玄宇宙計(jì)劃
集合論真理的證據(jù)和
超宇宙計(jì)劃
西·大衛(wèi)·弗里德曼
維也納大學(xué)庫(kù)爾特·哥德爾研究中心
sdf@logic.univie.ac.at
我討論了集合論中真理的三個(gè)潛在證據(jù)來(lái)源,來(lái)自
確定理論作為數(shù)學(xué)分支和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的作用
以及集合概念的內(nèi)在極大性特征。我預(yù)測(cè)
新的非一階公理將會(huì)被發(fā)現(xiàn),并且有所有三個(gè)公理的證據(jù)
類型,并且這些公理將產(chǎn)生顯著的一階后果,這將
被視為集合論的真實(shí)陳述。論文的大部分內(nèi)容涉及
超宇宙計(jì)劃,其目的是發(fā)現(xiàn)一個(gè)最佳的數(shù)學(xué)
表達(dá)集合論宇宙的高度和最大值的原理
寬度。
1 簡(jiǎn)介
ZFC 公理的真實(shí)性被普遍接受至少有兩個(gè)原因。
其中一個(gè)原因是基礎(chǔ)性的,因?yàn)樗鼈冑x予集合論作為一種理論的能力。
整個(gè)數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)非常好,另一個(gè)是內(nèi)在的,
因?yàn)椋ǔ?AC 可能的例外,選擇公理)它們可以被視為
可以從最大迭代概念所體現(xiàn)的集合概念推導(dǎo)出來(lái)。
事實(shí)上,比 ZFC 多一點(diǎn)點(diǎn)在本質(zhì)上甚至是基礎(chǔ)上都是合理的。我這里指的是反射原理及其相關(guān)的小大
基數(shù),也可以通過(guò)最大迭代概念推導(dǎo)出來(lái)
高度(序數(shù))最大值,并且至少在不可訪問(wèn)基數(shù)的情況下,是
有時(shí)對(duì)于某些類型的高度抽象數(shù)學(xué)(例如格羅騰迪克宇宙)的發(fā)展很有用。ZFC 的這些擴(kuò)展在以下方面是溫和的:
感覺(jué)它們與冪集極小性原理 V = L 兼容。
但找到與 V = L 相矛盾的公理真實(shí)性的有力證據(jù)已經(jīng)
非常困難。有許多的原因。其一是
卷。\j卷號(hào) \j編號(hào) \jyear
IFCoLog 邏輯雜志及其應(yīng)用
弗里德曼
事實(shí)上,ZFC 的溫和擴(kuò)展在某種意義上來(lái)說(shuō)太好了,因?yàn)樗鼈儐为?dú)
直到最近已經(jīng)足以滿足集合論作為基礎(chǔ)的需要
對(duì)于數(shù)學(xué)。另一個(gè)是從最大的壓力中榨取更多的困難
通過(guò)高度的寬度(冪集)最大值模擬的迭代概念
引發(fā)反思的最大化原則。以及集合論的發(fā)展
作為數(shù)學(xué)的一個(gè)分支,它是如此引人注目、多樣化和不斷變化,以至于
不可能選擇那些對(duì)這個(gè)主題的觀點(diǎn)
新公理堪稱“最真”。
我寫這篇文章的目的是為以下三個(gè)預(yù)測(cè)提供證據(jù)。
集合論實(shí)踐的豐富性。集合論作為一個(gè)分支的發(fā)展
數(shù)學(xué)知識(shí)如此豐富,以至于對(duì)于哪一個(gè)一階數(shù)學(xué)永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)成共識(shí)
公理(除了 ZFC 加上小大基數(shù))最適合這種發(fā)展。
基本需求。正如 AC 現(xiàn)在因其在數(shù)學(xué)實(shí)踐中的重要作用而被接受一樣,對(duì)數(shù)學(xué)獨(dú)立性結(jié)果的系統(tǒng)研究
將發(fā)現(xiàn)與 CH 相矛盾的一階語(yǔ)句(因此也 V = L),其中
最適合解決這種獨(dú)立性問(wèn)題。
最優(yōu)極大性準(zhǔn)則。通過(guò)超宇宙計(jì)劃,它將
有可能得出表達(dá)最大值的最優(yōu)非一階公理
集合論宇宙的高度和寬度;該公理將具有一階
結(jié)果與 CH 相矛盾(因此 V = L)。
作為這三個(gè)預(yù)測(cè)的綜合,我提出以下樂(lè)觀的預(yù)測(cè)
集合論真理研究取得進(jìn)展的情景。
集合論真理論文。將存在集合論的一階陳述
很好地滿足了集合論實(shí)踐和解決跨領(lǐng)域獨(dú)立性的需求
數(shù)學(xué),可導(dǎo)1
從集合論的極大值
宇宙的高度和寬度。此類陳述將被視為真實(shí)
集合論的陳述。
本論文有一個(gè)反面:為了使一階陳述與
V = L 被認(rèn)為是正確的,在我看來(lái),它必須很好地滿足集合論實(shí)踐和解決數(shù)學(xué)獨(dú)立性的需要,并且它必須滿足
至少與所表達(dá)的集合論宇宙的極大性相容
1 有關(guān)可導(dǎo)性概念的討論,請(qǐng)參見(jiàn)最后的第 4.12 小節(jié)。
超宇宙計(jì)劃
通過(guò)最優(yōu)極大值準(zhǔn)則。事實(shí)上,這種證據(jù)的強(qiáng)度
在我看來(lái),一個(gè)陳述的真實(shí)性是通過(guò)它滿足這些條件的程度來(lái)衡量的
三個(gè)要求。
該論文的一個(gè)重要后果是CH的失敗。因此我的一部分
預(yù)測(cè)是CH將被視為錯(cuò)誤。
請(qǐng)注意,在論文中我沒(méi)有提到真正的一階公理,而只是提到真正的一階公理
一階語(yǔ)句。原因是以下附加主張。
超越一階。對(duì)于提議的真實(shí)性永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)成共識(shí)
與 V = L 相矛盾的一階公理;相反,真正的一階語(yǔ)句將
僅作為真正的非一階公理的結(jié)果而出現(xiàn)。
這種說(shuō)法的一個(gè)原因是一階語(yǔ)句不足以捕獲
集合論宇宙的極大性。
本文的計(jì)劃如下。首先,我將回顧一些流行的一階公理,它們很好地滿足了集合論實(shí)踐的需要,并論證了
上面的豐富度預(yù)測(cè)。其次,我將討論關(guān)于數(shù)學(xué)獨(dú)立性的鮮為人知的知識(shí),討論強(qiáng)制公理作為證明數(shù)學(xué)獨(dú)立性的證據(jù)的作用
上面的基礎(chǔ)預(yù)測(cè)。到目前為止,本文的主要目標(biāo)是
是第三部分,我在其中介紹了超宇宙計(jì)劃,包括它的
哲學(xué)基礎(chǔ)和最新的數(shù)學(xué)發(fā)展。
2 集合論實(shí)踐
集合論是一門新興學(xué)科,充滿了新思想和新發(fā)展,
不斷帶來(lái)新的視角。當(dāng)然,這些觀點(diǎn)中的某些觀點(diǎn)是站得住腳的
從眾多正在被證明的新結(jié)果中脫穎而出,值得關(guān)注
其中一些揭示了確定特定新公理的困難
“真實(shí)的人”。
我強(qiáng)調(diào)需要找到與 V = L 相矛盾的公理的真實(shí)性的證據(jù),但純粹是從公理對(duì)于發(fā)展
好的集合論,我將其稱為第一類證據(jù),這是不可能的。詹森的
深入研究揭示了該公理的力量,揭示了 V = L 的力量,確實(shí)如此
當(dāng)與小大基數(shù)結(jié)合時(shí),似乎給我們提供了一個(gè)對(duì)于所有自然集合論陳述來(lái)說(shuō)都是完整的理論!這是一項(xiàng)了不起的成就
很有說(shuō)服力地支持基于第 1 類證據(jù)宣布 V = L 為真。
弗里德曼
對(duì) V = L 的第 1 類自然反對(duì)意見(jiàn)是它沒(méi)有考慮強(qiáng)迫,
建立集合論新模型的基本方法。誠(chéng)然,即使在L
可以強(qiáng)制擴(kuò)展可數(shù)模型,但強(qiáng)制擴(kuò)展更為自然
完整的 L 而不僅僅是其中的一小部分。所以現(xiàn)在我們矛盾 V = L
支持“V 包含 L 的許多通用擴(kuò)展”或類似的內(nèi)容。
L 的大量強(qiáng)制擴(kuò)展聽起來(lái)不錯(cuò),但是我們的規(guī)范是什么
現(xiàn)在宇宙?難道我們不應(yīng)該有一個(gè)只在 V 中為真的句子,而不是
在其任何適當(dāng)?shù)膬?nèi)部模型中,同時(shí)具有許多通用的
L 的擴(kuò)展?事實(shí)上,通過(guò)類強(qiáng)制這是可能的(參見(jiàn)[11])。所以現(xiàn)在我們
有一個(gè)很好的 1 型公理:V 是一個(gè)規(guī)范宇宙,它是 L 上的類通用的,
包含 L 的許多集合通用擴(kuò)展。這是一個(gè)很好的上下文
集合論,因?yàn)楝F(xiàn)在可以使用強(qiáng)制方法。
事實(shí)上我們可以做得更好,將 V 設(shè)為 L[0#]。這個(gè)模型不僅
包含 L 的許多通用擴(kuò)展,它也是一個(gè)規(guī)范宇宙,我們恢復(fù)
Jensen 在 V = L 下開發(fā)的所有強(qiáng)大方法,現(xiàn)在相對(duì)化為
真正的0#。因此,我們的 1 類證據(jù)引導(dǎo)我們得出極好的公理 V = L[0#]。
異議!可測(cè)基數(shù)又如何呢?回憶一下重要的層次結(jié)構(gòu)
一致性優(yōu)勢(shì):自然理論是井然有序的(達(dá)到雙向可解釋性)
通過(guò)它們的一致性強(qiáng)度和大基數(shù)公理的一致性強(qiáng)度
提供了一個(gè)很好的一致性強(qiáng)度集合,它在一個(gè)大的初始中是共同的
該層次結(jié)構(gòu)的一部分(如果不是全部)。這并不意味著大紅衣主教
必須存在,但至少應(yīng)該有包含它們的內(nèi)部模型。所以現(xiàn)在
基于第一類證據(jù),我們得到了一些版本的“存在具有大的內(nèi)部模型”
紅衣主教”,這是一個(gè)進(jìn)行良好集合論的有吸引力的環(huán)境。
此外,請(qǐng)注意,如果我們有大基數(shù)的內(nèi)部模型,我們就不會(huì)丟失
查看 L 或其通用擴(kuò)展的選項(xiàng),它們?nèi)匀豢捎米鲀?nèi)部
楷模。所以我們似乎已經(jīng)達(dá)到了迄今為止最好的 1 類公理。
但我們還可以要求更多?;叵胍幌?,L 有一個(gè)很好的內(nèi)部結(jié)構(gòu),非常
對(duì)于導(dǎo)出 V = L 的結(jié)果非常有用。V 不僅可以有內(nèi)部模型嗎
對(duì)于大紅衣主教還有L型內(nèi)部結(jié)構(gòu)?答案當(dāng)然是
積極的,因?yàn)槲覀兛梢圆捎霉怼按嬖诰哂写蠡鶖?shù)的內(nèi)部模型
對(duì)于某個(gè)實(shí)數(shù) x,V = L[x]”。[14] 中提供了更好的答案,其中顯示了
V 可以與任意大基數(shù)一起呈 L 型,不僅在內(nèi)部模型中
但在V本身。然而,盡管這聽起來(lái)很有吸引力,但它未能解決一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題
超宇宙計(jì)劃
問(wèn)題,這就是我們看到集合論的多個(gè)視角的地方,
單一觀點(diǎn)自稱是“最好的”。
即使我們產(chǎn)生了一個(gè)很好的公理2,其形式為“有大基數(shù)和 V
是 L 的規(guī)范概括”,這樣做使我們進(jìn)入一個(gè)類似 L 的環(huán)境
哪個(gè)做集合論。事實(shí)上,集合論還有其他令人信服的觀點(diǎn)
這導(dǎo)致我們進(jìn)入非 L 類環(huán)境,并相應(yīng)地進(jìn)入完全不同的環(huán)境
類型 1 公理。我會(huì)提到其中兩個(gè)。(有關(guān)概念的更多信息
下面提到的可在[22]中找到)。
強(qiáng)制公理有著悠久的歷史,可以追溯到馬丁公理(MA),
其特殊情況斷言存在 ccc 偏序的泛型(即
僅具有可數(shù)反鏈的偏序)超過(guò)大小為 ?1 的模型。這個(gè)簡(jiǎn)單的
公理可用于一次性建立大范圍的相對(duì)一致性
集合論陳述。自然有人對(duì)加強(qiáng)
MA,一種流行的公理是適當(dāng)?shù)膹?qiáng)制公理 (PFA),它強(qiáng)化了這一點(diǎn)3
到更廣泛的真偏序類。
現(xiàn)在關(guān)于 1 類證據(jù),重點(diǎn)是 PFA 具有更引人注目的證據(jù)
其后果比 MA 更重要,使其成為解決問(wèn)題的核心和重要工具
集合論中的組合問(wèn)題??梢杂脧?qiáng)有力的案例證明其真相
基于類型 1 證據(jù)。但當(dāng)然 PFA 與任何公理相沖突
斷言 V 是類似 L 的,因?yàn)樗馕吨?CH 的否定。事實(shí)上 PFA 意味著
連續(xù)體的大小為 ?2。
1 類證據(jù)的多樣性不僅僅是 L 相似性和強(qiáng)制公理;
還有一些基本特征。這些都是自然的且經(jīng)過(guò)大量研究的
研究可定義性理論和組合時(shí)出現(xiàn)的基數(shù)
實(shí)數(shù)集的性質(zhì)。這些基本特征中的每一個(gè)都是不可數(shù)的基數(shù),其大小至多是連續(xù)體?,F(xiàn)在考慮到各種
這些特征以及它們可以始終不同于每個(gè)特征的事實(shí)
另外,采用基本特征提供的公理不是很引人注目嗎?
一系列低于連續(xù)統(tǒng)大小的不同不可數(shù)基數(shù)
因此,連續(xù)統(tǒng)確實(shí)相當(dāng)大,這與 L 相似性相矛盾
并強(qiáng)制公理?4
2Woodin 事實(shí)上提出了這樣一個(gè)公理,他稱之為 Ultimate L。
3對(duì)于專家來(lái)說(shuō),要獲得 PFA,必須允許大小為 ?1 的非傳遞模型。
4 作為一個(gè)具體示例,讓 a 表示無(wú)限幾乎不相交的子集族的最小大小
ω 和 b (d) 從 ω 到 ω 有序的無(wú)界(主導(dǎo))函數(shù)族的最小尺寸
通過(guò)最終的統(tǒng)治。那么 b < a < d 是一致的;事實(shí)上不應(yīng)該是這樣嗎?
弗里德曼
因此,我們擁有三種不同類型的公理,并且具有出色的 1 類證據(jù):
與大基數(shù)、強(qiáng)制公理和基數(shù)特征公理的 L 相似性。
它們相互矛盾,但又都與內(nèi)部模型的存在相一致
對(duì)于其他人。在我看來(lái),這清楚地表明第一類證據(jù)不足
確立集合論公理的真實(shí)性;也不足以決定是否
或不 CH 為真。
3 集合論作為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
當(dāng)然,我們可以衷心祝賀公理集合論成功地為數(shù)學(xué)提供了基礎(chǔ)。一個(gè)壓倒性的案例可以證明
當(dāng)定理在數(shù)學(xué)中被證明時(shí),它們可以被視為一個(gè)定理
ZFC 的輕度擴(kuò)展(與 V = L 兼容)。特別是,我們通常期望
數(shù)學(xué)問(wèn)題可以用溫和的方式回答(也許有很大的困難!)
ZFC 的擴(kuò)展。
結(jié)果是,這種溫和擴(kuò)展的獨(dú)立結(jié)果確實(shí)是
整個(gè)數(shù)學(xué)的獨(dú)立結(jié)果。這當(dāng)然是小事
如果所討論的獨(dú)立性結(jié)果是集合論的陳述,那么重要性,如集合
理論只是數(shù)學(xué)的一小部分。但這非常重要
當(dāng)集合論之外的數(shù)學(xué)問(wèn)題出現(xiàn)獨(dú)立性時(shí),如
博雷爾、卡普蘭斯基和懷特海測(cè)度猜想就是這種情況
理論、泛函分析和群論。讓我們不要忘記
偉大數(shù)學(xué)家大衛(wèi)·希爾伯特的論文認(rèn)為數(shù)學(xué)問(wèn)題可以
使用該主題的強(qiáng)大工具來(lái)解決。了解如何處理
恢復(fù)數(shù)學(xué)作為完整學(xué)科的地位需要獨(dú)立性
以及希爾伯特設(shè)想的明確的研究領(lǐng)域。
集合論學(xué)家關(guān)注這個(gè)問(wèn)題的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。中心問(wèn)題
是:
基礎(chǔ)或類型 2 證據(jù):是否存在集合論的特定公理
最能滿足解決數(shù)學(xué)其他領(lǐng)域獨(dú)立性的需求?
最近有跡象表明這個(gè)問(wèn)題正在出現(xiàn)積極的答案,
集合論在泛函分析、拓?fù)洹⒊橄蟠鷶?shù)和
模型論(邏輯領(lǐng)域,但仍在集合論之外)正在被發(fā)現(xiàn)。這
我之前表達(dá)的基本需求正是對(duì)一種模式的預(yù)測(cè)
將從這些應(yīng)用中出現(xiàn),揭示集合論的特定公理
超宇宙計(jì)劃
最適合使集合論更接近希爾伯特的完整基礎(chǔ)
希望。
現(xiàn)在這些集合論的基本優(yōu)勢(shì)公理在哪里?
成立?考慮以下具有良好 1 類證據(jù)的候選人列表:
V = L
V 是 L 的規(guī)范且豐富的類通用擴(kuò)展
大基本公理(如超緊湊公理)
強(qiáng)制公理,如 MA、PFA
L(R) 中的 AD 等確定性公理
基本特征公理如 b < a < d
正如已經(jīng)說(shuō)過(guò)的,這些公理中的每一個(gè)對(duì)于集合的發(fā)展都很重要
理論,為該主題提供獨(dú)特的視角。但也許令人驚訝的是
發(fā)現(xiàn)其中只有兩個(gè),V = L 和強(qiáng)制公理,有任何顯著的意義
對(duì)集合論之外的數(shù)學(xué)的影響!大基本公理的影響
(如超級(jí)緊湊)和基本特征公理已經(jīng)是最小的,并且
到目前為止,確定性公理還不存在。
為了提供更多細(xì)節(jié),V = L 和強(qiáng)制公理都可以用來(lái)回答
以下問(wèn)題(以不同方式):
泛函分析:必須來(lái)自 C(X)、X 緊湊 Hausdorff 的每個(gè)同態(tài),
進(jìn)入另一個(gè)巴拿赫代數(shù)是連續(xù)的(卡普蘭斯基問(wèn)題)?是理想的
所有有界算子環(huán)中的可分離希爾伯特空間上的緊算子
兩個(gè)較小理想的總和?;卡爾金代數(shù)的所有自同構(gòu)都是內(nèi)自同構(gòu)嗎?
拓?fù)渑c測(cè)度論:每個(gè)正規(guī)摩爾空間都是可度量的嗎?是
有 S 空間(常規(guī)的、遺傳性可分離的空間,其中一些開放的蓋子沒(méi)有
可數(shù)子覆蓋)?每個(gè)強(qiáng)測(cè)度 0 組實(shí)數(shù)是否可數(shù)(Borel
推測(cè))?
抽象代數(shù):每個(gè)懷特海群都是自由的(懷特海問(wèn)題)嗎?什么
是 R(x, y, z) 作為 R[x, y, z] 模的同調(diào)維數(shù),其中 R 是
實(shí)數(shù)域?無(wú)數(shù)領(lǐng)域的直接產(chǎn)物是否具有全球性
維度 2?
人們還可以提到模型理論領(lǐng)域(邏輯的一部分,但不是邏輯的一部分)
集合論),其中集合論的新公理可能在
弗里德曼
研究抽象基本類的莫利定理,甚至可能在
沃特猜想的解決。
我的預(yù)測(cè)是 V = L 和 Forcing Axioms 將是明確的贏家
解決數(shù)學(xué)獨(dú)立性的集合論公理的選擇
作為一個(gè)整體。但由于 V = L 與集合論的極大值相沖突
宇宙的寬度,它不適合作為集合論命題的實(shí)現(xiàn)
事實(shí)證明,F(xiàn)orcing Axioms 是當(dāng)前的主要候選者。
4 集合論宇宙的極大性和
惠普
字母 HP 代表超宇宙計(jì)劃,我現(xiàn)在在
細(xì)節(jié)。
4.1 集合的迭代概念
正如哥德爾所說(shuō),集合的迭代概念表達(dá)了這樣的想法:集合是通過(guò)冪集的迭代應(yīng)用從明確定義的對(duì)象中獲得的東西
手術(shù)。更詳細(xì)地(遵循 Boolos [7];另請(qǐng)參閱 [27]):集合形成于
階段,其中僅在階段 0 和任何更大的階段形成空集
小于 0,1 形成早期階段形成的集合的集合。(這樣說(shuō),
集合在最初形成之后的每個(gè)階段都會(huì)重新形成,但這沒(méi)關(guān)系。)
任何集合都是在其元素形成之后的某個(gè)最低階段形成的。這
概念排除異常:我們不能有 x ∈ x,不存在所有集合的集合,
不存在循環(huán) x0 ∈ x1 ε · · · ε xn ε x0 并且不存在無(wú)限序列
···ε xn ε xn?1 ε xn?2 ε ··· ε x1 ε x0,因?yàn)楸仨毚嬖谥辽僖粋€(gè)階段
xn 之一已形成。我們假設(shè)有無(wú)限個(gè)集合5
,所以迭代
過(guò)程導(dǎo)致極限階段 ω,它不為 0,也不是后繼階段。
迭代概念得出集合的宇宙是公理的模型
Zermelo 集合論,即無(wú)替換且無(wú)以下公理的 ZFC
選擇。該理論的標(biāo)準(zhǔn)模型是Vω+ω。
盡管如此,替換和 AC(選擇公理)作為一部分包含在內(nèi)
出于非常不同的原因,集合論的標(biāo)準(zhǔn)公理。交流案例
通常是基于外在理由,引用其對(duì)發(fā)展的成果
5 一旦我們將極大性添加到迭代概念中,這就是可推導(dǎo)的,但很方便
假設(shè)已經(jīng)作為迭代概念的一部分。
超宇宙計(jì)劃
數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)及其相應(yīng)的集合論作為基礎(chǔ)的必要性
數(shù)學(xué)(我稱之為第二類證據(jù)的一個(gè)例子)。我不清楚
選擇源自迭代概念,也源自其必要性
做得很好集合論(第一類證據(jù))。
另一方面,替換可以從集合的概念中推導(dǎo)出來(lái)。查看
為此,我們需要將迭代概念擴(kuò)展到更強(qiáng)的最大迭代
概念,也隱含在集合概念中。
4.2 極大性和迭代概念
術(shù)語(yǔ)“最大值”在集合論中有許多不同的含義,我在
這里的思維是與迭代概念(IC)相關(guān)的一個(gè)非常具體的用途。記起
根據(jù) IC,集合出現(xiàn)在由序數(shù)索引的級(jí)別內(nèi),
其中每個(gè)后繼級(jí)別 Vα+1 是前一個(gè)級(jí)別的冪集。正如布洛斯解釋的那樣,
IC 本身并不能說(shuō)明有多少層(宇宙的高度)
V )或各個(gè)級(jí)別的厚度(V 的寬度)。不過(guò)一般都是這樣
被視為隱含在集合概念中,這兩者都應(yīng)該是最大的:
高度(或序數(shù))最大值:宇宙 V 盡可能高,即
序數(shù)序列盡可能長(zhǎng)。
寬度(或冪集)最大值:宇宙 V 盡可能寬(或厚),
即每組的冪集盡可能大。
如果我們將 IC 與最大值結(jié)合起來(lái),我們就會(huì)得到 MIC,即最大迭代概念,也是集合概念的一部分,但解釋起來(lái)更具挑戰(zhàn)性
簡(jiǎn)單的IC。
很自然地看到最大化的比較方面,即與
可能意味著在可能性范圍內(nèi)盡可能大。于是自然而然
解釋高度和寬度最大值的方法是將 V 與其他可能的進(jìn)行比較
宇宙。
但現(xiàn)在我們面臨著一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。如果 V 是所有集合的固定宇宙,那么
除了 V 中已經(jīng)包含的宇宙之外,沒(méi)有其他宇宙。換句話說(shuō),V 是
默認(rèn)情況下是最大值,因?yàn)闆](méi)有其他宇宙可以威脅其最大值,因此
對(duì)于這個(gè)概念,我們能說(shuō)的有限。
弗里德曼
我暫時(shí)推遲這個(gè)問(wèn)題,轉(zhuǎn)而討論一個(gè)更簡(jiǎn)單的問(wèn)題:讓 M
表示 ZFC (ctm) 的可數(shù)傳遞模型。這句話是什么意思
M 最大?
現(xiàn)在我們有一個(gè)不同的問(wèn)題。表達(dá)最大化的自然方式
M的意思是說(shuō)M不能擴(kuò)展到更大的宇宙。讓我們稱之為
結(jié)構(gòu)最大化。但在一個(gè)非常溫和的假設(shè)下(有一個(gè)集合模型
ZFC 包含所有實(shí)數(shù))這是不可能的:任何 ctm M 都是一個(gè)元素(并且
因此是更大 ctm 的真子集)。
因此,我們轉(zhuǎn)向一種更溫和的最大化形式,稱為句法最大化,
表達(dá)如下。
在(句法)高度最大值的情況下,我們考慮 M 的延長(zhǎng),即
ctm 的 M*,其中 M 是等級(jí)初始段(M 的序數(shù)形成初始序列)
M* 的序數(shù)段和這兩個(gè)宇宙的冪集運(yùn)算
同意 M) 中的集合。
在寬度最大的情況下,我們考慮 M 的加厚,即 ctm 的 M*
其中 M 是內(nèi)部模型(M 和 M* 具有相同的序數(shù),并且 M 包含在內(nèi))
單位:M*
).
通過(guò)這種方式,我們可以生成高度最大值和寬度最大值的形式
ctm如下。
如果 M 是高度最大,那么 M 的屬性也具有某些排名初始
M 的片段。這是反射的典型表述。(但是我們會(huì)看到
高度最大值比反射更強(qiáng)。)當(dāng)然具體實(shí)現(xiàn)
高度最大值必須指定要考慮哪些屬性。
如果 M 是寬度最大,那么 M 的加厚屬性也適用于一些
M 的內(nèi)部模型。對(duì)于一階屬性,這稱為內(nèi)部模型
假設(shè),或IMH(在[12]中介紹)。
上述關(guān)于 ctm 最大值的討論雖然簡(jiǎn)短,但足以滿足
制定惠普戰(zhàn)略。
現(xiàn)在我們回到 V 的極大值問(wèn)題。以上討論可以嗎
對(duì)于 ctm 也適用于 V ?談?wù)撗娱L(zhǎng)和延長(zhǎng)是否有意義?
V 的增厚是否像我們談?wù)?ctm 時(shí)那樣?存在以下差異
對(duì)此的看法,我接下來(lái)會(huì)討論。
超宇宙計(jì)劃
4.3 現(xiàn)實(shí)主義與潛力主義
回想一下,在 IC 中,我們通過(guò)迭代過(guò)程描述 V,即集合的宇宙
powerset 操作。這個(gè)過(guò)程是否結(jié)束,或者是無(wú)限期的,
總是可以進(jìn)一步擴(kuò)展到更長(zhǎng)的迭代?前一種可能性,即有
是迭代過(guò)程的“限制”被稱為高度現(xiàn)實(shí)主義,后者
這種觀點(diǎn)稱為高度勢(shì)能論。類似地,還有一個(gè)確定性問(wèn)題
冪集運(yùn)算:對(duì)于給定的集合,其冪集是確定的還是總是
可以通過(guò)添加更多子集來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)展它嗎?前者稱為寬度
現(xiàn)實(shí)主義和后者的寬度勢(shì)能主義。
關(guān)于這個(gè)主題有大量文獻(xiàn) ([4, 19, 20, 21, 23, 24, 25, 26, 29, 31, 32])。
但由于超宇宙計(jì)劃在本體的選擇上非常靈活,
我們不會(huì)在這里對(duì)現(xiàn)實(shí)主義/潛力主義辯論進(jìn)行冗長(zhǎng)的討論,
但僅提及支持澤爾梅利安觀點(diǎn)的一些觀點(diǎn),將高度潛力論與寬度現(xiàn)實(shí)主義相結(jié)合,我們選擇采用這種觀點(diǎn)進(jìn)行分析
通過(guò) HP 實(shí)現(xiàn)最大化。
我們可以將情況總結(jié)如下。毫無(wú)困難,高度勢(shì)能論有助于對(duì)高度最大值的分析。令人驚訝的是,我們將證明
即使具有寬度現(xiàn)實(shí)主義,它也有助于使用 V 邏輯方法對(duì)寬度最大值進(jìn)行分析。身高潛力論的另一個(gè)好處是我們可以
將 V 最大值的研究減少為 ctm's6 最大值的研究
。我們的
論證還表明,高度現(xiàn)實(shí)主義對(duì)于我們對(duì)寬度最大值的分析是可行的,只要它通過(guò)足夠強(qiáng)大的 MK 片段得到增強(qiáng)(莫爾斯-凱利
階級(jí)理論;只需要 Σ1
1
理解)。因此,HP 唯一有問(wèn)題的本體論是僅由弱階級(jí)理論支持的高度現(xiàn)實(shí)主義;否則
本體的選擇對(duì)于 HP 來(lái)說(shuō)并不重要(盡管該程序開發(fā)
寬度潛能論與寬度現(xiàn)實(shí)主義略有不同)7
.
我現(xiàn)在將提出杰弗里·赫爾曼 (Geoffrey Hellman) 的一些論點(diǎn)([33]
8
)贊成
6 ctm 的集合稱為超宇宙;因此我們得出了超宇宙計(jì)劃。
7 僅使用 GB(哥德爾-伯內(nèi)斯)的高度現(xiàn)實(shí)主義似乎不足以對(duì)
最大化。一位裁判向我們介紹了不可知論柏拉圖主義,該觀點(diǎn)認(rèn)為所有集合都存在一個(gè)明確確定的宇宙 V,但沒(méi)有對(duì) ZFC 是否成立持立場(chǎng)。但
由于這種觀點(diǎn)允許僅用 GB 實(shí)現(xiàn)高度現(xiàn)實(shí)主義的可能性,因此對(duì)于
惠普。
8這些評(píng)論是在眾多集合論學(xué)家和學(xué)者之間活躍的電子郵件交流中做出的。
從 2014 年 8 月到 11 月,我對(duì)集合論哲學(xué)家的研究,是由我對(duì) Sol Feferman 的預(yù)印本《連續(xù)統(tǒng)假設(shè)》既不是一個(gè)確定的數(shù)學(xué)問(wèn)題,也不是一個(gè)確定的數(shù)學(xué)問(wèn)題的回應(yīng)所引發(fā)。
邏輯問(wèn)題。部分討論記錄在 <http://logic.harvard.edu/blog/?cat=2> 中,
但遺憾的是赫爾曼的評(píng)論沒(méi)有出現(xiàn)在那里。
弗里德曼
高度勢(shì)能主義和寬度現(xiàn)實(shí)主義,澤爾梅利安的觀點(diǎn)。赫爾曼 說(shuō):
“任何集合的宇宙都可以適當(dāng)擴(kuò)展的想法(在高度上,而不是在
width)是非常自然的,得到了許多數(shù)學(xué)家的認(rèn)可(例如MacLane,
似乎是哥德爾等人提出的。al.) ...正如麥迪和其他人所說(shuō),如果有可能的話
超出某個(gè)(假定最大)水平的集合存在,那么它們確實(shí)存在......因此,
如果 V 的“可想象”(最終)擴(kuò)展不是不連貫的,那么它們是可能的,
然后,根據(jù)現(xiàn)實(shí)主義者、柏拉圖主義者的解讀,它們是真實(shí)的,而 V 并不是真的
畢竟是最大的。...這樣的擴(kuò)展總是可能的,因此 a 的概念
單一固定的、絕對(duì)最大的集合宇宙 V 實(shí)際上是一個(gè)不連貫的概念。”
然后再次:
“我不知道‘盡可能高’意味著什么,因?yàn)?/p>
絕對(duì)不能在邏輯上擴(kuò)展的集合域的概念似乎
我語(yǔ)無(wú)倫次(或者至少是空洞的)。正如普特南在他有爭(zhēng)議的論文中所說(shuō)的那樣,
“沒(méi)有基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)”(1967),“即使上帝也無(wú)法創(chuàng)造一個(gè)宇宙”
策梅洛提出了不可能擴(kuò)展的理論。我同意,神學(xué)
在旁邊?!?/p>
關(guān)于寬度勢(shì)能論,赫爾曼說(shuō)([33]):
“我想,我有一個(gè)關(guān)于‘盡可能厚’的好主意,因?yàn)?/p>
給定集合的完整冪集對(duì)我來(lái)說(shuō)非常有意義......授予強(qiáng)制
擴(kuò)展可以被視為累積層次結(jié)構(gòu)的“加厚”,通常如此
描述過(guò),當(dāng)我們斷言標(biāo)準(zhǔn)冪集公理時(shí),我們隱式地構(gòu)建了
二價(jià),即 x 屬于 y 或不屬于 y,即我們實(shí)際上在裁決
強(qiáng)制擴(kuò)展或布爾值概括為非標(biāo)準(zhǔn)[我的斜體],
即‘全功率組’只能以標(biāo)準(zhǔn)方式來(lái)理解?!?/p>
并進(jìn)一步:
“因此,按照我的思維方式,‘所有
序數(shù)' ...和'給定集合的所有子集'。后者“已經(jīng)相對(duì)化了”;那里
“子集”的概念中沒(méi)有隱含任何允許無(wú)限擴(kuò)展的內(nèi)容,所以
只要我們談?wù)摗肮潭ǖ慕o定集合的子集”......相反,“所有序數(shù)”
呼喚相對(duì)化(我在 Zermelo 的 [1930] 中發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn));沒(méi)有它,它確實(shí)
通過(guò)我們用來(lái)描述的操作來(lái)允許無(wú)限的可擴(kuò)展性
序數(shù)詞”
超宇宙計(jì)劃
我確實(shí)很欣賞赫爾曼的觀點(diǎn),并且確實(shí)會(huì)(在很大程度上)采納
本文采用澤爾梅利安的觀點(diǎn),即高度勢(shì)能主義與寬度現(xiàn)實(shí)主義。
支持這一觀點(diǎn)的另一個(gè)要點(diǎn)是,盡管我們有一個(gè)明確且
通過(guò)迭代過(guò)程生成序數(shù)的連貫方式,有
目前沒(méi)有類似的迭代過(guò)程來(lái)生成越來(lái)越豐富的冪集9
.
鑒于對(duì)高度勢(shì)能論的采用,我現(xiàn)在將使用符號(hào) V
含糊其辭,不是表示所有集合的固定宇宙(它不存在),而是
作為一個(gè)變量,范圍涵蓋澤爾梅爾多重宇宙中的宇宙,其中每個(gè)
宇宙是下一個(gè)等級(jí)的初始部分。
盡管我采用了澤爾梅利安的觀點(diǎn),但出于說(shuō)明的目的,我也將
考慮一種在高度和寬度上的潛在主義形式,我將其稱為激進(jìn)潛在主義。HP 可以用任一觀點(diǎn)來(lái)運(yùn)行。雖然它是
激進(jìn)勢(shì)能論更簡(jiǎn)單,有一些有趣的問(wèn)題(數(shù)學(xué)
和哲學(xué)),當(dāng)采用澤爾梅利安觀點(diǎn)時(shí)出現(xiàn),這是值得的
探索。
為了描述激進(jìn)的勢(shì)能論,讓我從不那么激進(jìn)的東西開始,寬度
潛在主義。首先作為動(dòng)機(jī),考慮柏拉圖主義的觀點(diǎn),因此 V 是固定的
所有集合的全域,并考慮強(qiáng)制生成泛型集合的方法。如果
M 是一個(gè) ctm,我們可以使用可數(shù)性輕松構(gòu)建 M 的通用擴(kuò)展 M[G]
但當(dāng)然 V 的通用擴(kuò)展 V [G] 不存在,因?yàn)槲覀兊摹罢嬲?V ”有
所有的集合。盡管如此,我們可以在 V 中明確地討論在這樣的情況下什么是真實(shí)的
一個(gè)通用擴(kuò)展,實(shí)際上在 V 中沒(méi)有這樣的擴(kuò)展,通過(guò)構(gòu)造
布爾宇宙 V
V 內(nèi)的 B 并在 V 的一般擴(kuò)展中取真
V 中非零布爾真值的平均值
B. 因此柏拉圖主義的觀點(diǎn)實(shí)際上是
二元論:它允許理解宇宙中的真理(通用
擴(kuò)展)而不允許這些宇宙實(shí)際存在。
寬度勢(shì)能論是一種觀點(diǎn),在這種觀點(diǎn)中,任何宇宙都可以變厚,同時(shí)保持
相同的序數(shù),甚至達(dá)到使序數(shù)可數(shù)的程度。因此例如
它允許 V 的通用擴(kuò)展的存在(現(xiàn)在是一個(gè)變量范圍
在所有可能的宇宙的多重宇宙上),這是柏拉圖主義者所禁止的。
因此,對(duì)于 V 的任何序數(shù) α,我們可以將 V 粗化為 α 可數(shù)的全域;
即任何序數(shù)都是潛在可數(shù)的。但這并不意味著每個(gè)序數(shù)
V 在 V 中是可數(shù)的,只有在更大的宇宙中才可數(shù)。所以這個(gè)潛力
可數(shù)性不會(huì)威脅 V 中冪集公理的真實(shí)性。
9但我不能 100% 確定不可能存在這樣一個(gè)類似的迭代過(guò)程,也許
由非常成功的大基數(shù)內(nèi)部模型理論提供。
弗里德曼
現(xiàn)在,激進(jìn)勢(shì)能論實(shí)際上是寬度勢(shì)能論和高度勢(shì)能論的統(tǒng)一。它意味著任何 V(在可能宇宙的多重宇宙中)看起來(lái)都是可數(shù)的
在更大的宇宙中:我們?cè)试SV同時(shí)變長(zhǎng)和變厚。
請(qǐng)注意,即使只是寬度勢(shì)論(允許宇宙變厚)也會(huì)迫使
我們也陷入了高度勢(shì)能主義:如果我們繼續(xù)加厚以使每個(gè)序數(shù)
V 可數(shù),然后在 Ord(V ) 步驟之后,我們也被迫延長(zhǎng)以達(dá)到
滿足冪集公理的宇宙。在那個(gè)宇宙中,原來(lái)的V看起來(lái)
可數(shù)的。但是我們可以對(duì)這個(gè)新宇宙重復(fù)這個(gè)過(guò)程,直到它也
被認(rèn)為是可數(shù)的。身高潛力論的方面是我們無(wú)法結(jié)束這一切
通過(guò)將我們所有的宇宙結(jié)合起來(lái)進(jìn)行處理,因?yàn)檫@不是一個(gè)模型
ZFC(冪集公理將失敗),因此必須延長(zhǎng)。筆記
再次強(qiáng)調(diào),V 的潛在可數(shù)性不會(huì)威脅到
V 中 ZFC 的公理。
4.4 高度和代數(shù)的最大值
最大高度分析是 HP 的第一個(gè)重大成功。該程序產(chǎn)生了表達(dá) V 高度最大值的穩(wěn)健原理
它似乎涵蓋了所有先前的高度最大值原則,包括反射,并構(gòu)成了 V 的高度最大值的確定表達(dá)式
數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)。
對(duì)于我們對(duì)高度最大化的討論,高度潛力論就足夠了(激進(jìn)的
不需要潛在論)。因此我們可以選擇將 V 延長(zhǎng)至
宇宙V
* 以 V 作為初始段。當(dāng)然我們也可以考慮
V 的縮寫,用它自己的排名初始段之一替換 V ?,F(xiàn)在就讓我們
利用延長(zhǎng)和縮短來(lái)制定高度最大化原則
對(duì)于 V ,表達(dá)序數(shù)序列盡可能長(zhǎng)的想法。
但在開始分析最大高度之前,我們應(yīng)該注意
以下各項(xiàng): 沒(méi)有一階語(yǔ)句 phi 足以完全捕獲高度
最大化。這只是因?yàn)?V 中的一階語(yǔ)句 true 將反映
到它的排名初始段之一,然后我們自然地從 phi 引導(dǎo)到
更強(qiáng)的一階陳述“ψ 在 V 和某些傳遞集合模型中都成立
ZFC”。我們還將看到?jīng)]有一階語(yǔ)句足以捕獲寬度
最大化。這是引言中超越一階主張的一個(gè)實(shí)例:
與 V = L 相矛盾的真正的一階陳述僅作為 true 的結(jié)果出現(xiàn)
非一階公理。
但是我們?nèi)绾斡梅且浑A公理捕獲高度最大值呢?我們的確是
超宇宙計(jì)劃
這是通過(guò)對(duì) V 與其延長(zhǎng)之間的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)分析得出的
起酥油。
標(biāo)準(zhǔn) Lévy 反射告訴我們,V 的單個(gè)一階性質(zhì)
參數(shù)將保存在包含這些參數(shù)的某些 Vκ 中。這是很自然的
將其強(qiáng)化為同時(shí)反映 V 的所有一階屬性
一些 Vκ,允許來(lái)自 Vκ 的任意參數(shù)。因此我們將 V 反射為 Vκ
這是 V 的基本子模型。
重復(fù)這個(gè)過(guò)程會(huì)導(dǎo)致我們得到一個(gè)不斷增加的、連續(xù)的序數(shù)序列
(太太
| i < ∞),其中 ∞ 表示 V 的序數(shù)高度,使得模型 (Vκi
|
i < ∞) 形成 V 的基本子模型的連續(xù)鏈 Vκ0 ? Vκ1 ? · · ·
其并集是 V 的全部。
設(shè) C 為由 κi 組成的真類
的。我們可以應(yīng)用反射
V 和 C 作為附加謂詞來(lái)推斷 (V, C) 的屬性也成立
一些(Vκ,C∩κ)。但 C 的無(wú)界性是 (V, C) 的屬性,所以我們得到
some (Vκ, C ∩ κ) 其中 C ∩ κ 在 κ 中無(wú)界,因此 κ 屬于 C。
推論,V 的屬性實(shí)際上在某些 Vκ 中成立,其中 κ 屬于 C。
方便地用其反證形式來(lái)表達(dá)這一點(diǎn):如果一個(gè)屬性對(duì)于 Vκ 成立
所有 κ 在 C 中,那么它也對(duì) V 成立。
現(xiàn)在請(qǐng)注意,對(duì)于 C 中的所有 κ,Vκ 可以延長(zhǎng)為基本擴(kuò)展
(即 V ),它是排名初始的段。由反證形式
反思前一段,V本身也有這樣的加長(zhǎng)V
?
.
但這顯然還不是故事的結(jié)局。出于同樣的原因我們也可以
推斷存在這種延長(zhǎng)的連續(xù)遞增序列 V = Vκ∞ ?
在
?
κ∞+1 ? V
?
κ∞+2 ? · · · 序數(shù)的長(zhǎng)度。為了方便表示,我們把
?
并寫成 Wκi
而不是V
?
太太
對(duì)于 ∞ < i 而不是 Vκi
對(duì)于 i ≤ ∞。因此V
等于W∞。
但V的延長(zhǎng)是哪一塔V=Wκ∞?Wκ∞+1?Wκ∞+2?···
我們應(yīng)該考慮嗎?我們能否使這座塔的選擇成為規(guī)范?
考慮整個(gè)序列 Wκ0 ? Wκ1 ? · · · ? V = Wκ∞ ? Wκ∞+1 ?
Wκ∞+2 ?···。直覺(jué)是所有這些模型在以下方面都相似
他們共享相同的一階屬性的感覺(jué)。確實(shí)憑借
事實(shí)上,它們形成了一個(gè)基本鏈,這些模型都滿足相同的一階句子。但同樣本著“相似”的精神,以下幾點(diǎn)應(yīng)該成立:
弗里德曼
對(duì)于 i0 < i1 考慮 (Wκi1
,Wki0
)作為結(jié)構(gòu)(Wκi1
,ε) 與 Wκi0 一起
作為一個(gè)
一元謂詞。那么情況應(yīng)該是任意兩個(gè)這樣的對(duì) (Wκi1
,Wki0
),
(Wkj1
,Wkj0
) (其中 i0 < i1 且 j0 < j1)滿足相同的一階句子,甚至
允許同時(shí)屬于 Wκi0 的參數(shù)
和Wκj0
。將此概括為
三元組、四元組和 n 元組通常會(huì)出現(xiàn)以下情況:
(*) V 出現(xiàn)在連續(xù)的基本鏈中 Wκ0 ? Wκ1 ? · · · ? V = Wκ∞ ?
Wκ∞+1 ? Wκ∞+2 ? ··· 長(zhǎng)度為 ∞ + ∞,其中模型 Wκi
形成一個(gè)強(qiáng)烈不可辨別的鏈,對(duì)于任何 n 和任何兩個(gè)遞增的 n 元組
~i = i0 < i1 < · · · < in?1, ~j = j0 < j1 < · · · < jn?1, 結(jié)構(gòu) W~i =
(Wκin?1
, Wκin?2
,···,Wki0
) 和 W~j
(類似地定義)滿足相同的一階
句子,允許來(lái)自 Wκi0 的參數(shù)
∩Wκj0
.
我們?cè)絹?lái)越接近#一代的理想公理。我們當(dāng)然可以強(qiáng)加
我們的模型鏈上的高階不可辨別性。例如,考慮一對(duì)
型號(hào) Wκ0 = Vκ0
, Wκ1 = Vκ1
。我們可以要求這些模型滿足相同的條件
二階句子;等價(jià)地,我們要求 H(κ
+
0
)
V 和 H(κ
+
1
)
在
滿足
相同的一階句子。但與 H(κ0) 對(duì)一樣
在
,H(k1)
我們會(huì)
想要 H(κ
+
0
)
在
,H(先生
+
1
)
在
滿足帶有參數(shù)的相同一階句子。
我們?cè)撊绾伪硎瞿兀坷?,考慮 κ0,H(κ
+
0
)
在
這是關(guān)于 H(κ0) 的二階
在
; 我們不能簡(jiǎn)單地要求 H(κ
+
0
)
在
ψ(k0) 當(dāng)且僅當(dāng) H(k
+
1
)
V phi(κ0),因?yàn)?κ0 是 H(κ) 中最大的基數(shù)。
+
0
)
V但不在
H(先生
+
1
)
在
。相反,我們需要將左側(cè)出現(xiàn)的 κ0 替換為
右側(cè)的“相應(yīng)”參數(shù),即 κ1,導(dǎo)致自然
要求 H(κ
+
0
)
V Φ(κ0) 當(dāng)且僅當(dāng) H(κ
+
1
)
V Φ(κ1)。更一般地說(shuō),我們應(yīng)該能夠
替換 H(κ
+
0
)
V 由 H(κ 的“相應(yīng)”元素
+
1
)
在
。它
使用嵌入來(lái)解決這個(gè)參數(shù)問(wèn)題是很自然的。
定義1。(參見(jiàn)[10])
結(jié)構(gòu) N = (N, U) 稱為具有臨界點(diǎn) κ 的 #,或者僅稱為 #,如果
以下保留:
(a) N 是 ZFC?(ZFC 減去冪集)的模型,其中 κ 都是最大的
基本且難以接近。
(b) (N, U) 是可行的(即 x ∩ U ε N 對(duì)于任何 x ε N)。
(c) U 是 (N, U) 中 κ 的正常測(cè)量值。
(d) N 是可迭代的,即所有以 (N, U) 開頭的連續(xù)迭代超冪
有充分根據(jù),產(chǎn)生迭代(Ni
, Ui) 和 Σ1 基本迭代映射 πij :
Ni → Nj 其中 (N, U) = (N0, U0)。
我們讓 κi 表示第 i 次迭代 Ni 的最大基數(shù)
.
超宇宙計(jì)劃
如果 N 是 # 并且 λ 是極限序數(shù),則 LP(Nλ) 表示 (Vκi
)
在
的
對(duì)于 i < λ。(LP代表下部分。)LP(N∞)是ZFC的模型。
定義2.我們說(shuō)ZFC的傳遞模型V是#生成的當(dāng)且僅當(dāng)有
N = (N, U),a # 迭代 N = N0 → N1 → · · · ,使得 V 等于 LP(N∞)
其中 ∞ 表示 V 的序數(shù)高度。
#- Generation 滿足了我們對(duì)垂直最大化的要求,并對(duì)反思產(chǎn)生了強(qiáng)大的影響。L是#生成的iff 0#存在,所以這個(gè)原理是兼容的
其中 V = L。如果 V 是通過(guò) (N, U) # 生成的,則存在基本嵌入
從 V 到 V 可以通過(guò) (N, U) 迭代進(jìn)行規(guī)范定義:
上面的符號(hào),來(lái)自 κi 的任何保序映射
到 κi
的延伸到這樣的
一個(gè)基本的嵌入。如果 π : V → V 是任何這樣的嵌入,那么我們不會(huì)得到
只有結(jié)構(gòu) H(κ
+
我
),對(duì)于所有 i 以及結(jié)構(gòu)
H(先生
+a
我
) 對(duì)于任何 α < κ0 及以上。此外,#一代顯然提供了
最大垂直反射量:如果 V 由 (N, U) 生成為 LP(N∞)
其中 ∞ 是 V 的序數(shù)高度,x 是進(jìn)一步迭代中的任何參數(shù)
在
(N, U) 的 ? = N∞*,則任意一階性質(zhì) ψ(V, x) 在 V 中成立
?
反映
至 ψ(Vκi
對(duì)于所有足夠大的 i < j < ∞,Nj 中的 , x ? ) ,其中 πj, ∞ ? ? ? ) = x。這意味著任何已知形式的垂直反射并總結(jié)了反射量
假設(shè)0#存在,L中的反射量最大
L 中的這一點(diǎn)通過(guò)詹森 # 生成的編碼定理(定理 9.1. 的
[6])其中指出,如果 V 是 # 生成的,則 V 可以編碼為 # 生成的
模型 L[x] 對(duì)于實(shí)數(shù) x,其中生成 V 的給定 # 擴(kuò)展到自然數(shù)
發(fā)電機(jī) x
# 模型 L[x]。
由此我們可以得出結(jié)論,#生成的模型具有相同的大基數(shù)
和當(dāng) 0# 存在時(shí) L 的反射屬性。
#- Generation 還回答了我們的問(wèn)題,即在反射中查看 V 延長(zhǎng)的哪個(gè)規(guī)范塔,即迭代的更下部部分
任何生成 V 的 # 。這座加長(zhǎng)塔與選擇無(wú)關(guān)
為 V 生成 #,因此完全規(guī)范。和#代完全
認(rèn)識(shí)到 V 應(yīng)該看起來(lái)與它的許多階的無(wú)限閉合完全一樣
初始片段及其任意序數(shù)高度的規(guī)范延長(zhǎng)。
總之,#- Generation 脫穎而出,是高度最大化原則的正確形式化,我們將 #-生成的模型稱為最大
在高度上。它不是一階的(我們認(rèn)為沒(méi)有最佳高度最大值
弗里德曼
原理可以是),但是它是二階的,但方式非常受限制:對(duì)于可數(shù) V ,作為生成 V 的 # 的屬性可以通過(guò)量化來(lái)表達(dá)
普遍適用于模型 Lα(V ),因?yàn)?α 范圍涵蓋可數(shù)序數(shù)。
4.5 寬度最大值和IMH
而在高度極大的情況下,我們可以使用高度勢(shì)能論(即
將 V 延長(zhǎng)到更高宇宙的選項(xiàng))以達(dá)到最佳原則,
寬度最大的情況具有非常不同的性質(zhì)。與身高不同
最大值,我們會(huì)看到寬度最大值有許多不同的標(biāo)準(zhǔn)
并且不會(huì)輕易得出最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)。此外,為了獲得一個(gè)公平的畫面
高度和寬度都最大化,需要綜合或統(tǒng)一寬度
具有 #- Generation 的最大值標(biāo)準(zhǔn),最佳高度最大值標(biāo)準(zhǔn)。
徹底分析不同可能的寬度最大值標(biāo)準(zhǔn)及其
與 # 代的綜合,旨在達(dá)到最佳標(biāo)準(zhǔn),
是超宇宙計(jì)劃的主要目標(biāo)。
我將從激進(jìn)勢(shì)能論背景下討論寬度極大性開始,因?yàn)檫@提供了比澤爾梅利安觀點(diǎn)提供的理論更簡(jiǎn)單的理論。
因此,我們使用符號(hào) V 作為變量,其范圍不超過(guò)澤爾梅爾多元宇宙(其中宇宙按等級(jí)初始段的關(guān)系排序),但
超越激進(jìn)勢(shì)能主義提供的豐富多元宇宙的元素,其中每個(gè)元素
宇宙是潛在可數(shù)的。我們從基礎(chǔ)開始:
內(nèi)部模型假設(shè)(IMH,[12])如果一個(gè)一階句子在某些外部成立
V 的模型,那么它在 V 的某個(gè)內(nèi)部模型中成立。
對(duì)于當(dāng)前的演示,我們可以將外部模型表示為傳遞集
在
?
包含 V ,與 V 具有相同的序數(shù),滿足 ZFC。內(nèi)部模型
本演示中是 V 的 V 可定義子類,其序數(shù)與 V 相同,其中
滿足ZFC。根據(jù)激進(jìn)勢(shì)能論,ZFC 的任何傳遞模型都是可數(shù)的
一個(gè)更大的這樣的模型,從中我們可以推斷出存在豐富的集合
V 的外部模型。
#代的一致性源自0#的存在。但是IMH的一致性,即存在滿足IMH的宇宙V的斷言,
需要更多。
IMH 的一致性
超宇宙計(jì)劃
定理 3. ([18]) 假設(shè)大基數(shù)存在可數(shù)傳遞性
ZFC 的模型 M,使得如果一階句子 phi 在以下模型的外模型 N 中成立
那么 M 的內(nèi)部模型也成立。
證明。對(duì)于任何實(shí)數(shù) R,讓 M(R) 表示 ZFC 的最小傳遞模型,其中包含
R. 我們假設(shè)有大基數(shù),所以確實(shí)存在這樣的 M(R)(存在
僅僅一個(gè)不可訪問(wèn)的就足夠了)。我們需要以下結(jié)果
大紅衣主教:
(*) 存在一個(gè)實(shí)數(shù) R,對(duì)于任何實(shí)數(shù) S,其中 R 是遞歸的,(一階)
M(R)的理論與M(S)的理論相同。
我們可以從大基數(shù)導(dǎo)出 (*),如下所示。大基數(shù)產(chǎn)生投射決定性(PD)。馬丁定理是 PD 蘊(yùn)涵以下 Cone
定理:如果 X 是在圖靈等價(jià)下封閉的實(shí)數(shù)射影集,那么對(duì)于
某個(gè)實(shí)數(shù) R,對(duì)于所有實(shí)數(shù) S(其中 R 是遞歸的),或者 S 屬于 X,或者 S 屬于
對(duì)于所有實(shí)數(shù) S(其中 R 是遞歸的)X 的補(bǔ)集。
現(xiàn)在對(duì)于每個(gè)句子 phi 考慮由那些實(shí)數(shù) R 組成的集合 X(phi)
M(R) 滿足 phi。該集合是射影的并且在圖靈等價(jià)下是封閉的。
根據(jù)圓錐定理,我們可以選擇一個(gè)實(shí)數(shù) R(ψ),使得 ψ 在 M(S) 中為真
所有實(shí)數(shù) S,其中 R(phi) 是遞歸的,或者這對(duì)于 ~ phi 成立?,F(xiàn)在讓 R 為任意實(shí)數(shù)
其中每個(gè) R(phi) 都是遞歸的;因?yàn)橹挥锌蓴?shù)個(gè) phi,這是可能的。
然后R見(jiàn)證了屬性(*)。
我們聲稱如果 N 是 M(R) 滿足 ZFC 的外模型并且 是一個(gè)句子
在 N 中為真,則 phi 在 M(R) 的內(nèi)部模型中為真。為此,我們需要以下內(nèi)容
詹森深度定理。
編碼定理(參見(jiàn)[6])令 α 為 N 的序數(shù)高度。則 N 有一個(gè)外層
對(duì)于某些實(shí)數(shù) S,其形式為 Lα[S] 的模型滿足 ZFC,其中 N 為
Δ2-可通過(guò)參數(shù)定義。
由于 R 屬于 M(R),因此它也屬于 N,因此也屬于 Lα[S],其中 S 將 N 編碼為
多于。另請(qǐng)注意,由于 α 最小,因此 M(R) = Lα[R] 模型 ZFC,因此它也是
至少使得 Lα[S] 滿足 ZFC,因此 Lα[S] 等于 M(S)。
顯然,我們可以選擇 S 成為 R 之上的圖靈(只需將 S 替換為與
R)。但現(xiàn)在根據(jù) R 的特殊性質(zhì),M(R) 和 M(S) 的理論是
相同的。由于 N 是 M(S) 的可定義內(nèi)模型,因此 M(S) 的部分理論是
弗里德曼
陳述“有一個(gè) Φ 的內(nèi)部模型,它可以用參數(shù) Δ2 定義”
因此,根據(jù)需要,存在滿足 phi 的 M(R) 內(nèi)部模型。?
請(qǐng)注意,我們上面為 IMH、M(R) 生成的模型對(duì)于某些實(shí)際情況
R 是包含真實(shí) R 的最小模型,因此滿足“不存在
難以接近的紅衣主教”。這并非偶然:
定理4。 [12]假設(shè)M滿足IMH。那么M中:沒(méi)有
不可訪問(wèn)的基數(shù),事實(shí)上存在一個(gè)實(shí)數(shù) R,使得不存在傳遞性
包含 R 的 ZFC 模型。
證明。Beller 和 David 的定理(也在 [6] 中)擴(kuò)展了 Jensen 的編碼定理
說(shuō)任何模型 M 對(duì)于某個(gè)實(shí)數(shù) R 都有一個(gè)形式為 M(R) 的外部模型,
其中如上 M(R) 是包含 R 的 ZFC 的最小傳遞模型?,F(xiàn)在
假設(shè) M 滿足 IMH 并考慮句子“不存在不可訪問(wèn)的
紅衣主教”。這在 M 的外部模型 M(R) 中是正確的,因此在內(nèi)部模型中也是如此
M 的。由此可見(jiàn),M 中不存在不可訪問(wèn)的地方。與
句子“存在一個(gè)真實(shí)的 R,使得不存在包含 ZFC 的傳遞模型
R”給出了 M 的內(nèi)部模型 M0,對(duì)于某些實(shí)數(shù) R 具有此屬性;但隨后也
M 具有此屬性,因?yàn)?M 中包含 R 的任何 ZFC 傳遞模型也會(huì)
在 M 的 L[R] 中給出這樣的模型,因此在 M0 中給出這樣的模型,因?yàn)?M0 包含 L[R]
M.?
由此可見(jiàn),如果 M 滿足 IMH,則 M 中的某些實(shí)數(shù)沒(méi)有 #,因此粗體 Π1
1 確定性在 M 中失?。ūM管 0# 確實(shí)存在且 lightface Π1
1
確定性確實(shí)成立)。
寬度現(xiàn)實(shí)主義
到目前為止,我已經(jīng)在激進(jìn)勢(shì)能論的背景下提出了 IMH,
使我們能夠自由地討論宇宙 V 的外部模型(增厚)。這是
當(dāng)然,對(duì)于寬度現(xiàn)實(shí)主義者來(lái)說(shuō)這是不可接受的,他們認(rèn)為 Vα 具有固定的含義
每個(gè)序數(shù) α (盡管可能是一個(gè)不固定的、潛在的關(guān)于序數(shù)的觀點(diǎn)
是)。盡管如此,是否有可能談?wù)?V 的寬度最大值
寬度現(xiàn)實(shí)主義者的觀點(diǎn)(其中V現(xiàn)在是一個(gè)范圍在Zermelian
多元宇宙)?我們能否表達(dá) V 盡可能厚的想法,而不需要實(shí)際
將 V 與更厚的宇宙(不存在)進(jìn)行比較?
通過(guò)對(duì) V 邏輯的研究,得出了對(duì)后一個(gè)問(wèn)題的肯定答案,
接下來(lái)我將介紹這一點(diǎn)。Barwise 的書 [5] 是該材料的有用參考。
超宇宙計(jì)劃
V邏輯
讓我們從更簡(jiǎn)單的 Vω 邏輯開始。在 Vω 邏輯中,我們有用于 a ∈ Vω 的常量符號(hào) ?a 以及常量符號(hào) V?
ω 對(duì)于 Vω 本身(除了 ε 和
一階邏輯的其他符號(hào))。然后是通常的邏輯公理和規(guī)則
在 Modus Ponens 中,我們添加了規(guī)則:
對(duì)于 a ε Vω: 從 phi(
ˉb) 對(duì)于每個(gè) b ∈ a 推斷 ?x ∈ aphiˉ (x)。
從 phi(ˉa) 對(duì)于每個(gè) a ∈ Vω 推斷 ?x ∈ Vˉ
ω φ(x)。
引入第二條規(guī)則會(huì)通過(guò)證明生成新的可證明陳述
現(xiàn)在是無(wú)限的。Vω-logic 的思想是捕捉模型的思想,其中
Vω 為標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù) ω-完備性定理,邏輯上可證明的句子
Vω 邏輯正是在每個(gè)模型中都成立的邏輯,其中 ˉa 被解釋為
a 對(duì)于 a ∈ Vω 和 V ?
ω 被解釋為(實(shí)數(shù),標(biāo)準(zhǔn))Vω。因此理論T在
Vω-logic 與 Vω-logic 是一致的,當(dāng)且僅當(dāng)它有一個(gè)模型,其中 Vω 是真實(shí)的、標(biāo)準(zhǔn)的
Vω。
現(xiàn)在,Vω-邏輯中邏輯上可證明的公式(即有效性)的集合,與
在一階邏輯中,不是算術(shù)的,即它不能在模型 Vω 上定義。
相反,它可以在更大的結(jié)構(gòu)(Vω 的延長(zhǎng))上定義。讓我解釋。
由于 Vω 邏輯中的證明不再是有限的,因此它們自然不屬于 Vω。
相反,它們屬于最小允許集 (Vω)
+ 包含 Vω 作為元素,
這被高級(jí)遞歸理論家稱為 Lω
CK
1
,其中 ω
CK
1
是最小非遞歸序數(shù)。一些非常好的事情發(fā)生了:而一階邏輯的證明
屬于 Vω,因此可證明性是 Σ1 在 Vω 上可定義(存在一個(gè)證明
是 Σ1),Vω-邏輯中的證明屬于 (Vω)
+ 且可證明性是 Σ1 可在 (Vω) 上定義
+.
就我們目前的目的而言,要點(diǎn)是 (Vω)
+是加長(zhǎng),不是加厚
Vω 的長(zhǎng)度,在這種延長(zhǎng)中,我們可以制定描述任意的理論
以 Vω 為標(biāo)準(zhǔn)的模型。例如,存在一個(gè)實(shí)數(shù) R,使得
(Vω, R) 滿足一階性質(zhì),可以表示為
Vω-邏輯中的理論。由于結(jié)構(gòu)(Vω,R)可以看作是“增厚”
對(duì)于 Vω,我們已經(jīng)通過(guò)以下理論描述了 Vω“增厚”時(shí)可能發(fā)生的情況
(Vω)
+,Vω 的延長(zhǎng)。如果我們不是從 Vω 開始而是從 Vω 開始,這會(huì)更加戲劇化
與 (Vω)
+ = 錯(cuò)誤
CK
1
并引入Lω
CK
1
-logic,確保遞歸的邏輯
序數(shù)詞是標(biāo)準(zhǔn)的。然后在延長(zhǎng)(Lω
CK
1
)
Lω的+
CK
1
, 最少允許的
包含 Lω 的集合
CK
1
作為一個(gè)元素,我們可以表達(dá)增厚的存在
弗里德曼
錯(cuò)誤
CK
1
其中一階陳述成立,并且這種加厚可以包含新的
實(shí)數(shù)和更多元素。
V-logic 與上面類似。它有以下常量符號(hào):
1. V 中每個(gè)集合 a 的常數(shù)符號(hào) ˉa 。
2. 一個(gè)常數(shù)符號(hào)Vˉ 來(lái)表示宇宙V 。
公式以通常的方式形成,就像任何一階邏輯一樣。到平常的
一階邏輯的公理和規(guī)則我們添加新規(guī)則:
(*) 由 ψ(
?b) 對(duì)于所有 b ∈ a 推斷 ?x ∈ á? (x)。
(**) 從所有 a ∈ V 的 phi(ˉa) 推斷 ?x ∈ V phiˉ (x)。
這是描述以 V 為標(biāo)準(zhǔn)的模型的邏輯。這個(gè)邏輯的證明
出現(xiàn)在V
+,包含 V 作為元素的最小允許集合;這個(gè)結(jié)構(gòu)V
+
是 Lα(V ) 形式的 V 的特殊延長(zhǎng),即哥德爾 L 層次結(jié)構(gòu)的第 α 層
建立在 V 之上。我們將這種延長(zhǎng)稱為哥德爾延長(zhǎng)?;叵胍幌?,與
我們的身高潛力論觀點(diǎn),我們可以將 V 延長(zhǎng)為模型 V
* 以 V 為
等級(jí)初始段,因此肯定將 V 延長(zhǎng)到哥德爾延長(zhǎng) V
+.
(從高度現(xiàn)實(shí)主義者的角度來(lái)看也是如此,只要我們?cè)试S我們
滿足 MK (Morse-Kelley) 的類,就像在 MK 中我們可以構(gòu)造一個(gè)類編碼
在
+.)
寬度現(xiàn)實(shí)主義者的內(nèi)部模型假設(shè)
作為寬度現(xiàn)實(shí)主義者,我們不能直接談?wù)撏獠磕P?,甚至不能直接談?wù)摷?/p>
不屬于 V 。然而,使用 V 邏輯我們可以間接地討論它們,
正如我現(xiàn)在將說(shuō)明的那樣。考慮 V 邏輯中的理論,其中我們不僅有常數(shù)
符號(hào) ˉa 表示 V 的元素,常量符號(hào) V′ 表示 V 本身,但也可以是
常數(shù)符號(hào) W 表示 V 的“外部模型”。我們添加新的公理:
1.宇宙是ZFC(或者至少是較弱的KP,可接受性理論)的模型。
2. W′是ZFC的傳遞模型,包含V′作為子集并且具有相同的
序數(shù)詞為 V 。
所以現(xiàn)在當(dāng)我們采用遵循 V 邏輯規(guī)則的公理模型時(shí),我們得到
宇宙建模 ZFC(或至少 KP),其中 V 被正確解釋為 V
W 被解釋為 V 的外部模型。請(qǐng)注意,V 邏輯中的這個(gè)理論有
超宇宙計(jì)劃
沒(méi)有“加厚” V 的情況下被制定,實(shí)際上它是在 V 內(nèi)部定義的
+,最少
包含 V 的容許集合,V 的哥德爾延長(zhǎng)。后者再次有道理
感謝我們采用高度(而不是寬度)勢(shì)能論。
那么對(duì)于寬度現(xiàn)實(shí)主義者來(lái)說(shuō),IMH 到底說(shuō)了什么?它說(shuō)如下:
IMH:假設(shè) phi 是一階句子,并且上述理論,一起
公理“W 滿足 phi”在 V 邏輯中是一致的。那么 phi 的內(nèi)模型成立
在 。
換句話說(shuō),不是直接談?wù)揤的“加厚”(即“外層”)
模型”)我們反而談?wù)撚?V 邏輯表述的理論的一致性
并在 V 中定義
+,V 的(溫和)哥德爾延長(zhǎng)。
請(qǐng)注意,這也提供了可定義性引理的強(qiáng)大擴(kuò)展
用于強(qiáng)制設(shè)置。后者說(shuō),在 V 中我們可以明確地表達(dá)這樣一個(gè)事實(shí):
帶參數(shù)的句子保存在“集合通用擴(kuò)展”中(對(duì)于有界的句子
復(fù)雜性,例如固定 n 的 Σn 句子)。上圖表明我們可以做到
對(duì)于 V 的任意“加厚”也是如此,但是可定義性發(fā)生在哪里
不是在V而是在V
+。(在全知宇宙 V 的情況下,我們實(shí)際上可以獲得
V 的可定義性,并且在溫和的大基數(shù)假設(shè)下,V 將是無(wú)所不知的。
對(duì)此的討論請(qǐng)參見(jiàn)第 4.11 小節(jié)。)
到目前為止,我們已經(jīng)研究了 V 、它的延長(zhǎng)和“加厚”(通過(guò)理論)
以其延長(zhǎng)表示)。接下來(lái)我們進(jìn)行重要的一步,那就是減少
這個(gè)討論是為了研究可數(shù)傳遞模型的某些屬性
ZFC,即超宇宙(ZFC的可數(shù)傳遞模型的集合)。
這種減少的凈效應(yīng)是表明我們的寬度現(xiàn)實(shí)主義討論
極大性實(shí)際上相當(dāng)于一種激進(jìn)的勢(shì)能論討論,其中所有
正在考慮的模型屬于超宇宙。
4.6 超宇宙的還原
當(dāng)然,去掉“thickenings”中的引號(hào)會(huì)舒服得多
V 的,因?yàn)槲覀兛梢允∪ブ匦卤硎鑫覀兊闹庇X(jué)的需要
通過(guò) V 邏輯理論的外部模型。確實(shí),如果我們要進(jìn)行這樣的討論
不是關(guān)于 V 而是關(guān)于可數(shù)傳遞 ZFC 模型 Little-V ,那么我們的擔(dān)憂
蒸發(fā),因?yàn)檎嬲脑龀韯┳兊每捎?。例如,如?P 是一個(gè)強(qiáng)迫
如果我們知道little-V中的概念,那么我們肯定可以構(gòu)建一個(gè)P-通用擴(kuò)展來(lái)獲得little-V [G]。
弗里德曼
當(dāng)然,我們不能對(duì) V 本身執(zhí)行此操作,因?yàn)橥ǔN覀儫o(wú)法構(gòu)造泛型集
對(duì)于具有無(wú)數(shù)個(gè)最大反鏈的偏序。
但是我們用 V 邏輯分析事物的方式使我們能夠減少對(duì)
可數(shù)傳遞模型研究中 V 的極大標(biāo)準(zhǔn)。作為收藏
可數(shù)傳遞模型的名稱為“超宇宙”,然后我們就會(huì)得到
所謂的超宇宙計(jì)劃。
我將用具體的例子來(lái)說(shuō)明超宇宙的簡(jiǎn)化
IMH。假設(shè)我們使用 V 邏輯制定如上所述的 IMH,并且想要
知道它會(huì)產(chǎn)生什么一階后果。
引理 5. 假設(shè)一階句子 ψ 在所有可數(shù)模型中成立
IMH。然后它適用于 IMH 的所有型號(hào)。
證明。假設(shè) phi 在 IMH 的某個(gè)模型 V 中失敗,其中 V 可能是不可數(shù)的?,F(xiàn)在請(qǐng)注意,IMH 可以用 V 一階表示
+,V 的延長(zhǎng)。
但然后應(yīng)用向下的 L?wenheim-Skolem 定理來(lái)獲得可數(shù)
滿足 IMH 的 Little-V,已在其相關(guān)的 Little-V 中驗(yàn)證
+,但未能
滿足 ψ。但這是一個(gè)矛盾,因?yàn)楦鶕?jù)假設(shè) ψ 必須在所有可數(shù)中成立
IMH 的模型。?
因此,在不失一般性的情況下,當(dāng)考慮 V 邏輯中表述的最大值標(biāo)準(zhǔn)的一階結(jié)果時(shí),我們可以將自己限制為可數(shù)的小 V 。這樣做的好處是我們可以省去小V邏輯和
完全引用“加厚”,如小 V 的完備性定理 -
邏輯,小V邏輯中的一致理論確實(shí)有模型,這要?dú)w功于可數(shù)性
小V的。因此,對(duì)于可數(shù)的小V,我們可以簡(jiǎn)單地說(shuō):
IMH for little-V 's:假設(shè)一階句子在以下模型中成立:
小V。然后它保存在 Little-V 的內(nèi)部模型中。
這正是我們開始時(shí)的 IMH 的激進(jìn)勢(shì)能主義版本。
因此,IMH 的寬度現(xiàn)實(shí)主義和激進(jìn)勢(shì)能主義版本是一致的
可數(shù)模型。
#-一代人重溫
然而,將極大性原則簡(jiǎn)化為超宇宙并不是
總是如此明顯,正如我們現(xiàn)在將在#- Generation 的情況中看到的那樣。這揭示了
超宇宙計(jì)劃
HP 發(fā)展的差異形成了 Zemelian 觀點(diǎn)與
激進(jìn)的潛在主義觀點(diǎn)。
首先考慮以下令人鼓舞的類比,適用于我們?cè)缙诘?一代
IMH 減免申請(qǐng)。
引理 6. 假設(shè)一階句子 ψ 在所有可數(shù)模型中成立,
是 # 生成的。然后它適用于 # 生成的所有模型。
證明。假設(shè) phi 在某些 # 生成的模型 V 中失敗,其中 V 可能是不可數(shù)的。設(shè) (N, U) 為 V 的生成#,并將 V 和 (N, U) 放入其中
ZFC 減去冪集 T 的一些傳遞模型。現(xiàn)在將 L?wenhiem-Skolem 應(yīng)用于
T 產(chǎn)生一個(gè)可數(shù)傳遞性 T ,其中有一個(gè) V , T 認(rèn)為是
由 (N, ′ U′ ) 生成,將 T′ 基本嵌入到 T 中,將 V′ 發(fā)送到 V 并
(N, U) 到 (N, U)。但事實(shí)是 (N, U) 是可迭代的并且 (N, ′ U′) 被嵌入到
(N, U) 足以得出結(jié)論: (N, ′ U′ ) 也是可迭代的。所以我們現(xiàn)在有一個(gè)可數(shù)的 V ,它是 # 生成的(通過(guò) (N, ˉ U )),其中 phi 失敗,這與假設(shè)相反。
?
然而困難在于:我們?nèi)绾螐膶挾缺磉_(dá)#- Generation
現(xiàn)實(shí)主義的觀點(diǎn)?回想一下,要為 V 生成生成#,我們必須
產(chǎn)生一組小于 Ord(V ) 且不屬于 V 的秩,違反了
寬度現(xiàn)實(shí)主義。
回想一下,# 是滿足某些一階條件的結(jié)構(gòu) (N, U)
另外,它是可迭代的:對(duì)于任何序數(shù) α,如果我們迭代 (N,U) α 步,則
它仍然是有充分根據(jù)的。如果有 # 生成 V,則 V 是 # 生成的。但
請(qǐng)注意,為了表達(dá) V 的生成 # 的可迭代性,我們必須考慮
理論 Tα 在 Lα(V ) 邏輯中表述,用于 V 的任意哥德爾延長(zhǎng) Lα(V ) :
Tα 斷言 V 是由 pre-# 生成的(即由看起來(lái)像 # 的結(jié)構(gòu)生成)
但可能不是完全可迭代的),它是α-可迭代的,即可迭代α-步。因此
我們沒(méi)有固定的理論來(lái)捕捉#一代人,而只有一座理論塔
Tα (當(dāng) α 的范圍超過(guò) V 的高度的序數(shù)時(shí)),捕獲越來(lái)越近
對(duì)其的近似值。
定義 7. 如果對(duì)于每個(gè)超過(guò) V 高度的序數(shù) α,V 是弱 # 生成的,
理論 Tα 表達(dá)了 α-iterable pre-# 的存在,它生成
V 是一致的。
弱 # 代對(duì)于寬度現(xiàn)實(shí)主義者來(lái)說(shuō)是有意義的(他們接受足夠的
獲得哥德爾延長(zhǎng)的高度勢(shì)能論),因?yàn)樗耆眯g(shù)語(yǔ)表達(dá)
V 的哥德爾延長(zhǎng)的內(nèi)部理論。
弗里德曼
對(duì)于可數(shù)的小V,弱#代可以在語(yǔ)義上表達(dá)。第一的
一個(gè)有用的定義:
定義8.設(shè)little-V為ZFC的可數(shù)傳遞模型,α為序數(shù)。
如果存在一個(gè)生成little-V的α-iterable pre-#,則little-V是α生成的
(作為其第一個(gè) γ 迭代的下部部分的并集,其中 γ 是序數(shù)高度
小V)。
然后,如果每個(gè)小V都是α生成的,那么它就是弱#生成的
可數(shù)序數(shù) α(對(duì)此的見(jiàn)證可能取決于 α)。小V是#-
生成 iff 當(dāng) α = ω1 時(shí)它是 α 生成的 iff 它對(duì)于所有序數(shù)都是 α 生成的
A。
正如 #- 的寬度現(xiàn)實(shí)主義公式需要句法方法一樣
代,將這種弱化形式的#-代還原為超宇宙采用語(yǔ)法形式:
引理 9. 假設(shè)一階句子 phi 在所有可數(shù)小 V 中成立
這是弱 # 生成的,這在 ZFC 中得到了證明。那么 ψ 在所有的情況下都成立
弱 # 生成的模型。
證明。令 W 為弱#生成模型(可能是不可數(shù))。因此
對(duì)于 W 高度以上的每個(gè)序數(shù) α,理論 Tα+ ~ phi 表示 phi
W 中的失敗與 W 是由 α-iterable pre-# 生成的一致。如果我們選擇 α 那么
Lα(W) 是 ZFC 的模型(或者足夠的 ZFC,其中 phi 的真值可數(shù)為
# 生成的模型可證明)那么 Lα(W) 是(足夠的)ZFC 的模型,其中
W 是弱 # 生成的。應(yīng)用 L?wenheim-Skolem 獲得可數(shù)的 W 和
?使得 Lα?(?) 基本嵌入到 Lα(W) 中,因此滿足(足夠
of) ZFC 加上“W 是弱 # 生成的”?,F(xiàn)在讓 g 對(duì)于 Lα ?(W ? ) 是泛型的
Wˉ(的高度)到 ω 的 Lévy 塌縮;那么 Lα ?(W ? )[g] 是一個(gè)模型(足夠
of) ZFC,其中 W 是可數(shù)的并且是弱 # 生成的。通過(guò)假設(shè)
L?(W)[g] 滿足“?滿足 ?”,因此 W 確實(shí)滿足 ?。最后,
根據(jù)需要,W 也滿足 phi。?
總結(jié)一下:作為激進(jìn)的潛在主義者,我們可以輕松地與完整的#-
一代作為我們的高度最大化原則。但作為寬度現(xiàn)實(shí)主義者,我們相反
使用弱 # 代,以 V 的哥德爾延長(zhǎng) Lα(V ) 內(nèi)的理論表示。弱#代足以最大化宇宙的高度。正確表述后,超宇宙的還原適用于弱
#- Generation:推斷一階語(yǔ)句來(lái)自弱#- Generation
超宇宙計(jì)劃
足以表明,在 ZFC 中,我們可以證明它在所有弱 # 生成的情況下都成立
可數(shù)模型。
對(duì)于可數(shù)而言,弱 #- Generation 確實(shí)嚴(yán)格弱于 #- Generation
models: 假設(shè)0#存在,選擇α最小,使得α為第α個(gè)Silver
不可辨別(α 是可數(shù)的)?,F(xiàn)在讓 g 在 L 上泛型,Lévy 將 α 折疊為
ω。那么根據(jù)Lévy絕對(duì)性,Lα在L[g]中是弱#生成的,但不能
#-在 L[g] 中生成為 0# 不屬于 L 的通用擴(kuò)展。
在下文中,我將主要使用 # 代,因?yàn)槟壳皩?duì)弱 # 代的數(shù)學(xué)了解還很少。事實(shí)上,正如我們將在下一篇中看到的
部分, # 代與 IMH 的綜合是一致的,但這仍然是一個(gè)
弱#一代的開放問(wèn)題。
4.7 綜合
我們引入了 IMH 作為寬度最大值的標(biāo)準(zhǔn),并引入了#- Generation 作為寬度最大值的標(biāo)準(zhǔn)。
高度最大值的標(biāo)準(zhǔn)。很自然地看到如何將這些組合成
承認(rèn)兩種形式的最大值的單一標(biāo)準(zhǔn)。我們?cè)谶@方面實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)
綜合部分。請(qǐng)注意,IMH 意味著不存在無(wú)法訪問(wèn)的情況
然而#- Generation 意味著存在。所以我們不能簡(jiǎn)單地取合取
這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。
# 生成的模型 M 滿足 IMH# 當(dāng)且僅當(dāng)句子在 a 中成立
# 生成的 M 的外部模型也包含在 M 的內(nèi)部模型中。
請(qǐng)注意,IMH# 與 IMH 的不同之處在于要求 M 和 M*
,
外部模型是 # 生成的(而 IMH 中考慮的外部模型是
隨意的)。此要求背后的動(dòng)機(jī)是強(qiáng)制寬度最大化
僅針對(duì)那些高度最大的模型。
定理 10. [15] 假設(shè)每個(gè)實(shí)數(shù)都有一個(gè) # 存在一個(gè)實(shí)數(shù) R,使得任何
# 生成的包含 R 的模型滿足 IMH#。
證明。(Woodin) 令 R 為具有以下性質(zhì)的實(shí)數(shù): 每當(dāng) X 為
lightface 和非空 Π1
2
實(shí)數(shù)集,則 X 在 R 中具有遞歸元素。我們
聲稱任何包含 R 作為元素的 # 生成的模型 M 都滿足 IMH#。
假設(shè) Φ 在 M* 中成立
,#生成的 M 外部模型。讓 (m*
, U?
)是一個(gè)
為 M* 生成 #
。然后實(shí)數(shù) S 的集合 X 使得 S 編碼這樣一個(gè) (m*
, U?
)
(生成 phi 的模型)是光面 Π1
2
放。所以有這樣一個(gè)真正的遞歸
弗里德曼
R 因而在 M 中。但是 M 有一個(gè)滿足 phi 的內(nèi)部模型,即任意
由 M 中 X 的元素編碼的 # 生成的模型。 ?
前一個(gè)定理的論證對(duì)于 IMH# 的最弱形式是特殊的。
來(lái)自[15]的原始論點(diǎn),使用#生成的Jensen編碼來(lái)證明更強(qiáng)原理SIMH#(ω1)的一致性;參見(jiàn)定理 15。
推論 11. 假設(shè) phi 是一個(gè)句子,它在某些 Vκ 中成立,并且 κ 可測(cè)量。
那么就有一個(gè)傳遞模型,它同時(shí)滿足IMH#和句子 phi。
證明。令 R 如定理 10 的證明中所示,并令 U 為 κ 的正規(guī)測(cè)度。
結(jié)構(gòu) N = (H(κ
+), U) 是#;通過(guò)足夠大的序數(shù) ∞ 迭代 N
使得由 N 生成的下部模型 M = LP(N∞) 的序數(shù)高度為 ∞。
然后 M 是 # 生成的并包含真實(shí)的 R。因此 M 是
IMH#。此外,由于 M 是基本鏈的并集 Vκ = V
氮
κ?V
N1
κ1 ?···
其中 phi 在 Vκ 中為真,因此 phi 在 M 中也為真。 ?
請(qǐng)注意,在推論 11 中,如果我們將 ψ 視為任何大基數(shù)屬性,
保持一些 Vκ 且 κ 可測(cè)量,然后我們獲得 IMH# 模型,其中
也滿足了這個(gè)大基數(shù)的屬性。這意味著 IMH# 的兼容性
具有任意強(qiáng)的大基數(shù)性質(zhì)。
問(wèn)題 12. 使用弱 # 代重新表述 IMH#,如下所示: V 是弱的
#-生成并且對(duì)于每個(gè)句子 phi,如果表達(dá) V 的理論有一個(gè)外部
滿足 phi 且具有 α 可迭代生成 pre-# 的模型對(duì)于每個(gè) α 都是一致的,
那么 phi 在 V 的內(nèi)部模型中成立。這是一致的嗎?
上述弱 # 代的 IMH# 公式采用以下形式
對(duì)于可數(shù) V :對(duì)于每個(gè)可數(shù) α 和所有 phi,V 是 α 生成的,如果 phi 成立
在 V 的 α 生成的外部模型中,對(duì)于每個(gè)可數(shù) α,則 phi 保持在內(nèi)部
V 的模型。尚不清楚這是否一致。
評(píng)論。#- Generation 的更弱形式斷言 V 只是 Ord(V ) +
Ord(V ) 生成的、足夠數(shù)量的迭代以獲得序數(shù)最大值。
然而,IMH 與這種非常弱的 # 代的合成產(chǎn)生了一致的結(jié)果
與大基數(shù)相矛盾的原則(實(shí)際上存在 # 表示任意
實(shí)數(shù))。這些不同形式的 # 代及其與 IMH 的合成,
都需要進(jìn)一步的哲學(xué)討論。
我們現(xiàn)在已經(jīng)為 HP 奠定了基礎(chǔ),并討論了兩個(gè)最基本的問(wèn)題
極大性原則、#- Generation 和 IMH。大部分?jǐn)?shù)學(xué)工作
超宇宙計(jì)劃
惠普仍有待完成。因此我將在剩下的時(shí)間里做什么
文章只是提出了一系列尚未完全確定的最大值標(biāo)準(zhǔn)
分析并給出了惠普打算如何進(jìn)行的風(fēng)格。這些
標(biāo)準(zhǔn)也稱為 H 公理,表述為元素的屬性
超宇宙 H,可表示為 H 內(nèi)的極大性屬性。
4.8 強(qiáng)IMH
我們對(duì) IMH 的討論始終是關(guān)于沒(méi)有參數(shù)的句子。如果我們引入?yún)?shù),就會(huì)產(chǎn)生更強(qiáng)的形式。
首先注意將參數(shù)引入 IMH 的困難。例如
該聲明
“如果一個(gè)帶有參數(shù) ω 的句子
在
1 在 V 的外模型中成立,那么它在
內(nèi)模型”
不一致,因?yàn)閰?shù) ω
在
1
在外部模型中可以變得可數(shù)并且
因此上述對(duì)于句子“ω
在
1
是可數(shù)的”。如果我們?nèi)欢?/p>
要求 ω1 被保留,那么我們就得到了一致原理。
定理 13. 設(shè) SIMH(ω1) 為以下原理: 如果一個(gè)帶有參數(shù)的句子
ω1 在保留 ω1 的外部模型中成立,然后在內(nèi)部模型中成立。然后
SIMH(ω1) 是一致的(假設(shè)基數(shù)很大)。
證明。再次使用 PD 得到實(shí)數(shù) R,使得 M(S) 的理論,最小傳遞性
包含 S 的 ZFC 模型對(duì)于 R 之上的所有 S 圖靈來(lái)說(shuō)是固定的?,F(xiàn)在假設(shè) phi(ω1)
是 M(R) 的 ω1 保留外模型 N 中的句子為真,其中 ω1 表示
M(R) 的 ω1。那么就像IMH的一致性證明一樣,我們可以將N編碼為
M(S) 對(duì)于 R 之上的某個(gè)實(shí) S 圖靈,而且這種編碼是 ω1 保留的。
由于 phi(ω1) 在 M(S) 的可定義內(nèi)模型中成立,并且 ω1 在 M(R) 中是相同的,并且
M(S),由此可知 M(R) 也有滿足 phi(ω1) 的內(nèi)模型。?
上述論點(diǎn)利用了 Jensen 編碼保留 ω1 的事實(shí)。這是
然而,除非 CH 成立,否則 ω2 不保持,因此我們有以下
開放式問(wèn)題:
問(wèn)題 14. 設(shè) SIMH(ω1, ω2) 為以下原則:如果一個(gè)帶有參數(shù) ω1, ω2 的句子在 ω1 保留和 ω2 保留的外模型中成立,那么它成立
在內(nèi)部模型中。那么SIMH(ω1, ω2)是否一致(假設(shè)基數(shù)很大)?
弗里德曼
SIMH(ω1, ω2) 意味著 CH 失敗,因?yàn)槿魏文P投季哂谢鶖?shù)保留
外部模型,其中有從 ω2 到實(shí)數(shù)的注入。有類似的嗎
M?
不滿足CH的最小模型M(R)的(R)?有編碼嗎
定理表明 M* 的任何外部模型
(R) 保留 ω1 和 ω2 有
M* 形式的進(jìn)一步外部模型
(S),也具有相同的 ω1 和 ω2?如果是這樣,那么
我們可以建立 SIMH(ω1, ω2) 的一致性。
SIMH 最通用的形式使用絕對(duì)參數(shù)。如果某個(gè)公式在保留的所有外部模型中定義了參數(shù) p,則該參數(shù) p 是絕對(duì)的
基數(shù)達(dá)到并包括 p 的遺傳基數(shù),即
p 的傳遞閉包。那么絕對(duì)參數(shù) p 的 SIMH(p) 表明如果
帶有參數(shù) p 的句子保存在保留基數(shù)向上的外部模型中
到 p 的遺傳基數(shù),則它在內(nèi)部模型中成立。完整的 SIMH
(強(qiáng)內(nèi)模型假設(shè))指出這對(duì)于每個(gè)絕對(duì)參數(shù)都成立
p。
SIMH 與萊維絕對(duì)性的增強(qiáng)密切相關(guān)。例如,
將 Lévy(ω1) 定義為帶有參數(shù) ω1 的 Σ1 公式是絕對(duì)值的陳述
對(duì)于 ω1 保留的外部模型;這是從 SIMH(ω1) 得出的,因此是
持續(xù)的。但Lévy(ω1, ω2)的一致性,即Σ1與參數(shù)的絕對(duì)性
保留這些基數(shù)的外部模型的 ω1、ω2 是開放的。
SIMH#
具有 # 代的 SIMH 的綜合可以表述如下: V
如果 V 是 # 生成的并且每當(dāng)句子 phi 具有絕對(duì)值時(shí),則滿足 SIMH#
參數(shù)保存在 # 生成的外部模型中,其基數(shù)與 V up 相同
對(duì)于這些參數(shù)的遺傳基數(shù), phi 也適用于
五。一個(gè)特殊情況是 SIMH#(ω1),其中唯一涉及的參數(shù)是 ω1,我們
只關(guān)心 ω1 保留的外部模型。
定理 15。 [15] 假設(shè)大基數(shù),SIMH#(ω1) 是一致的。
證明。假設(shè)有一個(gè)伍丁紅衣主教,上面有一個(gè)不可訪問(wèn)的。對(duì)于每個(gè)實(shí)數(shù)
R 令 M#(R) 為 Lα[R],其中 α 最小,因此 Lα[R] 是 # 生成的。伍丁
上面不可訪問(wèn)的基數(shù)意味著有足夠的投射確定性來(lái)啟用
我們使用馬丁引理來(lái)找到一個(gè)實(shí)數(shù) R,使得 M#(S) 的理論是常數(shù)
對(duì)于 S Turing-above R。我們聲稱 M#(R) 滿足 SIMH#(ω1):事實(shí)上,令 M 為
# 生成的 ω1 保留 M#(R) 的外部模型,滿足某個(gè)句子 phi(ω1)。
令 α 為 M#(R) 的序數(shù)高度(= M 的序數(shù)高度)。從結(jié)果來(lái)看
超宇宙計(jì)劃
之前引用的 Jensen 的觀點(diǎn)([6] 的定理 9.1),M 有一個(gè) # 生成的 ω1 保留
對(duì)于一些實(shí) S,且 R ≤ T S,外模型 W 的形式為 Lα[S]。當(dāng)然 α 是最小的
因此 Lα[S] 是 # 生成的。所以 W 等于 M#(S) 并且 W 的 ω1 等于 ω1
M#(R)。通過(guò)R的選擇,M#(R)也有一個(gè)可定義的內(nèi)模型,滿足
ψ(ω1).?
然而,與 SIMH(ω1, ω2) 一樣,SIMH#(ω1, ω2) 的一致性是開放的。
4.9 極大值協(xié)議
該協(xié)議旨在將高度和寬度最大值的研究組織為三個(gè)
階段。
第 1 階段。最大化序數(shù)(高度最大值)。
第 2 階段。最大化序數(shù)后,最大化基數(shù)。
第 3 階段。最大化序數(shù)和基數(shù)后,最大化冪集(寬度
最大)。
第 1 階段由 # 代負(fù)責(zé)。所以我們現(xiàn)在關(guān)注第二階段,即基數(shù)最大化。
根據(jù)第一階段,我們現(xiàn)在假設(shè) V 是 # 生成的,并且在討論時(shí)
V 的外部模型我們只考慮那些也是 # 生成的模型。
我們想要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),它表示對(duì)于每個(gè)基數(shù) κ, κ
+ 一樣大
盡可能。首先,讓我們考慮 κ = ω 的情況,因此我們想要最大化
ω1。當(dāng)然,基本問(wèn)題如下。作為 #- 的集合通用擴(kuò)展
生成的模型也是 # 生成的:
事實(shí)。V 有一個(gè) # 生成的外部模型,其中 ω
在
1
是可數(shù)的。
但我們肯定想要這樣的東西: ω
L[x]
1
對(duì)于每個(gè)實(shí)數(shù) x 都是可數(shù)的。這
這樣做的原因是 ω
L[x]
1
,與 ω 不同
在
1
一般來(lái)說(shuō),在 V 和所有的之間是絕對(duì)的
它的外部模型。
定義 16. 令 p 為 V 中的一個(gè)參數(shù),P 為 V 中的一組參數(shù)。然后
如果存在參數(shù)來(lái)自 P 的公式 phi,則 p 相對(duì)于 P 是強(qiáng)絕對(duì)的
弗里德曼
定義 V 中的 p 以及所有 # 生成的 V 保留基數(shù)的外部模型
直到并包括 中提到的參數(shù)的遺傳基數(shù)
10
.
通常我們會(huì)取 P 由某個(gè)無(wú)限基數(shù) κ 的所有子集組成,在
在這種情況下,上述定義中的基數(shù)保留指的是基數(shù)最多
并包括κ。
卡最大(κ
+)(對(duì)于 κ 來(lái)說(shuō)是無(wú)限基數(shù))。假設(shè)序數(shù) α 是強(qiáng)的
相對(duì)于 κ 子集的絕對(duì)值。那么 α 的基數(shù)最多為 κ。
可以證明,如果 κ 是正則的,則在
哪個(gè)CardMax(先生
+) 成立。
問(wèn)題 17. CardMax 是否一致,其中 CardMax 表示 CardMax(κ
+) 為
所有無(wú)限基數(shù) κ,無(wú)論是正則基數(shù)還是奇異基數(shù)?
內(nèi)部基數(shù)極大性
實(shí)現(xiàn)基數(shù)極大性的另一種方法是將 V 的基數(shù)與那些相關(guān)聯(lián)
其內(nèi)部模型。兩個(gè)大的內(nèi)部模型是HOD,遺傳性的階級(jí)
序數(shù)可定義集,以及較小的內(nèi)部模型 S,即 [13] 的穩(wěn)定核心。V 是
每個(gè)模型的類通用性。
令M表示內(nèi)部模型。
M-基本違規(guī)。對(duì)于每個(gè)無(wú)限基數(shù) k, k
+ 大于 κ
+ M。
在[9]中表明HOD-基數(shù)違規(guī)是一致的。我們能否加強(qiáng)
這?
問(wèn)題 18. 對(duì)于每個(gè)無(wú)限基數(shù) κ, κ 是否一致
+ 無(wú)法訪問(wèn),
HOD 中可測(cè)量甚至超緊湊?這與 HOD 替換為一致嗎
穩(wěn)定核心S?
Shelah 的結(jié)果表明,對(duì)于某些固定的情況,κ 的所有子集都屬于 HODx
當(dāng) κ 是不可數(shù)共尾性的奇異強(qiáng)極限基數(shù)時(shí),κ 的子集 x。
根據(jù)[8],這在可數(shù)共尾性上不一定成立。
問(wèn)題 19. 對(duì)于每個(gè)無(wú)限基數(shù) κ, κ 是否一致
+ 大于
K
+ Sx(相對(duì)于 x 的穩(wěn)定核心)對(duì)于 κ 的每個(gè)子集 x?
10我們感謝一位裁判指出早期版本的基數(shù)極大性
較弱的參數(shù)絕對(duì)性假設(shè)是不一致的。類似的現(xiàn)象與弱
絕對(duì)參數(shù)出現(xiàn)在[18]的定理10中。
超宇宙計(jì)劃
HOD 和 S 之間的一個(gè)主要區(qū)別是,雖然任何集合都是集合通用的
HOD,S 的情況并非如此。
問(wèn)題 20. 對(duì)于每個(gè)無(wú)限基數(shù) κ,κ 的某個(gè)子集是否一致
+
對(duì)于 κ 的任何子集 x 來(lái)說(shuō),Sx 不是集合通用的嗎?
對(duì)這三個(gè)問(wèn)題中任何一個(gè)的積極回答都會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的內(nèi)部影響力。
V 的基數(shù)極大原則。
第三階段:最大化序數(shù)和基數(shù)后,最大化冪集。
這是我們重新審視 SIMH 的地方,但僅限于 # 代和
基本保存。再次假設(shè) V 是 # 生成的。
如果存在無(wú)參數(shù)公式,則 V 中的參數(shù) p 是基數(shù)絕對(duì)的
在 V 的所有 # 生成的外部模型中定義 p ,這些模型與 V 具有相同的基數(shù)。
SIMH#(CP)(保留基數(shù) SIMH#)。假設(shè) p 是絕對(duì)基數(shù)
參數(shù),V
?
是 # 生成的 V 的外部模型,與 V 和具有相同的基數(shù)
是一個(gè)帶有參數(shù) p 的句子,它在 V 中成立
?
。那么 ψ 在內(nèi)模型中成立
V 的。
問(wèn)題 21. SIMH#(CP) 是否一致?
請(qǐng)注意,SIMH#(CP) 意味著 CH 的嚴(yán)重故障。
4.10 寬度不可辨
極大協(xié)議的替代方案(理想情況下應(yīng)與
它)是寬度不可辨別性。動(dòng)機(jī)是提供 V 寬度的描述
類似于 #- Generation 提供的高度描述。
回想一下,通過(guò)#- Generation,我們得出以下結(jié)論:
V0?V1?···?V=V∞?V∞+1?···
其中i < j,Vi
是 Vj 的排名初始段。此外,型號(hào) Vi
形成一個(gè)
強(qiáng)烈意義上的難以辨別的模型的集合。這張照片的結(jié)果是
從高度反射開始的分析,首先是 V 必須
有無(wú)限多個(gè)初始段 Vi ,它們是 V 中的基本段。
類似地,我們引入寬度反射。我們想說(shuō) V 有
正確的內(nèi)部模型是“V 中的基本模型”。當(dāng)然,這不可能是字面上的意思
弗里德曼
正確,就好像 V0 是 V 的基本子模型,其序數(shù)與 V 相同,那么它是
容易看出 V0 等于 V 。相反,我們使用基本嵌入。
寬度反射。對(duì)于每個(gè)序數(shù) α,都有一個(gè)適當(dāng)?shù)幕咀幽P?H
V 使得 Vα ? H 且 H 是服從的,即 H ∩ Vβ 對(duì)于每個(gè)序數(shù)都屬于 V
b.
同等效果:
寬度反射。對(duì)于每個(gè)序數(shù) α,都有一個(gè)不平凡的基本嵌入
j : V0 → V ,臨界點(diǎn)至少為 α ,使得 j 是可以接受的,即 j ? (Vβ)
V0
對(duì)于每個(gè)序數(shù) β 都屬于 V。
如果存在一個(gè)不平凡的服從 j : V0 → V ,如第二個(gè)所示,我們寫 V0 < V
寬度反射的公式。這種關(guān)系是傳遞性的。
命題 22. (a) 如果 V0 < V 則 V0 是 V 的真內(nèi)模型。
(b) 寬度反射相對(duì)于拉姆齊基數(shù)的存在是一致的。
證明。(a) 這是根據(jù)庫(kù)南定理得出的,即不存在非平凡的
從 V 到 V 的基本嵌入。
(b) 假設(shè) κ 是拉姆齊。那么可以得出以下形式的任何結(jié)構(gòu)
M = (Vκ,ε, . . .) 具有無(wú)界的不可辨別集合,即無(wú)界子集
I 的 κ 使得對(duì)于每個(gè) n,來(lái)自 I 的任意兩個(gè)遞增 n 元組滿足相同的條件
M 中的公式?,F(xiàn)在將其應(yīng)用于 M = (Vκ,ε, <),其中 < 是 Vκ 的良序
長(zhǎng)度κ。令 J 為 I 的任意無(wú)界子集,使得 I \ J 為無(wú)界且對(duì)于
任意 α < κ,設(shè) H(J ∪ α) 表示 M 中 J ∪ α 的 Skolem 殼。則 H(J ∪ α) 為
Vκ 的基本子模型,不等于 Vκ,因?yàn)?I \ J 中沒(méi)有元素
大于α就屬于它。由于 Vκ 包含 κ 的所有有界子集,因此可以得出以下結(jié)論
H(J ∪ α) 是可行的。?
上面 (b) 中的參數(shù)的一個(gè)變體產(chǎn)生任意長(zhǎng)的一致性
有限鏈 V0 < V1 < · · · < Vn。但獲得無(wú)限這樣的鏈似乎更
困難,我們甚至可以更雄心勃勃地問(wèn):
問(wèn)題 23. 長(zhǎng)度 Ord + 1 的 V0 < V1 < ...... < V 是否一致
Vi 的聯(lián)盟
等于 V 嗎?
后者將是制定一致的標(biāo)準(zhǔn)的良好開端。
寬度不可辨別性,類似于寬度最大值的標(biāo)準(zhǔn)
#- Generation 提供的高度最大值。
超宇宙計(jì)劃
4.11 全知
通過(guò) OMT(V ),即 V 的外模型理論,我們指的是具有
V 中的任意參數(shù)在 V 的所有外部模型中都成立。我們已經(jīng)看到
使用 V 邏輯,OMT(V ) 可在 V 上定義
+。然而對(duì)于許多宇宙 V ,
OMT(V ) 實(shí)際上是 V 上的一階可定義的。據(jù)說(shuō)這些宇宙是
無(wú)所不知。
回想一下塔斯基關(guān)于真理的不可定義性的結(jié)果的以下版本:
命題 24. 參數(shù)來(lái)自 V 且在 V 中成立的句子集合為
在 V 中不能用參數(shù)(一階)定義。
然而令人驚訝的是,麥克·斯坦利證明了 OMT(V ) 確實(shí)可以是 V -
可定義的。
定理 25. (M.Stanley [30]) 假設(shè)在 V 中存在一個(gè)真類可測(cè)基數(shù),并且該類實(shí)際上是 V
+-平穩(wěn),即 Ord(V ) 是正則的
相對(duì)于V
+-可定義函數(shù),此類與 Ord(V ) 中的每個(gè)俱樂(lè)部相交
這是V
+-可定義。那么 OMT(V ) 是 V 可定義的。
證明。使用 V 邏輯,我們可以翻譯這樣的陳述:一階句子 phi
(參數(shù)來(lái)自 V )在 V 的所有外部模型中都適用于句子的有效性
披
?
在 V 邏輯中,可以通過(guò) V 表達(dá)的事實(shí)
+ 由 Σ1 句子組成。使用這個(gè)我們表明
V 的所有外部模型中都成立的 phi 集合是 V 可定義的。
由于 Ord(V ) 相對(duì)于 V 是正則的
+-可定義的功能我們可以組建一個(gè)俱樂(lè)部
Ord(V ) 中的 C,使得對(duì)于 C 中的 κ,存在來(lái)自 Hyp(Vκ) 的 Σ1 基本嵌入
進(jìn)入V
+(具有臨界點(diǎn) κ,將 κ 發(fā)送到 Ord(V ))。事實(shí)上C可以選擇為
在
+-可定義。
對(duì)于 C 中的任意 κ 令 phi
?
κ 是 Vκ 邏輯的句子,使得 phi 在所有外部都成立
Vκ 當(dāng)且僅當(dāng) phi 的模型
?
K
有效(Hyp(Vκ) 的 Σ1 屬性)。通過(guò)基本性, phi
?
K
已驗(yàn)證
當(dāng)且僅當(dāng)
?
已驗(yàn)證。
現(xiàn)在假設(shè) phi 在 V 的所有外部模型中都成立,即 phi
?
已驗(yàn)證。那么 ψ
?
K
是
對(duì)于 C 中的所有 κ 均有效,并且由于可測(cè)量值形成 V
+-固定類,有一個(gè)
可測(cè)量 κ 使得 phi
?
K
已驗(yàn)證。
相反,假設(shè) ψ
?
K
對(duì)于某些可測(cè)量的 κ 是有效的。現(xiàn)在選擇正常的
測(cè)量 κ 上的 U 并迭代 (H(κ
+), U) 用于 Ord(V ) 步驟以獲得有根據(jù)的
結(jié)構(gòu)(H*
,U*)。(這個(gè)結(jié)構(gòu)是有根據(jù)的,對(duì)于任何可接受的集合A,任何
弗里德曼
A 中的測(cè)量可以迭代,而不會(huì)失去 α 步驟的有根據(jù)性,對(duì)于任何
A 中的序數(shù) α。)然后 H*
等于 Hyp(V
?
)對(duì)于一些V
* ? V 。根據(jù)基本原理,
句子 ψ
?
V ? 斷言 phi 在 V 的所有外部模型中都成立
?
已驗(yàn)證。但作為
在
?
是 V 的內(nèi)部模型, phi 也適用于 V 的所有外部模型。
因此,如果對(duì)于某個(gè)可測(cè)量的 κ 屬于 OMT(Vκ),則 phi 恰好屬于 OMT(V ),并且這是一階可表達(dá)的。?
全知需要可測(cè)量的基數(shù)嗎?事實(shí)上,斯坦利能夠
只使用拉姆齊紅衣主教,但就全知的一致性而言,我們有
下列的:
定理 26. ([16]) 假設(shè) κ 不可訪問(wèn)且 GCH 成立。然后有
Vκ[G] 形式的全知模型,其中 G 是 V 的泛型。此外,Vκ[G]
帶有可定義的井序。
全知證明可以用任意的外在來(lái)對(duì)待真理
以類似于集合泛型擴(kuò)展中的真值的方式進(jìn)行內(nèi)部建模
使用集合強(qiáng)制的標(biāo)準(zhǔn)可定義性和真值引理來(lái)處理。事實(shí)上,
情況甚至更好,因?yàn)檎麄€(gè)外模型理論是一階可定義的,
不僅僅是該理論對(duì)有限復(fù)雜性句子的限制,
強(qiáng)制設(shè)置的情況。(主要區(qū)別在于,在強(qiáng)制設(shè)置的情況下,地面
模型 V 在其集合通用擴(kuò)展中是統(tǒng)一可定義的,因此完整的
OMT(V ) 不能由命題 24 在 V 中一階可定義。全知 V
出于同樣的原因,不能在其任意外部模型中統(tǒng)一定義。)
另請(qǐng)注意,根據(jù)定理 25,全知與 # 代可以很好地綜合:
我們只需要使用具有足夠多可測(cè)量基數(shù)的模型。
4.12 惠普的未來(lái)
我們已經(jīng)討論了類型 1 的證據(jù),它來(lái)自集合論作為集合論的一個(gè)分支
數(shù)學(xué),以及類型 2 的證據(jù),來(lái)自集合論作為基礎(chǔ)的作用
對(duì)于數(shù)學(xué)。在第一種情況下,證據(jù)是根據(jù)其對(duì)集合論數(shù)學(xué)發(fā)展的價(jià)值來(lái)判斷的,在第二種情況下,證據(jù)是根據(jù)其價(jià)值來(lái)判斷的
解決數(shù)學(xué)其他領(lǐng)域的獨(dú)立性(并為其提供工具)。
在這兩種情況下,證據(jù)的權(quán)重都是由研究人員的共識(shí)來(lái)衡量的
在外地工作。
第 3 類證據(jù)還通過(guò)一組研究人員的共識(shí)來(lái)衡量
理論(及其哲學(xué)),而是源于對(duì)內(nèi)在本質(zhì)的分析
超宇宙計(jì)劃
由最大迭代概念表示的集合概念的極大性特征。超宇宙計(jì)劃提供了一種推導(dǎo)數(shù)學(xué)的策略
這種觀念的后果。
為了更清楚地說(shuō)明 HP 如何得出最大值的結(jié)果
V 的我將討論#- Generation 的情況以及對(duì)最佳最大值的搜索
標(biāo)準(zhǔn)。
#一代是惠普的一大成功。它為高度最大值提供了強(qiáng)大的數(shù)學(xué)標(biāo)準(zhǔn),這意味著所有先前已知的高度最大值
原理并提供了關(guān)于如何最大化 V 的高度的優(yōu)雅描述
類似于通過(guò)大基數(shù)的存在(或等效地,通過(guò) 0# 的存在)使 L 的高度最大化的方式。有充分的理由相信
#- Generation 將被集合論學(xué)家和哲學(xué)家社區(qū)接受
集合論作為高度極大值的明確表達(dá)。
寬度最大值當(dāng)然比高度最大值困難得多,
各種可能的寬度最大值的制定、分析和綜合
標(biāo)準(zhǔn)尚處于早期階段?;镜?IMH 是一個(gè)好的開始,但必須綜合起來(lái)
與#一代。目前最大的挑戰(zhàn)是處理配方
使用參數(shù)的寬度最大值。最大協(xié)議是
一個(gè)有前途的方法。但需要強(qiáng)調(diào)的是,數(shù)學(xué)上
寬度最大原則的分析具有挑戰(zhàn)性,并且肯定存在一些問(wèn)題
程序開發(fā)中出現(xiàn)錯(cuò)誤,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)原則不一致
(這種情況已經(jīng)發(fā)生過(guò)好幾次了)。這種錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)彎不會(huì)損害
該計(jì)劃,而是提供對(duì)本質(zhì)的有價(jià)值的進(jìn)一步理解
最大化。
HP 的目標(biāo)是經(jīng)過(guò)大量數(shù)學(xué)工作后得出最佳結(jié)果
集合域的高度和寬度的極大值準(zhǔn)則,提供
最大迭代概念的完整數(shù)學(xué)分析。正如已經(jīng)說(shuō)過(guò)的,
這種標(biāo)準(zhǔn)是否最佳的驗(yàn)證取決于研究人員的共識(shí)
研究集合論及其哲學(xué)。最大迭代的可導(dǎo)性
概念指的是這種廣受追捧的最佳標(biāo)準(zhǔn)的形式推導(dǎo)性。的
最有趣的是從極大性導(dǎo)出的一階陳述,但它是
已經(jīng)明確該計(jì)劃中正在制定的標(biāo)準(zhǔn),例如
本文提到的幾乎都是非一階的。我的預(yù)測(cè)是
最佳標(biāo)準(zhǔn)將包括某種形式的 SIMH,因此意味著
CH 的(一階)失效。
弗里德曼
我仍然樂(lè)觀地認(rèn)為,當(dāng)這個(gè)計(jì)劃的發(fā)現(xiàn)結(jié)合起來(lái)時(shí)
隨著集合論的進(jìn)一步研究及其在解決其他數(shù)學(xué)領(lǐng)域的獨(dú)立性問(wèn)題中的應(yīng)用,論文所表達(dá)的預(yù)測(cè)
集合論真理將得到令人滿意的實(shí)現(xiàn)。但首先有很多工作要做
做完了。
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已收到\j已收到