Matematikani to'plamlar nazariyasida amalga oshirish - Implementation of mathematics in set theory

Ushbu maqola matematik tushunchalarning amalga oshirilishini ko'rib chiqadi to'plam nazariyasi. Bir qator asosiy matematik tushunchalarni amalga oshirish parallel ravishda amalga oshiriladi ZFC (dominant to'plam nazariyasi) va NFU, Quine's versiyasi Yangi fondlar tomonidan izchil ekanligi ko'rsatilgan R. B. Jensen 1969 yilda (bu erda hech bo'lmaganda aksiomalarini kiritish tushunilgan Cheksizlik va Tanlash ).

Bu erda aytilganlar, belgilangan nazariyalarning ikkita oilasiga ham tegishli: bir tomondan, qator nazariyalar Zermelo to'plami nazariyasi shkalaning pastki uchi yaqinida va ZFC ga ko'tarilish bilan kengaytirilgan katta kardinal kabi gipotezalar "bor a o'lchovli kardinal "; va boshqa tomondan NFU kengaytmalarining ierarxiyasi o'rganilgan Yangi fondlar maqola. Bular nazariy olam qanday bo'lishiga oid turli xil umumiy qarashlarga mos keladi va aynan shu ikki umumiy qarashlar asosida matematik tushunchalarni amalga oshirish yondashuvlari taqqoslanmoqda.

Ushbu nazariyalarning matematikaning asoslari sifatida nisbiy foydalari haqida biror narsa aytish ushbu maqolaning asosiy maqsadi emas. Ikkita turli xil nazariyalardan foydalanishning sababi matematikani amalga oshirishda bir nechta yondashuvlarni amalga oshirish mumkinligini ko'rsatishdir. Aynan shu yondashuv tufayli ushbu maqola hech qanday matematik kontseptsiya uchun "rasmiy" ta'riflarning manbai emas.

Dastlabki bosqichlar

Quyidagi bo'limlar ikkita nazariyada ma'lum konstruktsiyalarni amalga oshiradi ZFC va NFU va natijada ma'lum matematik tuzilmalarning amalga oshirilishini taqqoslang (masalan natural sonlar ).

Matematik nazariyalar teoremalarni tasdiqlaydi (va boshqa hech narsa). Demak, nazariya ma'lum bir ob'ektni qurishga imkon beradi degani, bu ushbu nazariya teoremasi ekanligini anglatadi. Bu "x shunday qilib" shaklining ta'rifi to'g'risida bayonot mavjud ", qaerda a formula bizning til: nazariya "x shunday mavjudligini isbotlaydi "agar shunday bir teorema bo'lsa," shunday bitta va bitta x mavjud ". (Qarang. Qarang Bertran Rassellniki tavsiflar nazariyasi.) Bo'shashgan holda, nazariya bu holda ushbu ob'ektni "belgilaydi" yoki "quradi". Agar gap teorema bo'lmasa, nazariya ob'ekt mavjudligini ko'rsatolmaydi; agar gap nazariyada isbotlanuvchi yolg'on bo'lsa, u ob'ekt mavjud bo'lmasligini isbotlaydi; bo'shashmasdan, ob'ektni qurish mumkin emas.

ZFC va NFU to'plamlar nazariyasi tilida bo'lishadi, shuning uchun bir xil rasmiy ta'riflar "x shunday "Ikkala nazariyada mulohaza yuritish mumkin. To'plamlar nazariyasi tilidagi aniq ta'rif shakli set-builder notation: "A to'plami shunday, hamma x uchun, "(A bo'lishi mumkin emas ozod yilda ). Ushbu yozuv ba'zi an'anaviy kengaytmalarni qabul qiladi: bilan sinonim ; sifatida belgilanadi , qayerda allaqachon aniqlangan ifodadir.

Set-builder notation-da aniqlanadigan iboralar ZFC-da ham, NFU-da ham ma'noga ega: har ikkala nazariya ham berilgan ta'rif muvaffaqiyatli bo'lishini yoki ikkalasi ham bajarilmasligini isbotlashi mumkin (ifoda hech narsaga murojaat qilolmaydi har qanday nazariyani klassik mantiq bilan o'rnatish; yilda sinf kabi nazariyalar NBG bu yozuv sinfga taalluqlidir, lekin u boshqacha tarzda belgilanadi), yoki biri buni qiladi, ikkinchisi esa buni qilmaydi. Bundan tashqari, ZFC va NFU da xuddi shu tarzda aniqlangan ob'ekt, ikkita nazariyada turli xil xususiyatlarga ega bo'lib chiqishi mumkin (yoki ularning xususiyatlari o'rtasida tasdiqlanadigan farq mavjud bo'lmagan joyda isbotlanishi mumkin bo'lgan farq bo'lishi mumkin).

Bundan tashqari, to'plam nazariyasi matematikaning boshqa sohalaridan tushunchalarni import qiladi (niyat bilan, barchasi matematikaning filiallari). Ba'zi hollarda, tushunchalarni ZFC va NFUga import qilishning turli usullari mavjud. Masalan, birinchi cheksizning odatiy ta'rifi tartibli ZFC-da NFU uchun mos emas, chunki ob'ekt (aniq belgilangan nazariy tilda barcha cheklanganlar to'plami sifatida belgilangan) fon Neyman ordinatorlari ) NFUda mavjudligini ko'rsatish mumkin emas. Ning odatiy ta'rifi NFUda (sof o'rnatilgan nazariy tilda) hamma cheksizdir yaxshi buyurtmalar ularning barcha to'g'ri boshlang'ich segmentlari cheklangan bo'lib, ob'ekt ZFCda mavjud emasligini ko'rsatishi mumkin. Bunday import qilinadigan ob'ektlarga nisbatan turli xil ta'riflar bo'lishi mumkin, ulardan biri ZFC va tegishli nazariyalarda, ikkinchisi esa NFU va tegishli nazariyalarda foydalanish uchun. Import qilingan matematik kontseptsiyalarning bunday "tatbiq etilishi" mantiqiy bo'lishi uchun ikkita parallel izohlash kutilgan xususiyatlarga ega ekanligini ko'rsatishi kerak: masalan, ZFC va NFU da tabiiy sonlarning bajarilishi har xil, ammo ikkalasi ham bir xil matematik tuzilishni amalga oshirish, chunki ikkalasida ham barcha primitivlar uchun ta'riflar mavjud Peano arifmetikasi va Peano aksiomalarini (tarjimalarini) qondirish. Keyin ZFC ga mos tushunchalar ishlatilishini tushungan bo'lsagina, faqat nazariy til ishlatilganda, ikkita nazariyada sodir bo'layotgan voqealarni taqqoslash mumkin. ZFC kontekst va NFUga tegishli ta'riflar NFU kontekstida ishlatilishi tushuniladi.

Nazariyada mavjud ekanligi isbotlangan har qanday narsa, ushbu nazariyaning har qanday kengayishida aniq isbotlanadigan tarzda mavjud; Bundan tashqari, ob'ektning ma'lum bir nazariyada mavjudligini isbotlashni tahlil qilish, uning ushbu nazariyaning zaif versiyalarida mavjudligini ko'rsatishi mumkin (o'ylash mumkin Zermelo to'plami nazariyasi masalan, ushbu maqolada bajarilgan ko'p narsalar uchun ZFC o'rniga).

Bo'sh to'plam, singleton, tartibsiz juftliklar va stendlar

Ushbu konstruktsiyalar birinchi navbatda paydo bo'ladi, chunki ular matematikada aqlga kelgan birinchi inshootlar bo'lgani uchun emas, balki to'plamlar nazariyasidagi eng sodda konstruktsiyalar (garchi cheklangan to'plam tushunchasi albatta asosli bo'lsa ham). Garchi NFU shuningdek to'plamni qurishga imkon beradi ur-elementlar hali to'plamga a'zo bo'lish uchun bo'sh to'plam noyobdir o'rnatilgan a'zolarsiz:

Har bir ob'ekt uchun , to'plam mavjud bilan uning yagona elementi sifatida:

Ob'ektlar uchun va , to'plam mavjud o'z ichiga olgan va uning yagona elementlari sifatida:

The birlashma ikkita to'plam odatdagi tarzda aniqlanadi:

Bu tartibsizning rekursiv ta'rifi - har qanday beton uchun moslamalar (ularning elementlari ro'yxati sifatida berilgan sonli to'plamlar :)

NFUda berilgan barcha belgilangan ta'riflar tabaqalashtirilgan tushunish orqali ishlaydi; ZFC-da tartibsiz juftlikning mavjudligi Juftlik aksiomasi, bo'sh to'plamning mavjudligi quyidagicha Ajratish har qanday to'plam mavjudligidan va ikkala to'plamning ikkilik birlashishi Pairing va aksiomalarida mavjud Ittifoq ().

Buyurtma qilingan juftlik

Birinchidan, buyurtma qilingan juftlik. Buning birinchi o'ringa qo'yilishining sababi texnik: amalga oshirish uchun buyurtma qilingan juftliklar kerak munosabatlar va funktsiyalari, ilgari bo'lib tuyulishi mumkin bo'lgan boshqa tushunchalarni amalga oshirish uchun zarur bo'lgan, tartiblangan juftlikning birinchi ta'rifi bu ta'rif edi tomonidan taklif qilingan Norbert Viner 1914 yilda tip nazariyasi kontekstida Matematikaning printsipi. Wiener, bu turlarini yo'q qilishga imkon berganligini kuzatdi n-ar munosabatlar n > Ushbu ish tizimidan> 1. ta'rifdan foydalanish odatiy holga aylandi , sababli Kuratovskiy.Ushbu ta'riflarning har ikkisi ham ZFC yoki NFUda ishlaydi. NFUda ushbu ikkita ta'rifning texnik nochorligi bor: Kuratovskiy buyurtma jufti proektsiyalaridan ikki turga yuqori, Wiener buyurtma qilingan juftligi esa uch turga yuqori. Odatda tip darajasidagi buyurtma qilingan juftlik (juftlik) mavjudligini postulyatsiya qilish odatiy holdir bu uning turi bilan bir xil proektsiyalar ) NFUda. Kuratovskiy juftligini ikkala tizimda ham tur darajasidagi juftliklardan foydalanish rasmiy ravishda asoslanmaguncha foydalanish qulay.Bu ta'riflarning ichki tafsilotlari ularning haqiqiy matematik funktsiyalari bilan hech qanday aloqasi yo'q. Har qanday tushuncha uchun tartibli juftlikning muhimligi, bu belgilovchi shartni qondirishidir

... va buyurtma qilingan juftlarni to'plamlarga yig'ish juda oson.

Munosabatlar

Munosabatlar a'zolari barchasi bo'lgan to'plamlar buyurtma qilingan juftliklar. Mumkin bo'lgan taqdirda, munosabatlar (a sifatida tushunilgan ikkilik predikat ) sifatida amalga oshiriladi (deb yozilishi mumkin ). Qachon munosabat, belgi degani .

ZFC-da ba'zi munosabatlar (masalan, umumiy tenglik munosabati yoki to'plamlardagi pastki munosabatlar) "to'plamlar uchun juda katta (lekin zararsiz ravishda qayta tiklanishi mumkin) tegishli darslar ). NFUda ba'zi munosabatlar (masalan, a'zolik munosabatlari) o'rnatilmaydi, chunki ularning ta'riflari tabakalanmagan: yilda va bir xil turga ega bo'lishlari kerak edi (chunki ular bir juftning proektsiyalari sifatida ko'rinadi), lekin ketma-ket turlar (chunki ning elementi sifatida qaraladi ).

Tegishli ta'riflar

Ruxsat bering va berilishi kerak ikkilik munosabatlar. Keyin quyidagi tushunchalar foydalidir:

The suhbatlashish ning munosabatdir .

The domen ning to'plam .

The oralig'i ning ning teskari sohasi . Ya'ni, to'plam .

The maydon ning bo'ladi birlashma domeni va diapazoni .

The oldindan tasvirlash a'zoning maydonining to'plam (quyida "asosli" ta'rifida ishlatiladi.)

The pastga yopilish a'zoning maydonining eng kichik to'plam o'z ichiga olgan va har birini o'z ichiga olgan har biriga (ya'ni, uning har bir elementining nisbatan ustunligi, shu jumladan kichik to'plam sifatida.)

The nisbiy mahsulot ning va munosabatdir .

E'tibor bering, ikkilik munosabatlarning rasmiy ta'rifimiz bilan munosabatlarning diapazoni va kodomeni farqlanmaydi. Bu munosabatni ifodalash orqali amalga oshirilishi mumkin kodomain bilan kabi , lekin bizning rivojlanishimiz buni talab qilmaydi.

ZFC-da, domeni to'plamning kichik to'plami bo'lgan har qanday munosabat va uning to'plami to'plamning kichik to'plamidir to'plami bo'ladi, chunki Dekart mahsuloti to'plamdir (ning subklassi bo'lish ) va Ajratish mavjudligini ta'minlaydi . NFUda global miqyosdagi ba'zi munosabatlar (masalan, tenglik va kichik to'plam) to'plam sifatida amalga oshirilishi mumkin. NFUda buni yodda tuting va ga nisbatan uch xil pastroqdir yilda (agar tur darajasida buyurtma qilingan juftlik ishlatilsa, bitta tur pastroq).

O'zaro munosabatlarning xususiyatlari va turlari

Ikkilik munosabat bu:

  • Refleksiv agar har bir kishi uchun sohasida .
  • Nosimmetrik agar .
  • O'tish davri agar .
  • Antisimetrik agar .
  • Asoslangan agar har bir to'plam uchun bo'lsa maydoniga mos keladigan , kimning ustunligi ostida uchrashmaydi .
  • Kengaytirilgan agar har biri uchun bo'lsa sohasida , agar va faqat agar va ostida bir xil preimage bor .

Yuqoridagi xususiyatlarning ma'lum kombinatsiyalariga ega bo'lgan munosabatlar standart nomlarga ega. Ikkilik munosabat bu:

  • An ekvivalentlik munosabati agar reflektiv, nosimmetrik va tranzitivdir.
  • A qisman buyurtma agar refleksiv, antisimmetrik va tranzitivdir.
  • A chiziqli tartib agar qisman buyurtma va har bir kishi uchun sohasida , yoki yoki .
  • A yaxshi buyurtma agar chiziqli tartib va ​​asosli.
  • A rasmni o'rnatish agar asosli va kengaytirilgan va sohasi yoki uning a'zolaridan birining pastga yopilishiga teng (uning deb nomlangan) yuqori element) yoki bo'sh.

Vazifalar

A funktsional munosabat a ikkilik predikat shu kabi Shunaqangi munosabat (predikat ) oldingi bobda aytilgandek munosabat (to'plam) sifatida amalga oshiriladi. Demak, predikat to'plam tomonidan amalga oshiriladi . Aloqalar a funktsiya agar va faqat agar Shuning uchun qiymat funktsiyasini aniqlash mumkin noyob ob'ekt sifatida shu kabi - ya'ni: bu -bog'liq bo'lgan munosabatlar shunday o'rtasida ushlab turadi va - yoki noyob ob'ekt sifatida shu kabi . Ikkala funktsional predikatlar nazariyasida ham to'plamlar bo'lmaganligi, ularni belgilashga imkon beradi ikkala to'plam uchun va muhim funktsional predikatlar uchun. Ikkinchi ma'noda funktsiyalarning miqdorini aniqlamas ekan, bunday foydalanishning barchasi printsipial ravishda yo'q qilinadi.

Rasmiy to'plamlar nazariyasidan tashqari biz odatda funktsiyani uning domeni va kodomainiga qarab belgilaymiz, masalan " funktsiya bo'ling. "Funktsiya sohasi - bu shunchaki munosabat sifatida uning sohasi, ammo biz hali funktsiya kodomainini aniqlamadik. Buning uchun biz funktsiya terminologiyasini kiritamiz. dan ga agar uning domeni teng bo'lsa va uning assortimenti tarkibida mavjud . Shu tarzda har bir funktsiya o'z domenidan uning diapazonigacha bo'lgan funktsiya va funktsiyadir dan ga funktsiyasidir ga har qanday to'plam uchun o'z ichiga olgan .

Darhaqiqat, biz qanday to'plamni funktsiya kodomeni deb bilsak ham, funktsiya to'plam sifatida o'zgarmaydi, chunki ta'rifi bo'yicha bu faqat tartiblangan juftliklar to'plamidir. Ya'ni, funktsiya bizning ta'rifimiz bilan uning kodomainini aniqlamaydi. Agar kimdir buni yoqimsiz deb bilsa, uning o'rniga funktsiyani buyurtma qilingan juftlik sifatida belgilash mumkin , qayerda funktsional munosabat va bu uning kodomeni, ammo biz ushbu maqolada bunday yondashuvni qo'llamaymiz (yanada oqilona, ​​agar buyurtma qilingan uchlikni birinchi marta aniqlasa - masalan - keyin funktsiyani buyurtma qilingan uchlik sifatida aniqlash mumkin domenni ham qo'shish uchun). E'tibor bering, xuddi shu masala munosabatlar uchun ham mavjud: rasmiy to'plam nazariyasidan tashqarida biz odatda "Let ikkilik munosabat bo'ling ", lekin rasmiy ravishda shunday tartiblangan juftliklar to'plami va .

NFUda, bilan bir xil turga ega va ga nisbatan uch turga yuqori (bitta daraja yuqoriroq, agar tur darajasida buyurtma qilingan juftlik ishlatilsa). Ushbu muammoni hal qilish uchun quyidagilarni aniqlash mumkin edi kabi har qanday to'plam uchun , lekin bu qulayroq deb yozilgan . Keyin, agar to'plam va har qanday funktsional munosabatdir O'zgartirish aksiomasi ishontiradi o'rnatilgan ZFC. NFUda, va endi bir xil turga ega va ga nisbatan ikki turga yuqori (xuddi shu turdagi, agar tur darajasida buyurtma qilingan juftlik ishlatilsa).

Funktsiya ZFC-da to'plam emas, chunki u "juda katta". ammo NFU to'plamidir. Funktsiya (predikat) ikkala nazariyada ham funktsiya, ham to'plam emas; ZFC-da bu to'g'ri, chunki bunday to'plam juda katta bo'ladi va NFUda bu to'g'ri, chunki uning ta'rifi bo'lmaydi tabaqalashtirilgan. Bundan tashqari, NFUda mavjud emasligini isbotlash mumkin (ning qaroriga qarang Kantor paradoksi yilda Yangi fondlar.)

Funktsiyalar bo'yicha operatsiyalar

Ruxsat bering va ixtiyoriy funktsiyalar bo'lishi. The tarkibi ning va , , nisbiy mahsulot sifatida aniqlanadi , lekin agar bu shunday funktsiyaga olib keladigan bo'lsa shuningdek, funktsiyadir , agar oralig'i domenining kichik to'plamidir . The teskari ning , , deb belgilanadi suhbatlashish ning agar bu funktsiya bo'lsa. Har qanday to'plam berilgan , identifikatsiya qilish funktsiyasi to'plam va bu ZFC-da ham, NFUda ham turli sabablarga ko'ra to'plamdir.

Funktsiyaning maxsus turlari

Funktsiya in'ektsion (shuningdek, deyiladi bittadan) agar u teskari funktsiyaga ega bo'lsa.

Funktsiya dan ga bu:

  • Qarshi dan ga agar tasvirlar ostida ning aniq a'zolari ning alohida a'zolari .
  • Qarama-qarshilik dan ga agar oralig'i bu .
  • Bijection dan ga agar bu ham ukol, ham qarshi chiqishdir.

Funktsiyalarni tartiblangan juftliklar sifatida belgilash yoki uch marta buyurtma qilingan funktsiyasining terminologiyasini kiritishimiz shart bo'lmagan afzalliklarga ega ga "va biz" sur'ektiv bo'lish "haqida gapirishimiz mumkin, aksincha faqat" sub'ektiv bo'lish "haqida gapirishimiz mumkin. ".

To'plamlarning o'lchami

Ikkalasida ham ZFC va NFU, ikkita to'plam A va B bir xil o'lchamda (yoki mavjud) teng) agar mavjud bo'lsa va faqat bijection f dan A ga B. Buni shunday yozish mumkin , lekin e'tibor bering (hozircha) bu o'rtasidagi munosabatni ifodalaydi A va B hali aniqlanmagan ob'ektlar o'rtasidagi munosabat o'rniga va . Ushbu munosabatni belgilang ning haqiqiy ta'rifi kabi kontekstlarda kardinallar bu erda hatto taxmin qilingan mavhum kardinallarning paydo bo'lishidan qochish kerak.

Xuddi shunday, aniqlang va agar mavjud bo'lsa, ushlab turish kabi in'ektsiya dan A ga B.

Tenglikning nisbati $ a $ ekanligini ko'rsatish uchun to'g'ridan-to'g'ri ekvivalentlik munosabati: tenglik A bilan A tomonidan guvohdir ; agar f guvohlar , keyin guvohlar ; va agar f guvohlar va g guvohlar , keyin guvohlar .

Buni ko'rsatish mumkin a chiziqli tartib mavhum kardinallarda, lekin to'plamlarda emas. Reflektivlik aniq va tranzitivlik xuddi tenglik kabi isbotlangan. The Shreder - Bernshteyn teoremasi, isbotlanadigan ZFC va NFU butunlay standart tarzda, buni belgilaydi

(bu kardinallarda antisimetriyani o'rnatadi) va

dan har qanday nazariyada standart usulda amal qiladi tanlov aksiomasi.

Sonli to'plamlar va natural sonlar

Natural sonlarni cheklangan ordinal yoki sonli kardinal deb hisoblash mumkin. Bu erda ularni cheklangan asosiy raqamlar sifatida ko'rib chiqing. Bu amalga oshiriladigan dasturlar orasidagi asosiy farq birinchi o'rinda ZFC va NFU aniq bo'ladi.

ZFC ning cheksizligi aksiomasi bizga to'plam borligini aytadi A o'z ichiga oladi va o'z ichiga oladi har biriga . Ushbu to'plam A noyob tarzda aniqlanmagan (bu yopilish xususiyatini saqlab qolgan holda uni kattalashtirish mumkin): to'plam N natural sonlar

bu bo'sh to'plamni o'z ichiga olgan va "voris" operatsiyasi ostida yopilgan barcha to'plamlarning kesishishi .

ZFC-da, to'plam agar mavjud bo'lsa, cheklangan shu kabi : bundan keyin aniqlang bu kabi n cheklangan uchun A. (Bir xil o'lchamdagi ikkita aniq tabiiy sonlar yo'qligini isbotlash mumkin).

Arifmetikaning odatdagi amallarini rekursiv ravishda va tabiiy sonlar to'plamining o'zi aniqlangan uslubga juda o'xshash uslubda aniqlash mumkin. Masalan, + (tabiiy sonlarga qo'shilish amalini) o'z ichiga olgan eng kichik to'plam sifatida aniqlash mumkin har bir tabiiy son uchun va o'z ichiga oladi har doim o'z ichiga oladi .

NFUda ushbu yondashuvdan foydalanish mumkinligi aniq emas, chunki voris operatsiyasi tabaqalanmagan va shuning uchun to'plam N yuqorida aytib o'tilganidek, NFUda mavjudligini ko'rsatish mumkin emas (bu cheklangan fon Neumann ordinallari to'plamining NFUda mavjud bo'lishiga mos keladi, ammo bu nazariyani kuchaytiradi, chunki bu to'plamning mavjudligi hisoblash aksiyomini nazarda tutadi (ular uchun quyida yoki The Yangi fondlar maqola)).

Aslida eng qadimgi bo'lgan tabiiy sonlarning standart ta'rifi natural sonlarning set-nazariy ta'rifi, tenglik ostida cheklangan to'plamlarning ekvivalentlik sinflari kabi. Aslida xuddi shu ta'rif mos keladi NFU (bu odatiy ta'rif emas, lekin natijalar bir xil): aniqlang Fin, cheklangan to'plamlar to'plami, kabi

Har qanday to'plam uchun , aniqlang kabi . Aniqlang N to'plam sifatida .

NFU ning cheksizligi aksiomasi quyidagicha ifodalanishi mumkin : bu har bir natural sonning bo'sh bo'lmagan vorisiga ega bo'lishini aniqlash uchun etarli bo'lish har qanday kishi uchun ) bu arifmetikaning Peano aksiomalarini qondirishini ko'rsatishning qiyin qismi.

Arifmetik amallarni yuqorida keltirilgan uslubga o'xshash uslubda (hozirgina berilgan voris ta'rifidan foydalangan holda) aniqlash mumkin. Ularni tabiiy to'plam nazariy jihatdan ham aniqlash mumkin: agar A va B sonli sonli to'plamlar bo'lsa, | A | + | B | kabi . Rasmiy ravishda aniqlang m + n uchun m va n yilda N kabi

(Ammo shuni yodda tutingki, ushbu ta'rif uslubi ZFC raqamlari uchun ham mumkin, ammo juda davriy: shaklning shakli NFU ta'rifi o'rnatilgan manipulyatsiyani osonlashtiradi, ZFC ta'rifi shakli esa rekursiv ta'riflarni osonlashtiradi, ammo ikkala nazariya ham ta'rif uslubini qo'llab-quvvatlaydi).

Ikki dastur bir-biridan farq qiladi. ZFC-da har bir cheklangan kardinallikning vakilini tanlang (ekvivalentlik sinflari o'zlari to'plamlar uchun juda katta); NFUda ekvivalentlik sinflari o'zlari to'plamlardir va shu bilan ob'ektlar uchun asosiy xususiyatlarga mos keladigan aniq tanlovdir. Biroq, ikkita nazariyaning arifmetikasi bir xil: bir xil abstraktsiya bu ikki yuzaki farqli yondashuv tomonidan amalga oshiriladi.

Ekvivalentlik munosabatlari va bo'limlari

Abstraktsiyalarni to'plam nazariyasida amalga oshirishning umumiy uslubi ekvivalentlik sinflaridan foydalanish hisoblanadi. Agar ekvivalentlik munosabati bo'lsa R bizga o'z maydonining elementlari ekanligini aytadi A har qanday to'plam uchun, ayniqsa, bir-biriga o'xshashdir x, to'plamni hisobga oling to'plamdan abstraktsiyani ifodalovchi sifatida x faqat shu xususiyatlarni hurmat qilish (elementlarini aniqlang A qadar R).

Har qanday to'plam uchun A, to'plam a bo'lim ning A agar barcha elementlari bo'lsa P bo'sh emas, har qanday ikkita alohida element P ajratilgan va .

Har bir ekvivalentlik munosabati uchun R maydon bilan A, ning bo'limi A. Bundan tashqari, har bir bo'lim P ning A ekvivalentlik munosabatini belgilaydi .

Ushbu texnikaning ikkalasida ham cheklovlar mavjud ZFC va NFU. ZFC-da, koinot to'plami bo'lmaganligi sababli, xususiyatlarni faqat kichik domenlarning elementlaridan mavhumlashtirish mumkin. Buni hiyla-nayrang yordamida chetlab o'tish mumkin Dana Skott: agar R koinotdagi ekvivalentlik munosabati, aniqlang barchaning to'plami sifatida y shu kabi va daraja ning y har qanday darajadan kam yoki tengdir . Bu ishlaydi, chunki saflar to'plamlar. Albatta, hali ham tegishli sinf bo'lishi mumkin . NFUda asosiy qiyinchilik bu bitta tur x dan yuqori, shuning uchun masalan "xarita" umuman a (to'siq) funktsiyasi emas (garchi to'plamdir). Buni almashtirish uchun har bir ekvivalentlik sinfidan vakil tanlash uchun Tanlov aksiomasi yordamida chetlab o'tish mumkin , xuddi shu turdagi bo'ladi xyoki agar tanlovni chaqirmasdan buni amalga oshirish imkoniyati mavjud bo'lsa, kanonik vakilni tanlash orqali (vakillardan foydalanish ZFC-da ham noma'lum). NFUda umumiy to'plamlarning mavhum xususiyatlariga ekvivalentlik sinfi konstruktsiyalaridan foydalanish ko'proq uchraydi, masalan, quyida keltirilgan tub va tartib sonining ta'riflarida.

Tartib raqamlar

Ikki yaxshi buyurtma va bor o'xshash va yozing agar bijection bo'lsa f maydonidan maydoniga shu kabi Barcha uchun x va y.

O'xshashlik ekvivalentlik munosabati, xuddi yuqoriroq tenglik yuqoridagi ekvivalentlik munosabati sifatida ko'rsatilgandek, xuddi shu tarzda ko'rsatilgan.

Yilda Yangi fondlar (NFU), the buyurtma turi yaxshi buyurtma berish V shunga o'xshash barcha yaxshi buyurtmalar to'plamidir V. To'plami tartib raqamlari yaxshi buyurtma berishning barcha buyurtma turlarining to'plamidir.

Bu ishlamaydi ZFC, chunki ekvivalentlik sinflari juda katta. Rasmiy ravishda foydalanish mumkin bo'ladi Skottning hiylasi tartiblarni asosan xuddi shu tarzda belgilash, lekin fon Neyman ko'proq ishlatiladi.

Har qanday qisman buyurtma uchun , mos keladigan qat'iy qisman buyurtma . Qattiq chiziqli buyurtmalar va qat'iy buyurtmalar xuddi shunday aniqlanadi.

To'plam A deb aytilgan o'tish davri agar : elementining har bir elementi A ning elementidir A. A (fon Neyman) tartibli a'zolik qat'iy tartibda bo'lgan o'tish davri to'plamidir.

ZFC-da, yaxshi buyurtma berishning buyurtma turi V maydoniga teng keladigan noyob fon Neyman ordinali sifatida aniqlanadi V va unga bog'liq bo'lgan qat'iy tartib bilan izomorf bo'lgan a'zolik V. (tenglik holati 0 va 1 o'lchamdagi maydonlarga ega bo'lgan yaxshi buyurtmalarni ajratib turadi, ular bilan bog'liq bo'lgan qat'iy buyurtmalarni ajratib bo'lmaydi).

ZFC-da barcha tartiblar to'plami bo'lishi mumkin emas. Darhaqiqat, fon Neyman ordinallari har qanday to'plam nazariyasida bir-biriga mos kelmaydigan umumiylikdir: von Neyman ordinalining har bir elementi fon Neumann ordinali va fon Neumann ordinallari a'zolik tomonidan qat'iy tartibda ekanligi haqida kamtarona nazariy taxminlar bilan ko'rsatilishi mumkin. . Bundan kelib chiqadiki, fon Neumann ordinallar sinfi agar u to'plam bo'lsa, fon Neumann ordinali bo'lar edi: ammo keyinchalik u o'z elementi bo'lib, bu a'zolik fon Neumann ordinalchilarining qat'iy tartib ekanligiga zid keladi.

Barcha yaxshi buyurtmalar uchun buyurtma turlarining mavjudligi bu teorema emas Zermelo to'plami nazariyasi: buni talab qiladi O'zgartirish aksiomasi. Hatto Skottning hiyla-nayrangini Zermelo to'plamlari nazariyasida qo'shimcha taxminsiz ishlatish mumkin emas (masalan, har bir to'plam a ga tegishli degan taxmin) daraja bu Zermelo to'plamlari nazariyasini kuchaytirmaydigan, ammo bu nazariyaning teoremasi bo'lmagan to'plamdir).

NFUda barcha ordinallar to'plami tabaqalashtirilgan tushunish orqali to'plamdir. Burali-Forti paradoksidan kutilmagan tarzda qochishadi. Tomonidan belgilangan tartiblar bo'yicha tabiiy tartib mavjud agar va faqat ba'zi (va shunga o'xshash) bo'lsa ba'zi bir (va shunga o'xshash) boshlang'ich segmentiga o'xshaydi . Bundan tashqari, bu tabiiy tartib ordinallarning yaxshi buyurtmasi ekanligi va shuning uchun buyurtma turi bo'lishi kerakligini ko'rsatish mumkin . Tartiblarning tartib turi kamroq bo'lganga o'xshaydi tabiiy tartib bilan bo'ladi , bu haqiqatga zid keladi bu tartibdagi barcha tabiiy tartibning tartib turi (va shuning uchun uning biron bir boshlang'ich segmentida emas). Ammo bu odamning intuitivligiga (ZFCda to'g'ri), tabiiy tartibning tartib darajalari ordinallarga nisbatan kamroq ekanligiga bog'liq. bu har qanday tartib uchun . Ushbu tasdiq tabaqalanmagan, chunki ikkinchisining turi birinchisining turidan to'rtta yuqori (agar darajadagi juftlik ishlatilsa, ikkitasi yuqori). NFUda haqiqat va tasdiqlanadigan dalillar shuki, tartiblar bo'yicha tabiiy tartibning tartib turi kamroq bu har qanday tartib uchun , qayerda ning buyurtma turi har qanday kishi uchun (bu V ning tanlanishiga bog'liq emasligini ko'rsatish oson; T turini birma-bir ko'tarishini unutmang). Shunday qilib ordinallarning tartib turi kamroq tabiiy tartib bilan va . Ning barcha ishlatilishi bu erda bilan almashtirish mumkin agar turdagi darajadagi juftlik ishlatilsa.

Bu shuni ko'rsatadiki, T operatsiyasi noan'anaviy bo'lib, bu bir qator oqibatlarga olib keladi. Darhol singleton xaritasi keladi to'plam emas, chunki aks holda ushbu xaritaning cheklovlari o'xshashligini o'rnatishi mumkin V va har qanday yaxshi buyurtma uchun V. T (tashqi) ikki tomonlama va tartibni saqlaydi. Shu sababli, haqiqat buni belgilaydi qatorlar qatoriga kira olmaydigan tartibda "kamayuvchi ketma-ketlik" dir.

T tomonidan belgilangan ordinallar deyiladi Kantorian ordinatorlar va faqat kantoriyalik ordinatorlar ustidan hukmronlik qiladigan ordinatorlar (ular o'zini osongina kantori sifatida ko'rsatish mumkin) kuchli kantorian. Kantori ordinatorlari to'plami yoki kuchli kantorian ordinallari to'plami bo'lishi mumkin emas.

Digress: NFUdagi fon Neyman ordinali

Fon Neyman ordinatorlari haqida fikr yuritish mumkin NFU. Eslatib o'tamiz, fon Neyman ordinali - bu o'tish davri to'plami A shunday qilib a'zolikni cheklash A qat'iy buyurtma. Bu NFU kontekstida juda kuchli shart, chunki a'zolik aloqasi turlarning farqini o'z ichiga oladi. Fon Neyman ordinali A NFU ma'nosida tartib emas, lekin tartib tartibiga mansub buyurtma turi deb nomlanishi mumkin (a'zolik) A. Fon Neumann tartibining tartib turi ekanligini ko'rsatish oson A kantorian: har qanday yaxshi buyurtma uchun V buyurtma turi , ning boshlang'ich segmentlarini yaxshi tartiblashi V inklyuziya bo'yicha buyurtma turi mavjud (bu bir tur yuqoriroq, shuning uchun T ning qo'llanilishi): lekin fon Neumann tartibining yaxshi tartibining tartib turlari A a'zolik va uning boshlang'ich segmentlarini inklyuziya bo'yicha tartiblash aniq bir xil, chunki ikkita yaxshi buyurtma aslida bir xil munosabatdir, shuning uchun buyurtma turi A Bundan tashqari, xuddi shu argument har qanday kichik tartibda qo'llaniladi (bu boshlang'ich segmentining tartib turi bo'ladi) A, shuningdek, fon Neumann ordinal), shuning uchun har qanday fon Neumann tartibining tartib turi qat'iy kantorian.

Qo'shimcha taxminlarsiz NFUda mavjudligini ko'rsatadigan yagona fon Neyman ordinallari aniq cheklanganlardir. Shu bilan birga, almashtirish usulini qo'llash NFUning har qanday modelini har qanday kuchli kantori ordinali fon Neumann tartibining tartib turi bo'lgan modelga o'zgartirishi mumkin. Bu shuni ko'rsatadiki, "NFUning kuchli kantori ordeni" tushunchasi "NFU ordinali" ga qaraganda "ZFC ordinali" ga yaxshi o'xshash bo'lishi mumkin.

Kardinal raqamlar

Kardinal raqamlar NFU tabiiy sonning ta'rifini umumlashtiradigan tarzda: har qanday to'plam uchun A, .

Yilda ZFC, bu ekvivalentlik sinflari odatdagidek juda katta. Skottning hiyla-nayrangidan foydalanish mumkin (va haqiqatan ham ishlatilgan) ZF ), odatda yaxshi tartiblanganlarning eng kichik buyurtma turi (bu erda fon Neyman tartibida) sifatida aniqlanadi A (har bir to'plam yaxshi tartiblangan bo'lishi mumkin, bu ikkala nazariyada ham odatiy tarzda Tanlov Axiomasidan kelib chiqadi).

Kardinal sonlarning tabiiy tartibi yaxshi tartiblanganligi ko'rinib turibdi: u refleksiv, antisimetrik (mavhum kardinallarda mavjud) va o'tish davri yuqorida ko'rsatilgan. Bu tanlov aksiyomidan kelib chiqadigan chiziqli tartib: yaxshi tartiblangan ikkita to'plam va bitta yaxshi buyurtmaning dastlabki segmenti ikkinchisiga izomorf bo'ladi, shuning uchun bitta to'plam boshqasiga qaraganda kichikroq bo'ladi. Yaxshi buyurtma ekanligi shunga o'xshash tarzda "Axiom of Choice" dan kelib chiqadi.

Har bir cheksiz kardinal bilan ko'plab buyurtma turlari odatdagi sabablarga ko'ra (ikkala to'plam nazariyasida) bog'liqdir.

Kantor teoremasi (ikkala nazariyada ham) cheksiz kardinal sonlar orasida noan'anaviy farqlar mavjudligini ko'rsatadi. Yilda ZFC, biri isbotlaydi Yilda NFU, Kantor teoremasining odatiy shakli noto'g'ri (A = V holatini ko'rib chiqing), ammo Kantor teoremasi noto'g'ri yozilgan bayonotdir. Teoremaning to'g'ri shakli NFU bu , qayerda bu A ning bir elementli kichik to'plamlari to'plamidir. to'plamlardan ko'ra "ozroq" singletonlar borligini ko'rsatadi (aniq bijektsiya) dan ga V to'plam emasligi allaqachon ko'rilgan). Bu aslida NFU + Choice-da isbotlangan (qayerda ko'plab intervalgacha kardinallarning mavjudligi to'g'risida signal beradi; juda ko'p urelementlar bor!). Define a type-raising T operation on cardinals analogous to the T operation on ordinals: ; this is an external endomorphism of the cardinals just as the T operation on ordinals is an external endomorphism of the ordinals.

To'plam A deb aytilgan cantorian just in case ; kardinal is also said to be a cantorian cardinal. To'plam A deb aytilgan strongly cantorian (and its cardinal to be strongly cantorian as well) just in case the restriction of the singleton map to A () is a set. Well-orderings of strongly cantorian sets are always strongly cantorian ordinals; this is not always true of well-orderings of cantorian sets (though the shortest well-ordering of a cantorian set will be cantorian). A cantorian set is a set which satisfies the usual form of Cantor's theorem.

The operations of cardinal arithmetic are defined in a set-theoretically motivated way in both theories. . One would like to define kabi , and one does this in ZFC, but there is an obstruction in NFU when using the Kuratowski pair: one defines kabi because of the type displacement of 2 between the pair and its projections, which implies a type displacement of two between a cartesian product and its factors. It is straightforward to prove that the product always exists (but requires attention because the inverse of T is not total).

Defining the exponential operation on cardinals requires T in an essential way: if was defined as the collection of functions from A ga B, this is three types higher than A yoki B, so it is reasonable to define kabi so that it is the same type as A yoki B ( o'rnini bosadi with type-level pairs). An effect of this is that the exponential operation is partial: for example, aniqlanmagan. Yilda ZFC one defines kabi qiyinchiliksiz.

The exponential operation is total and behaves exactly as expected on cantorian cardinals, since T fixes such cardinals and it is easy to show that a function space between cantorian sets is cantorian (as are power sets, cartesian products, and other usual type constructors). This offers further encouragement to the view that the "standard" cardinalities in NFU are the cantorian (indeed, the strongly cantorian) cardinalities, just as the "standard" ordinals seem to be the strongly cantorian ordinals.

Now the usual theorems of cardinal arithmetic with the axiom of choice can be proved, including . From the case the existence of a type level ordered pair can be derived: ga teng just in case , which would be witnessed by a one-to-one correspondence between Kuratowski pairs and double singletons : redefine sifatida v shu kabi is associated with the Kuratowski : this is a type-level notion of ordered pair.

The Axiom of Counting and subversion of stratification

So there are two different implementations of the natural numbers in NFU (though they are the same in ZFC ): finite ordinals and finite cardinals. Each of these supports a T operation in NFU (basically the same operation). Buni isbotlash oson is a natural number if n is a natural number in NFU + Infinity + Choice (and so and the firstinfinite ordinal are cantorian) but it is not possible to prove in this theory that . However, common sense indicates that this should be true, and so it can be adopted as an axiom:

  • Rosser's Axiom of Counting: For each natural number n, .

One natural consequence of this axiom (and indeed its original formulation) is

  • for each natural number n.

All that can be proved in NFU without Counting is .

A consequence of Counting is that N is a strongly cantorian set (again, this is an equivalent assertion).

Properties of strongly cantorian sets

The type of any variable restricted to a strongly cantorian set A can be raised or lowered as desired by replacing references to ga havolalar bilan (turi a raised; this presupposes that it is known that a is a set; otherwise one must say "the element of " to get this effect) or (type of a lowered) where Barcha uchun , so it is not necessary to assign types to such variables for purposes of stratification.

Any subset of a strongly cantorian set is strongly cantorian. The power set of a strongly cantorian set is strongly cantorian. The cartesian product of two strongly cantorian sets is strongly cantorian.

Introducing the Axiom of Counting means that types need not be assigned to variables restricted to N yoki ga P(N), R (the set of reals) or indeed any set ever considered in classical mathematics outside of set theory.

There are no analogous phenomena in ZFC. See the main Yangi fondlar article for stronger axioms that can be adjoined to NFU to enforce "standard" behavior of familiar mathematical objects.

Familiar number systems: positive rationals, magnitudes, and reals

Vakil positive fractions as pairs of positive natural numbers (0 is excluded): is represented by the pair . Qilish , introduce the relation tomonidan belgilanadi . It is provable that this is an equivalence relation: define positive rational numbers as equivalence classes of pairs of positive natural numbers under this relation. Arithmetic operations on positive rational numbers and the order relation on positive rationals are defined just as in elementary school and proved (with some effort) to have the expected properties.

Vakil kattaliklar (positive reals) as nonempty proper initial segments of the positive rationals with no largest element. The operations of addition and multiplication on magnitudes are implemented by elementwise addition of the positive rational elements of the magnitudes. Order is implemented as set inclusion.

Vakil haqiqiy raqamlar as differences of magnitudes: formally speaking, a real number is an equivalence class of pairs of magnitudes under the equivalence relation tomonidan belgilanadi . The operations of addition and multiplication on real numbers are defined just as one would expect from the algebraic rules for adding and multiplying differences. The treatment of order is also as in elementary algebra.

This is the briefest sketch of the constructions. Note that the constructions are exactly the same in ZFC va NFU, except for the difference in the constructions of the natural numbers: since all variables are restricted to strongly cantorian sets, there is no need to worry about stratification restrictions. Without the Axiom of Counting, it might be necessary to introduce some applications of T in a full discussion of these constructions.

Operations on indexed families of sets

In this class of constructions it appears that ZFC ustidan ustunlikka ega NFU: though the constructions are clearly feasible in NFU, they are more complicated than in ZFC for reasons having to do with stratification.

Throughout this section assume a type-level ordered pair. Aniqlang kabi . The definition of the general n-tuple using the Kuratowski pair is trickier, as one needs to keep the types of all the projections the same, and the type displacement between the n-tuple and its projections increases as n ortadi. Mana n-tuple has the same type as each of its projections.

General cartesian products are defined similarly:

The definitions are the same in ZFC but without any worries about stratification (the grouping given here is opposite to that more usually used, but this is easily corrected for).

Now consider the infinite cartesian product . In ZFC, this is defined as the set of all functions f domen bilan Men shu kabi (qayerda A is implicitly understood as a function taking each men ga ).

In NFU, this is requires attention to type. To'plam berilgan Men and set valued function A whose value at yilda yozilgan , Define as the set of all functions f domen bilan Men shu kabi : notice that is stratified because of our convention that A is a function with values at singletons of the indices. Note that the very largest families of sets (which cannot be indexed by sets of singletons) will not have cartesian products under this definition. Note further that the sets are at the same type as the index set Men (since one type higher than its elements); the product, as a set of functions with domain Men (so at the same type as Men) is one type higher (assuming a type-level ordered pair).

Now consider the product of the cardinals of these sets. The cardinality || is one type higher than the cardinals , so the correct definition of the infinite product of cardinals is (because the inverse of T is not total, it is possible that this may not exist).

Repeat this for disjoint unions of families of sets and sums of families of cardinals. Again, let A be a set-valued function with domain : write uchun . The disjoint union to'plam . This set is at the same type as the sets .

The correct definition of the sum shunday , since there is no type displacement.

It is possible to extend these definitions to handle index sets which are not sets of singletons, but this introduces an additional type level and is not needed for most purposes.

In ZFC, define the disjoint union kabi , qayerda abbreviates .

Permutation methods can be used to show relative consistency with NFU of the assertion that for every strongly cantorian set A there is a set Men of the same size whose elements are self-singletons: har biriga men yilda Men.

The cumulative hierarchy

Yilda ZFC, belgilang kümülatif iyerarxiya as the ordinal-indexed sequence of sets satisfying the following conditions: ; ; for limit ordinals . This is an example of a construction by transfinite rekursiya. To'plamning darajasi A deb aytilgan agar va faqat agar . The existence of the ranks as sets depends on the axiom of replacement at each limit step (the hierarchy cannot be constructed in Zermelo to'plami nazariyasi ); by the axiom of foundation, every set belongs to some rank.

Kardinal deyiladi .

This construction cannot be carried out in NFU because the power set operation is not a set function in NFU ( is one type higher than A for purposes of stratification).

The sequence of cardinals can be implemented in NFU. Buni eslang sifatida belgilanadi , qayerda is a convenient set of size 2, and . Ruxsat bering be the smallest set of cardinals which contains (the cardinality of the set of natural numbers), contains the cardinal whenever it contains , and which is closed under suprema of sets of cardinals.

A convention for ordinal indexing of any well-ordering is defined as the element x maydonining such thatthe order type of the restriction of ga bu ; then define as the element with index in the natural order on the elements of . Kardinal is the element with index in the natural order on all infinite cardinals (which is a well-ordering, see above). Yozib oling follows immediately from this definition. In all these constructions, notice that the type of the index is two higher (with type-level ordered pair) than the type of .

Har bir to'plam A of ZFC has a transitive closure (the intersection of all transitive sets which contains A). By the axiom of foundation, the restriction of the membership relation to the transitive closure of A a well-founded relation. Aloqalar is either empty or has A as its top element, so this relation is a set picture. It can be proved in ZFC that every set picture is isomorphic to some .

This suggests that (an initial segment of) the cumulative hierarchy can be studied by considering the isomorphism classes of set pictures. These isomorphism classes are sets and make up a set in NFU. There is a natural set relation analogous to membership on isomorphism classes of set pictures: if is a set picture, write for its isomorphism class and define as holding if is the isomorphism class of the restriction of y to the downward closure of one of the elements of the preimage under y of the top element of y. The relation E is a set relation, and it is straightforward to prove that it is well-founded and extensional. If the definition of E is confusing, it can be deduced from the observation that it is induced by precisely the relationship which holds between the set picture associated with A and the set picture associated with B qachon in the usual set theory.

There is a T operation on isomorphism classes of set pictures analogous to the T operation on ordinals: if x is a set picture, so is . Aniqlang kabi . Buni ko'rish oson .

Ushbu taqlid qilingan to'plam nazariyasi uchun kengayish aksiomasi E ning kengayuvchanligidan kelib chiqadi. Uning asosliligidan poydevor aksiomasi kelib chiqadi. E angiosisining aksiomasi qanday bo'lishi mumkin degan savol bor. Belgilangan rasmlarning har qanday to'plamini ko'rib chiqing (maydonlari butunlay singletonlardan tashkil topgan rasmlarning to'plami). Har biridan beri har bir elementni almashtirib, x dan yuqori turga (tur darajasidagi buyurtma qilingan juftlik yordamida) yuqori har birining maydonini bilan to'plamda natijada to'plamlar asl kollektsiyaga izomorf, ammo maydonlari bir-biriga mos bo'lmagan holda to'planadi. Ushbu rasmlarning yangi yuqori element bilan birlashishi izomorfizm turi E ning asl to'plamining elementlari ostida oldindan ko'rinadigan rasmni hosil qiladi. Ya'ni izomorfizm turlarining har qanday to'plami uchun , izomorfizm turi mavjud E ning ustunligi aynan shu to'plamdir.

Xususan, izomorfizm turi bo'ladi [v] E ning ustunligi to'plamdir barchasi T[x] ning (shu jumladan T[v]). Beri T[v] E v va E asosli, . Bu Burali-Forti paradoksining yuqorida va unda muhokama qilingan qaroriga o'xshaydi Yangi fondlar maqola va aslida mahalliy qarori hisoblanadi Mirimanoffning paradoksi barcha asosli to'plamlar to'plamining.

Odatiy to'plamlar nazariyasida to'plamlar qatori kabi to'plam rasmlarining izomorfizm sinflari darajalari mavjud. Belgilangan rasmlarning har qanday to'plami uchun A, aniqlang S(A) E ostidagi o'rni A ning kichik to'plami bo'lgan barcha rasmlarning izomorfizm sinflari to'plami sifatida; har bir kichik to'plam bo'lsa, uni "to'liq" to'plam deb nomlang A "darajalar" kollektsiyasi - bu S to'plami ostida ishlayotgan va yopilgan to'plamni o'z ichiga olgan eng kichik to'plam (bu elektrostantsiyani qurishning bir turi) va uning kichik to'plamlari birlashmalari. Darvozalar inklyuziya bilan yaxshi tartiblanganligini (odatdagi to'plam nazariyasida bo'lgani kabi) isbotlash to'g'ri, shuning uchun darajalar ushbu tartibda indeksga ega: indeks bilan darajaga murojaat qiling kabi . Buni isbotlash mumkin to'liq darajalar uchun . To'liq darajalarning birlashishi (bu birinchi to'liq bo'lmagan daraja) E munosabati bilan Zermelo uslubidagi to'plamlar nazariyasining olamining boshlang'ich segmentiga o'xshaydi (albatta to'liq koinotga o'xshamaydi ZFC chunki u etarlicha katta bo'lmasligi mumkin). Agar shunday bo'lsa, bu isbotlanishi mumkin birinchi to'liq bo'lmagan daraja, keyin to'liq daraja va shuning uchun . Demak, darajani pastga qarab siljituvchi "tashqi avtomorfizm" T bilan "kümülatif iyerarxiya darajasi" mavjud, aynan shu erda NFU modeli qurilgan kümülatif iyerarxiyadagi darajaning nostandart modeli sharti. Yangi fondlar maqola. Tekshirish uchun texnik tafsilotlar mavjud, ammo faqat bir qismining talqini mavjud emas ZFC lekin NFU o'zi bu tuzilishda, bilan sifatida belgilangan : bu "munosabat" belgilangan munosabat emas, lekin uning argumentlari orasida odatdagi a'zolik munosabati bilan bir xil siljishga ega .

Shunday qilib, NFU ichida Zermelo uslubidagi to'plamlar nazariyasida NFU modelining tabiiy konstruktsiyasini o'zlashtiradigan to'plamlarning kümülatif iyerarxiyasining tabiiy konstruktsiyasi mavjud.

Kantori to'plamlari aksiomasi ostida tasvirlangan Yangi fondlar maqola, E munosabati bilan o'rnatilgan rasmlarning izomorfizm sinflari to'plamining kuchli kantoryan qismi, chunki a'zolik ZFC ning (tegishli sinf) modeliga aylanadi (unda mavjud bo'lgan) n-Mahlo kardinallari har birigan; ushbu NFU kengaytmasi ZFCdan qat'iyan kuchli). Bu to'g'ri sinf modeli, chunki kuchli kantori izomorfizmi sinflari to'plamni tashkil qilmaydi.

Permutatsiya usullari yordamida NFUning har qanday modelidan har qanday kuchli kantori izomorfizm turkumidagi rasmlarning to'plamini tranzitiv yopilishi bilan haqiqiy a'zolik munosabatlari cheklanishi sifatida amalga oshiriladigan modelni yaratish uchun foydalanish mumkin.

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  • Keyt Devlin, 1994. To'plamlarning quvonchi, 2-nashr. Springer-Verlag.
  • Xolms, Rendall, 1998 yil. Boshlang'ich to'plamlar nazariyasi universal to'plam bilan. Academia-Bruylant. Nashriyot ushbu kirishning Internet orqali NFUga tarqalishiga ruxsat berishga iltifot bilan rozi bo'ldi. Mualliflik huquqi himoyalangan.
  • Potter, Maykl, 2004 yil. O'rnatish nazariyasi va uning falsafasi, 2-nashr. Oksford universiteti. Matbuot.
  • Suppes, Patrik, 1972 y. Aksiomatik to'plam nazariyasi. Dover.
  • Tourlakis, Jorj, 2003 yil. Mantiq va to'siqlar nazariyasidagi ma'ruzalar, jild. 2018-04-02 121 2. Kembrij universiteti. Matbuot.

Tashqi havolalar