IIm18-Kreativaufgabe6
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MIU-System (Douglas R. Hofstadter)
Symbole
M, I, U
Axiom
MI
Regeln
- Wenn xI ein Satz ist, dann auch xIU.
- Wenn Mx ein Satz ist, dann auch Mxx.
- In jedem Satz kann III durch U ersetzt werden.
- UU kann aus jedem Satz weggelassen werden.
Typografische Regeln:
- Wenn am Ende eines Satzes ein I steht, füge ein U daran
- Wenn der Satz mit M beginnt, kopiere alle Zeichen nach dem M und füge diese an das Ende an
- Wenn das I dreimal hintereinander auftritt, ersetze es durch U
- Wenn das U zweimal hintereinander auftritt, werden beide U's gelöscht
Anwendung der typografischen Regeln
- MI \rightarrow MIU \rightarrow MIUIU \rightarrow MIUIUIUIU ...
- MI \rightarrow MII \rightarrow MIIII \rightarrow MUI \rightarrow MUIUI \rightarrow MUIUIUIUI \rightarrow ...
- \hspace{35mm}\rightarrow MIIIIIIII \rightarrow MUUII\rightarrow MII\rightarrow ...
MU ist kein Satz im MIU-System
- Man startet mit MI
- Das Ziel ist es, dass das I verschwindet
- Man erhält mehr I's nur durch Regel (2)
- Dabei werden diese aber immer verdoppelt. Anzahl der I's ist also 2^n
- Man kann durch Regel (3) immer 3 I's entfernen. Dadurch verringert sich die Anzahl der I's um 3k, wenn man diese Regel k-mal anwendet
- Die anderen Regeln sind irrelevant, da sie die Anzahl der I's nicht verändern
- Man will alle I's eliminieren (Anzahl auf 0 bringen. Also: 2^n-3k=0)
- Umgeformt: \frac{2^n}{3}=k
- jede natürliche Zahl lässt sich in Primfaktoren zerlegen
- diese Darstellung ist eindeutig (Reihenfolge der Faktoren nicht betrachtet)
- da 2 und 3 Primzahlen sind und {2^n} bereits nur aus Primfaktoren (2*2*2... ) besteht, kann 3 als Primfaktor darin nicht vorkommen
- folglich ist {2^n} nicht ganzzahlig durch 3 teilbar, weswegen ein solches k hier nicht existiert
- Man kann also keine der Regeln n mal anwenden, damit alle I's beseitigt werden
- MU kann entsprechend kein Satz des MIU-Systems sein
Überführung in die Zahlentheorie
Abbilden der Symbole auf die natürlichen Zahlen
- Dadurch ergeben sich für die unterschiedlichen Wörter des Systems Gödelnummern
...
Diese Umwandlung kann sich durch folgende Rechnung ergeben
Bsp.: MIIU
3*10^3 + 1*10^2 + 1*10^1 + 0*10^0 = 3110