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[科普中国]-冯·诺伊曼全集

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在集合论和有关的数学分支中,冯·诺伊曼全集或冯·诺伊曼集合层次,是由所有集合组成的类,可以分成超限阶级的个体集合(a transfinite hierarchy of individual sets)。

定义冯·诺伊曼全集用超限归纳法定义为如下:

设V0是空集{}。

对于任何序数α,设Vα+1是Vα的幂集。

对于任何极限序数λ,设Vλ是迄今为止所有V-阶段的并集:

最后,设V是所有V-阶段的并:

等价的说,对于任何序数α,设,这里的是X的幂集。1

V和集合论如果ω是自然数的集合,则Vω是继承有限集合的集合,它是不带有无穷公理的集合论的模型。Vω+ω是普通数学的全集。它是Zermelo集合论的模型。如果κ是不可及基数,则Vκ是Zermelo-Fraenkel集合论自身的模型,而Vκ+1是Morse–Kelley集合论的模型。

注意所有个体阶段Vα都是集合,但是它们的并集V是真类。在V中的集合叫做继承良基集合;基础公理要求所有集合是良基的而因此是继承良基的。(也有的公理系统忽略基础公理,或把基础公理替换为其强否定,如Aczel的反基础公理,不过这类系统很少被用到)。

给定任何集合A,使得A是某个Vα的子集的最小序数α是A的阶(或继承等级)。2

哲学观点有两种不同的方式来理解冯·诺伊曼全集V和ZFC的联系。粗略的说,形式主义者倾向于把V看作是从ZFC公理推出的某种东西(例如,ZFC证明了所有集合都在V中)。在另一方面,实在论者会把冯·诺伊曼全集看作从直觉可直接触及的某种东西,而把ZFC公理看作在V中为真的命题,透过简单论证(透过自然语言),可以使人信服它们的真确性。一个可能的中间立场是,冯·诺伊曼层次的形象化概念给ZFC公理提供了一个动机(所以这些公理不是任意提出来的),但这不意味ZFC公理确实有描述真实存在的对象。

本词条内容贡献者为:

任毅如 - 副教授 - 湖南大学