|
Главная ≫ Инфотека ≫ Математика ≫ Видео ≫ «Мы не можем ждать милостей от природы», или применение метода вынуждения в построении моделей теории множеств // Михаил Раскин
|
«Мы не можем ждать милостей от природы», или применение метода вынуждения в построении моделей теории множеств
В теории множеств есть несколько известных вопросов о том, следует ли из некоторых аксиом другая аксиома (или гипотеза; аксиома — это просто гипотеза, которой пользуется подавляющее большинство). Как и в других областях математики, недоказуемость можно продемонстрировать с помощью модели, в которой верны предположения, но не верна гипотеза.
Для построения одного из самых известных таких примеров, модели теории множеств, в которой есть промежуточная мощность между мощностями натурального ряда и вещественной прямой, Коэн разработал метод вынуждения. Неформально говоря, мы постепенно определяемся, какую модель мы строим, и про некоторые свойства результата доказываем, что никогда не поздно решить их обеспечить. Тогда нетрудно показать, что можно по очереди обеспечить много таких свойств для одной модели. Оказывается, что такой подход является мощным и удобным инструментом в теории множеств.
Довольно трудно что-то успеть доказать с помощью метода вынуждения за четыре занятия; чтобы увеличить свои шансы, я буду предполагать, что и запись математических утверждений с помощью кванторов и формальных связок (∀ ∃ ∨ ∧ → ¬), и доказательство неравномощности каждого множества с множеством своих подмножеств слушателям знакомы.
Участников, знающих, какие курсы я обычно читаю, надо сразу предупредить: здесь я хочу доказать конкретное утверждение, даже если и с потерями среди аудитории. Я надеюсь, потери будут невелики.
Программа курса:
- Модели теории множеств внутри теории множеств.
- Понятие фильтра общего положения на внутреннем частично упорядоченном множестве.
- Понятие вынуждения для добавления фильтра в модель. Выразимость вынуждения во внутренней модели.
- Схлопывание мощностей.
- Модель без континуум-гипотезы: добавление подмножества произведения алеф-0 и алеф-2 общего положения.
- Модель с аксиомой конструктивности; там окажется верна континуум-гипотеза (без доказательства, но с пояснениями).
- Что посмотреть дальше: как построить модель, где аксиома выбора слабее, зато все функции интегрируемы по Лебегу (столько формулировок, сколько успеем, быть может, ноль).
Хочется верить, что желающие слушатели смогут к концу курса задавать Верные Вопросы про возможные модели ZF; я не являюсь Ответчиком, так что я не знаю многих интересных вещей, зато умею отвечать на неточные вопросы.
Материалы: слайды (pdf 786 KB), задачи (pdf 27 KB), листок про лемму Цорна (pdf 137 KB).
Михаил Александрович Раскин
Летняя школа «Современная математика», г. Дубна
19–27 июля 2015 г.
Похожее
-
Михаил Раскин
Современная математика в качестве своего основания использует теорию множеств. Традиционно при анализе теоретико-множественных тонкостей используется аксиоматика Цермело-Френкеля с аксиомой выбора, обозначаемая ZFC. На аксиому выбора опираются доказательства наличия базиса в любом векторном пространстве и существования неизмеримого множества в математическом анализе. К сожалению, теория множеств обязана работать и со множествами, которые не описываются достаточно подробно и конкретно, чтобы мы могли себе их представить. В курсе будет рассмотрен один пример, к чему это приводит. Оказывается, ценой ослабления аксиомы выбора можно получить теорию множеств, в которой любая ограниченная функция на отрезке интегрируема по Лебегу. То, что используется аксиома выбора, в каком-то смысле, произошло исторически. Курс основан на статье Р.М. Соловэя о построении теории множеств, в которой все множества вещественных чисел измеримы.
-
Михаил Раскин
Все мы знаем, что математика доказывает импликации. Другими словами, мы доказываем не то, что какое-то утверждение верно, а то, что оно следует из принятых нами аксиом. Но при этом часто недооценивается, насколько сильно можно поменять набор аксиом. Одно из базовых понятий математики, на которых видна степень условности выбора конкретного набора аксиом – понятие множества. Сначала оно казалось совершенно очевидным. К сожалению, этот подход привёл к противоречиям. После этого стали развиваться разные способы работать со множествами не приходя к парадоксам. Понятие множества используется во многих разделах математики, из-за чего работать со множествами обычно учат постепенно, по кусочкам добавляя факты как естественные и самоочевидные основы, пока не получится теория, носящая имя ZFC. Из-за этого часто оказывается заметён под ковёр тот факт, что ZFC лишь один из возможных вариантов и что замена оснований теории множеств совсем не обязана рушить другие разделы математики. Курс будет посвящён рассказу о том, что может быть проблемой при пользовании какой-то аксиоматикой и сколь разнообразны варианты. Предварительные требования будут изменены в соответствии со знаниями и интересами аудитории; я надеюсь, что обозначения →, ∀, ∨, ∈, ∈, ∪, … всё же всем знакомы и привычны настолько, что ошибочно кажутся понятными.
-
Иван Ященко
При развитии теории множеств, на которой базируется вся современная математика, возникали парадоксы. Например, парадокс брадобрея, формулируемый следующим образом: «Бреет ли себя брадобрей, если он бреет тех и только тех, кто сам себя не бреет?» В брошюре рассказывается о том, как теория множеств обходится с подобными ситуациями, а также о других парадоксах, в том числе возникающих при рассмотрении аксиомы выбора. В частности, вы узнаете, как из одного апельсина сделать два. Приведены задачи, самостоятельное решение которых поможет читателю более полно разобраться в материале. Брошюра рассчитана на широкий круг читателей, интересующихся математикой: школьников старших классов, студентов младших курсов, учителей.
-
Виктор Викторов
Основные понятия, операции над множествами, тождества, свойства дополнения, правило Де Моргана, свойства симметрической разности; отображение (функция), факторотображение, отношение эквивалентности, парадокс брадобрея; упорядоченные множества, минимальный, наименьший, максимальный и наибольший элементы в упорядоченном множестве, мажоранта и миноранта; аксиома выбора, вполне упорядоченное множество.
-
Парадоксы являются следствием дихотомии языка и мышления, выражением глубоких диалектических (теорема Гёделя позволила проявить диалектику в процессе познания) и гносеологических трудностей, связанных с понятиями предмета и предметной области в формальной логике, множества (класса) в логике и теории множеств, с употреблением принципа абстракции, позволяющего вводить в рассмотрение новые (абстрактные) объекты (бесконечность), со способами определения абстрактных объектов в науке и т. п. Поэтому не может быть дано универсального способа устранения всех парадоксов.
-
Владимир Успенский
Если в качестве значений переменных разрешается брать только элементы носителя, язык называют элементарным языком, или языком первого порядка. Если же в качестве значений переменных разрешается брать также функции и отношения, язык называют языком второго порядка. Выразительные возможности языков первого порядка довольно ограничены. Например, на языке первого порядка можно сообщить, что носитель содержит ровно 17 элементов, но невозможно выразить его конечность. На языке второго порядка выразить конечность носителя возможно. Возникает совершенно естественное недоумение: а зачем тогда пользоваться языками первого порядка с их бедными выразительными средствами, не лучше ли пользоваться языками второго порядка?
-
Михаил Раскин
Пользуясь цифрами 0 и 1, несложно записать натуральное число. Сложение в столбик позволяет прибавить к этому числу единицу. Такой способ записи и изменения числа требует в некоторых ситуациях прочитать и изменить все цифры. А если число большое и мы хотим читать и писать поменьше цифр, но можем быстро запросить любые цифры числа «вразбивку»? Разумеется, придётся изменить представление числа. С середины 20-го века известны коды Грея; нам всё равно потребуется иногда читать число целиком, зато менять надо будет лишь по одной цифре за раз. А можно ли прибавить к числу единицу, не читая всего числа? Оказывается, можно.
-
Михаил Раскин
Иногда мы хотим доказать, что какой-нибудь объект существует. Разумеется, можно медленно и методично объект построить. Но это что-то делать надо, а хочется получить кое-что задаром. Поэтому мы просто возьмём случайный объект и заметим, что он подходит с ненулевой вероятностью. Это позволяет избежать занудной конструкции. Заодно можно спрятать в доказательстве незаметную ошибку. Для понимания курса нужно будет знать определение независимых событий. Понимать, что это такое, не обязательно, всё равно в ходе курса такое понимание (или только его иллюзию?) можно будет утратить.
-
Михаил Раскин
Теория игр — наука, изучающая принятие решений, особенно принятие решений в условиях зависимости достигаемого результата от действий других участников процесса. При этом «счастье для всех, даром и пусть никто не уйдёт обиженным» как правило невозможно по правилам — хотя ещё обиднее, когда оно возможно, но заведомо не случится. Изучаются же в каком-то смысле «достижимые» и «устойчивые» ситуации — так называемые равновесия. В интересующих нас играх часто можно выписать все сценарии развития событий, но после этого всё равно ещё остаются вопросы. С этой точки зрения шахматы одновременно слишком сложны — много позиций — и слишком просты — полный перебор сразу определил бы оптимальную стратегию для каждой позиций. Так как курс не построен вокруг одного понятия или утверждения, по пожеланиям слушателей возможны значительные изменения программы.
-
Уверены ли вы, что точно представляете себе бесконечность? Харизматичный математик Джеймс запросто убедит вас в обратном.
Далее >>>
|
|
Главная ≫ Инфотека ≫ Математика ≫ Видео ≫ «Мы не можем ждать милостей от природы», или применение метода вынуждения в построении моделей теории множеств // Михаил Раскин
|
|
