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Hacer que los axiomas de la teoría de conjuntos en realidad definir la noción de un conjunto?

En Henning Makholm la respuesta a la pregunta, ¿Cuándo es el conjunto de entrar en la teoría de conjuntos?, él dice:

En la teoría de conjuntos axiomática, los axiomas mismos son la definición de la noción de un conjunto: Un conjunto es cualquier cosa que se comporta como los axiomas decir conjuntos de comportarse.

Esta afirmación choca con mi (obviamente limitada) la comprensión de cómo la lógica de primer orden, el modelo de la teoría, y axiomático conjunto de teorías trabajo. Por lo que entiendo, los axiomas de la teoría de conjuntos son propiedades que nos gustaría que los objetos que llamamos "juegos" y, a continuación, cada modelo de la teoría es una definición diferente de la noción de un conjunto. Pero los axiomas mismos no constituyen una definición de conjunto, a menos que podamos demostrar que cualquier modelo de los axiomas es isomorfo (en cierta manera significativa) a un modelo determinado.

Estoy malentendido algo? Es la definición de un conjunto especificado por los axiomas, o por un modelo de los axiomas? Agradecería cualquier aclaración/dirección de esta.


Actualización: además De todas las respuestas a continuación, he escrito mi propia respuesta (marcado como wiki de la comunidad) la recopilación de los fragmentos de otras respuestas (a esta cuestión, así como algunos otros) que creo que son más pertinentes a la cuestión inicialmente planteada. Ya que actualmente se encuentra sepultado en el fondo (y aceptar que no va a cambiar su posición), soy un vínculo aquí. Saludos!

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DanV Puntos 281

Este es el habitual enfrentamiento entre el semi-visión Platónica de la laymathematician y el enfoque fundamental de las matemáticas a través de la teoría de conjuntos.

A menudo es conveniente, cuando se trabaja en "concreto" de las matemáticas, a asumir que no es una sola, fija universo de las matemáticas. Y todos los que se tomaron un curso o dos en lógica y teoría de conjuntos debe ser capaz de decirle a usted que podemos asumir que este universo es en realidad un universo de $\sf ZFC$.

A continuación, hacemos todo lo que hay, y tomamos la noción de "conjunto" como algo primitivo. Los conjuntos no están definidos, son los objetos del universo.

Pero la palabra "conjunto" es sólo una palabra en inglés. La usamos a nombre de este spot, el resumen, el objeto primitivo. Pero, ¿cómo puede usted asegurarse de que mi comprensión intuitiva de "conjunto" es el mismo que el tuyo?

Esto es donde los "axiomas como las definiciones de" entran en juego. Axiomas para definir las reglas básicas de lo que significa ser un conjunto. Por ejemplo, si usted no tiene un juego de poder, no eres un set: porque cada juego tiene un juego de poder. Los axiomas de la teoría de conjuntos definir cuáles son las propiedades básicas de los conjuntos. Y una vez que estamos de acuerdo en una lista de axiomas, estamos muy de acuerdo en una lista de definiciones de lo que significa ser un conjunto. E incluso si nos aferramos establece de manera diferente, todavía podemos estar de acuerdo en algunas propiedades comunes y hacer algo de matemáticas.

Usted puede ver esto en el conjunto de los teóricos que no están de acuerdo acerca de las concepciones filosóficas, y si es o no cierta la conjetura debe ser "verdadero" o "falso", o si la pregunta no tiene sentido debido a la independencia. Es el HOD Conjetura "verdadero", "falso" o es simplemente "comprobable" o "independiente"? Eso es muy distinto a lo que se establece, y diferentes teóricos tendrán diferentes lados de la cuestión. Pero todos estos teóricos han acordado, al menos, que $\sf ZFC$ es una buena manera de definir las propiedades básicas de los conjuntos.


Como hemos tirado de Platón nombre en la mezcla, vamos a hablar un poco acerca de la "esencia". ¿Cómo se puede definir una silla? o de escritorio? Usted no puede realmente definir una silla, porque se ha definido a lo largo de las líneas de "algo que usted puede sentarse en", en cuyo caso habrá cosas que usted puede sentarse en las que no son, ciertamente, sillas (la tierra, por ejemplo, o un árbol); o que se han ejecutado en la circularidad "una silla es una silla es una silla", o simplemente está siendo sin sentido molesto "tio... como... todo es una silla... woah..."

Pero las tres opciones no son buenas maneras de definir una silla. Y, sin embargo, no está desconcertado por esto sobre una base diaria. Esto es debido a que hay una diferencia entre la "esencia" de ser presidente, física y sillas.

Los objetos matemáticos no debe ser tan afortunado. Los objetos matemáticos son abstractas, para empezar. No podemos percibir en una forma tangible, como percibimos las sillas. Tan sólo estamos a la izquierda con algunos ideales definición. Y esta definición debe capturar las propiedades básicas de los conjuntos. Y eso es exactamente lo que los axiomas de la $\sf ZFC$, y cualquier otro que la teoría de conjuntos, están tratando de hacer.

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goblin Puntos 21696

En la teoría de conjuntos axiomática, los axiomas mismos son la definición de la noción de un conjunto: Un conjunto es cualquier cosa que se comporta como los axiomas decir conjuntos de comportarse.

Yo la mitad-de acuerdo con esto. Pero recordemos que los axiomas de la teoría de grupo no axiomatize el concepto de "elemento de un grupo." Más bien, ellos axiomatize el concepto de "grupo". En forma similar, los axiomas de ZFC no axiomatize el concepto de "conjunto". Que axiomatize el concepto de "universo de conjuntos" (o "de von Neumann universo" o "acumulativa hiearchy", si prefiere).

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user21820 Puntos 11547

Los axiomas de ZFC (o cualquier otro suficientemente fuerte de primer orden formal del sistema) no se puede definir la noción de "conjunto", en el sentido de que usted está buscando, a saber, que ZFC no puede precisar una estructura única que satisface ZFC. Por qué así? Debido a que ZFC no puede probar su propia consistencia, por el teorema de la incompletitud de Gödel, y por lo tanto ZFC no puede demostrar que no es un modelo de ZFC. Además, ZFC puede demostrar que si ZFC es consistente, entonces tiene infinidad de modelos, no una sola.

De igual forma, no recursiva extensión de primer orden PA (completamente) definir los números naturales, porque podemos probar (en nuestro meta-sistema que es generalmente de ZFC) PA que no cuenta con los modelos estándar. Sin embargo, de segundo orden PA es categórica (tiene un modelo único hasta el isomorfismo) y podría decirse que captura completamente los números naturales. El problema es que usted necesita para estar en un meta-sistema que ya tiene el modelo estándar de la PA antes de que pueda probar este hecho acerca de la segunda orden de PA, por lo que en un camino que hay a priori ninguna forma para definir los números naturales.

Es posible que desee leer este post que escribí acerca de lo que cada utilizable sistema formal (como la de hoy) depende en última instancia, la cual no puede dividirse en simples nociones.

Hay una manera parcial para obtener alrededor de la circularidad, que parece ser lo que muchos matemáticos en la práctica. Podemos utilizar el lenguaje natural y definir "set" para ser un tipo de objeto de que los axiomas de ZFC mantenga, e insisten en que sólo podemos llamar a algo un conjunto cuando se ha comprobado su existencia en ZFC. Tenga en cuenta que no es necesario tener un modelo de ZFC aquí, porque estamos diciendo que si no se puede probar que entonces yo no aceptan que existe (pero tampoco estoy insistiendo en que no lo hace), por lo que se convierte en un puramente sintáctico de la noción.

En otras palabras, si definimos "set" sintácticamente mediante los axiomas de ZFC, entonces hemos escapado a la mayoría de la circularidad (excepto lo que ya necesita saber acerca de la manipulación de cadenas). Lo que todavía no se puede escapar es que no podemos definir un "modelo" en el sentido usual, sin colecciones de algún tipo, y por eso no podemos incluso hablar de que ZFC ha definido correctamente cualquier estructura. (A menos que, por supuesto, nuestro lenguaje natural es tan poderoso, pero entonces estamos en problemas.)

9voto

JoshL Puntos 290

No son exhaustivas respuestas por Asaf Karagila y user21820. Quiero señalar una cuestión diferente: existe más de una vez el concepto o noción de "conjunto". Paradojas como la paradoja de Russell mostró que el original "ingenuo" del concepto de "conjunto" es inconsistente, por lo que algunas de las propiedades de estos conjuntos necesarios para ser desechados. Pero hay muchas maneras de hacer eso.

La teoría de conjuntos ZFC se pretende captar la idea de la iterativo acumulativa de la jerarquía. Esto significa que el tipo de "juego" que ZFC es la intención de estudiar -- el "ZFC-set" -- tiene varias limitaciones:

  • Los únicos elementos de ZFC-conjuntos son otros de ZFC-conjuntos. Por ejemplo, yo no soy miembro de ningún ZFC.
  • La naturaleza de ZFC-establece es que no ZFC-conjunto puede contener cada ZFC-set (no hay ZFC que es universal para ZFC-conjuntos)
  • ZFC los conjuntos bien fundados: no hay una secuencia infinita $x_1, x_2, \ldots$ de ZFC-establece con $x_1 \ni x_2 \ni \cdots$.

Estas limitaciones son inherentes a las decisiones específicas hechas en la formulación de ZFC, que no son parte de otras concepciones de "set":

  • En la mayoría de los ingenua concepción de "conjunto", establece que pueden contener no sólo a los otros conjuntos, pero también otros objetos como yo, o como mi coche. Este concepto de "conjunto" es probable que sea más reconocible para los no matemáticos. Incluso entre los matemáticos, hay algunos que no les gusta la idea de que todos los objetos matemáticos pueden ser vistos como conjuntos.

  • En el conjunto de la teoría conocida como de las Nuevas Fundaciones, NF, hay un NF-conjunto que contiene todos los NF-conjuntos. NF intenta evitar las paradojas mediante la restricción de la puesta en existencia axioma esquema de lugar.

  • Hay una serie de teorías que no están bien fundamentadas. Un ejemplo se utiliza la Aczel anti-fundación axioma. Estos son de particular interés para algunas aplicaciones en ciencias de la computación.

Así que el punto clave de los axiomas de ZFC es definir, en un sentido particular, la noción de un "ZFC-set" (en realidad, la noción de un "universo de ZFC-sets" o un "ZFC-universo de los conjuntos"). Es fácil olvidar que hay otras nociones de "conjuntos", si todo lo que ves a los usos ZFC, y todos estos que dicen "conjunto" en lugar de "ZFC-set". De hecho, algunos de los teóricos completamente internalizar la noción de "ZFC-set", por lo que para ellos un "conjunto" es un "ZFC-set", y las otras nociones de "set" en realidad no son "conjuntos".

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Hurkyl Puntos 57397

Hay un axioma de la definición de "conjunto", pero en realidad es bastante interesante:

(this space intentionally left blank)

El punto de las cosas, como los axiomas de ZFC no es para definir la noción de un conjunto: es definir el concepto de un "universo (de conjuntos)".

Cada universo puede decir para dar una noción de "conjunto", sino que debe ser entendida en el mismo sentido que cada espacio vectorial da una noción de "vector".

Ahora, el deseo de estudiar el universo no es exclusivo de la teoría de conjuntos; por ejemplo, el grupo de teoría quiere estudiar el 'universo' de todos los grupos y su relación con el universo de los conjuntos.

En principio, uno podría entonces dar una definición axiomática de un universo de grupos, de un universo de acciones del grupo, y otros elementos relevantes.

Pero, como un asunto práctico, preferimos dar una definición de un conjunto matemático universo que es utilizado por otros temas — por ejemplo, el grupo de teoría se presenta en una forma que se da por supuesto que ya tenemos un universo (de conjuntos) para trabajar con.

En la habitual formulación de los fundamentos matemáticos, la teoría de conjuntos es el lugar donde podemos definir un "matemático universo'. Y por lo tanto, la formalización de la teoría de conjuntos tiene un poco de sabor diferente de la formalización de teoría de grupos.

Los aspectos de la práctica de la teoría de conjuntos tiene un sabor diferente; mientras que la teoría de grupos es el de los contenidos con el estudio de los grupos en un universo de conjuntos, un aspecto de la teoría de conjuntos es estudiar y comparar los universos múltiples de conjuntos.

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