This junior/senior level text is devoted to a study of first-order logic and its role in the foundations of mathematics: What is a proof? How can a proof be justified? To what extent can a proof be made a purely mechanical procedure? How much faith can we have in a proof that is so complex that no one can follow it through in a lifetime? The first substantial answers to these questions have only been obtained in this century. The most striking results are contained in Goedel's work: First, it is possible to give a simple set of rules that suffice to carry out all mathematical proofs; but, second, these rules are necessarily incomplete - it is impossible, for example, to prove all true statements of arithmetic. The book begins with an introduction to first-order logic, Goedel's theorem, and model theory. A second part covers extensions of first-order logic and limitations of the formal methods. The book covers several advanced topics, not commonly treated in introductory texts, such as Trachtenbrot's undecidability theorem. Fraissé's elementary equivalence, and Lindstroem's theorem on the maximality of first-order logic.

Das Grundwissen Mathematik, welches jeder Mathematiker im Laufe seines Studiums erwirbt, wird erst durch die Vielfalt von Beztigen zwischen den einzelnen mathematischen Theorien zu einem einheitlichen Ganzen. Querverbindungen zwischen den Einzeldisziplinen lassen sich oft durch die historische Entwicklung aufzeigen. Es ist ein Leitgedanke dieser Reihe, dem Leser deutlich zu machen, daB Mathematik nicht aus isolierten Theorien besteht, die nebeneinander entwickelt werden, sondern daB vielmehr Mathematik als Ganzes angesehen werden muB. Das vorliegende Buch tiber Zahlen weicht von den weiteren minden dieser Reihe dadurch ab, daB hier sieben Autoren und ein Redakteur dreizehn Kapitel zusammentrugen. In Gesprachen miteinander stimmten die Verfasser ihre Beitra- ge aufeinander ab, und der Redakteur bemtihte sich, diese Harmonisierung durch kritische Lektlire und Rticksprache mit den Autoren zu fordern. Die anderen Bande dieser Reihe konnen unabhangig yom vorliegenden Band studiert werden. Es ist nicht moglich, an dieser Stelle alle Kollegen zu nennen, die uns durch Hinweise unterstlitzten. Hervorheben mochten wir jedoch Herrn Gericke (Frei- burg), der vielfach half, die historische Entwicklung richtig darzustellen. K. Peters (damals Springer-Verlag) hatte erheblichen Anteil daran, daB die ersten Herausgeber- und Autorentreffen zustande kamen. Diese Zusammenktinfte wurden durch die finanzielle Untersttitzung der Stiftung Volkswagenwerk und des Springer-Verlages sowie durch die Gastfreundschaft des Mathematischen For- schungsinstitutes in Oberwolfach ermoglicht. Ihnen allen gilt unser Dank.