就意味著它“是可證明的”。但在一個一致的係統中，一個能被證明的命題必須是真的。這就產生了一個矛盾。

• 如果這個命題是真的，那就意味著它“是不可證明的”，正如它自己所說的那樣。

因此，這個命題必須是真的，但它在所屬的公理係統內卻是不可證明的。這表明“真理”和“可證明性”不是一回事。存在一些真理，它們超越了任何給定的形式化證明係統的能力範圍。

什麽是“有限步驟的證明”？

在邏輯學和數學中，形式化證明 (formal proof) 的定義本身就是一串有限的語句序列。序列中的每個語句必須是：

• 一個公理 (Axiom)（係統中最基本的假設）。

• 根據係統的推理規則 (rules of inference)（即邏輯步驟），從序列中前麵的語句推導出來的結論。

這個有限序列中的最後一條語句就是被證明了的定理。因此，當哥德爾指出某些真命題是“不可證明的”時，就直接意味著不存在一個從公理出發，通過有限的邏輯步驟推導出這些真命題的序列。形式邏輯中並沒有“無限證明”這種標準概念；一個證明必須是具體、有限的。

總而言之，哥德爾的工作從根本上改變了我們對數學的理解，揭示了沒有哪個單一的公理係統能夠捕捉所有的數學真理。在任何這樣的係統中，總會存在一些真的、卻永遠無法被證明的命題。