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Razones para creer que el principio de Vopenka / los grandes cardenales son consistentes

Hay un número de informales heurística argumentos para la consistencia de ZFC, basta que estoy feliz es suficiente para creer que ZFC es consistente. Esto es cierto incluso para algunos de los más mansos gran cardenal axiomas, como la existencia de un número infinito de Grothendieck universos.

Hay cualquier heurística argumentos para la existencia de Vopenka cardenales o grandes cardenales? Me gustaría mucho que creer en ellos, sobre todo porque a simplificar una gran cantidad de problemas, uno tiene que ir a través de cuando se trabaja con acceso a las categorías y localización (cada localizer es accesible en un presheaf categoría, por ejemplo).

Para Vopenka del principio, la categoría de la teoría de la definición es que cada completo (cocomplete) subcategoría de un local presentable categoría es reflexiva (coreflective). Esto parece bastante intuitivo para mí (y no entiendo el modelo de la teoría de la definición de Vopenka del principio).

¿Qué razón hay para creer que ZFC+VP (o ZFC+HC, lo que implica la consistencia de la VP) es consistente? Obviamente, estoy dispuesto a aceptar heurística o informal (argumentos, ya que una prueba formal es imposible).

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Leon Bambrick Puntos 10886

La mayoría de los argumentos anteriormente presentados tomar un conjunto teórico/punto de vista lógico y se aplican a gran cardenal axiomas en general. Hay un montón de cosas buenas, pero creo que hay más cosas que decir acerca de Vopěnka del principio específicamente de una categoría de la teoría del punto de vista.

Una formulación de Vopěnka del principio (que es el que estoy acostumbrado a llamar "la" categoría de la teoría de la definición, y el que se utiliza de la definición en Adamek&Rosicky del libro, aunque hay muchos categoría de la teoría de las declaraciones equivalente a VP) es que no existe una gran (= adecuado de la clase de tamaño) full discreto (= no tener nonidentity morphims entre sus objetos) subcategoría de cualquier localmente presentable categoría. Creo que no es un buen argumento para la naturalidad de este de una categoría de la teoría de la perspectiva.

Para explicar por qué, permítanme retroceder un poco. A una categoría teórico de un cierto filosófica doblada, una cosa que la categoría de la teoría nos enseña es evitar hablar de igualdades entre los objetos de una categoría, en lugar de isomorfismo. Por ejemplo, en el grupo de teoría, nunca hablamos cuando dos grupos son iguales, sólo cuando son isomorfos. Así mismo, en hacer de la topología, nunca hablamos cuando dos espacios son iguales, sólo cuando son homeomórficos. Una vez que te acostumbras a esto, comienza a sentirse como un accidente que incluso tiene sentido preguntar si dos grupos son iguales, en lugar de simplemente isomorfo. Y de hecho, es un accidente, o al menos depende de la elección de los axiomas de un conjunto teórico de la fundación; uno puede dar a otros axiomatizations de la teoría de conjuntos, seguramente equivalente a ZFC, en la que no tiene sentido preguntar si dos conjuntos son iguales, sólo si los dos elementos de un determinado ambiente conjunto son iguales. Estos son a veces llamados "categorial" conjunto de teorías, ya que el primer ejemplo fue Lawvere del ETCS que axiomatizes la categoría de conjuntos, pero yo prefiero llamarlos estructurales conjunto de teorías, ya que hay otras versiones, como FIADOR, que no requieren ninguna categoría de teoría.

Ahora existen categorías en las que sí tiene sentido hablar de "igualdad" de los objetos. Por ejemplo, cualquier conjunto X puede ser considerado como una categoría diferenciada $X_d$, cuyos objetos son los elementos de X y en el que el único morfismos son las identidades. Por otra parte, una categoría es equivalente a una de la forma $X_d$, para un conjunto X, el fib es un groupoid y un preorder, es decir, cada morfismos es invertible y cualquier paralelo par de morfismos son iguales. Yo llamo a esta categoría una "categoría discreta," a pesar de que algunas personas usen sólo para los más estricta de la noción de una categoría isomorfo a algunos $X_d$. Por lo que se vuelve tentador pensar que uno podría en lugar de considerar "categoría" para ser una noción fundamental, y definir "set" para referirse a una categoría discreta.

Desafortunadamente, sin embargo, lo que escribí en el párrafo anterior es falso: una categoría es equivalente a una de la forma $X_d$, para un conjunto X, el fib es un groupoid y un preorder y pequeños. Sólo deseamos construir una categoría $X_d$ cuando X es una clase adecuada, y por supuesto va a ser todavía discretos. De hecho, sólo como un conjunto es la misma cosa como una pequeña categoría discreta, una clase adecuada es la misma cosa que un gran categoría discreta. Sin embargo, este siente un poco extraño, porque las grandes categorías que surgen en la práctica casi nunca son del tipo que admitir una significativa noción de "igualdad" entre sus objetos, y, en particular, casi nunca son discretos. Considerar las categorías de los grupos, o anillos, o espacios topológicos, o establece para el caso. Fuera de la teoría de conjuntos, la adecuada clases normalmente sólo se presentan como una clase de objetos de algunos de los grandes de la categoría, que es casi nunca discretos. El mundo tendría mucho más sentido, a partir de una categoría de la teoría del punto de vista, si no había tales cosas como la adecuada clases, una.k.una. discretos de grandes categorías --- a continuación, podemos definir "set" para significar "categoría discreta" y la vida sería hermosa.

Desafortunadamente, no podemos tener grandes categorías sin tener grandes categorías discretas, al menos no sin la restricción de que el resto de las matemáticas bastante severamente. Esto es obviamente cierto si nos enteramos de las matemáticas en ZFC o NBG o algún otro tradicional "basada en la membresía" o "material" de la teoría de conjuntos, ya que no necesitamos una clase adecuada de los objetos antes incluso podemos definir a una gran categoría. Pero también es cierto que si utilizamos un estructurales de la teoría de conjuntos, ya que hay un par de forma natural y estructuralmente definidos grandes categorías que son discretos, tales como la categoría de órdenes y todos los isomorphisms entre ellos (el núcleo de la subcategoría plena de Poset en el bienestar de los órdenes).

Por lo tanto Vopěnka del principio, como he dicho anteriormente, es una versión debilitada de la tesis de que las grandes categorías discretas no existen: se dice que, al menos, que no puede existir como completo subcategorías de local presentable categorías. Desde localmente presentable categorías de lo contrario, se porta muy bien, esto es al menos razonable esperar. De hecho, desde esta perspectiva, si Vopěnka del principio resulta ser incompatible con ZFC, entonces tal vez es ZFC que tiene la culpa! (-:

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Andreas Blass Puntos 45666

William Reinhardt dio heurística de las razones de algunos de gran cardenal axiomas en un papel en el proceso de 1967 en la UCLA conjunto de la teoría de la reunión. No sé si él considera cardenales tan grande como la que quieres, pero algunas de las ideas podría ser útil para usted. (Descargo de responsabilidad: yo no estoy en absoluto convencido de que la gran cardenales existen. Mi creencia en su consistencia se basa en el hecho de que personas muy inteligentes, como Jack Plata, han visto seriamente por las incoherencias y no he encontrado ninguna.)

12voto

tonyk Puntos 56

Aquí es un argumento práctico. Conjunto de teóricos como para resolver los diversos problemas y grandes cardenales de ayuda, ya sea como (rara vez) que implica una respuesta positiva o (más comúnmente) su consistencia implica la consistencia de una respuesta positiva. En "positivo", me refiero a una respuesta que no es un contraejemplo, una respuesta que no da un objeto con extrañas propiedades. Por ejemplo, la determinación del n-ésimo nivel de la proyectiva jerarquía resuelve la mayoría de problemas en grupos de ese nivel positivamente (si bla son conjuntos de ese nivel, a continuación, bla, bla vs hay una secuencia de bla conjuntos para el que esta y esta espera pero este y este no) y dijo que la determinación se equiconsistent a la existencia de n Woodin cardenales.

8voto

thedeeno Puntos 12553

Porque de Goedel los Teoremas de la Incompletitud, sabemos que no podemos describir una completa axiomatization de matemáticas. Cualquier propuesta de axiomatization $T$, si consistente, será incapaz de probar el principio Con(T) la afirmación de que $T$ sí es coherente, a pesar de que hemos la razón para desear este principio, una vez que hemos cometido nosotros mismos a $T$. La adición de la coherencia de principio Con(T) simplemente se pone a la pregunta de con(T+Con(T)), y así sucesivamente, en un proceso que se desarrolla en el transfinito.

Por lo tanto, hemos llegado a saber que debe haber un transfinito torre de teorías por encima de nuestras favoritas teorías, trascendiendo en la consistencia de la fuerza. Los teoremas de incompletitud implica que hay una torre de teorías de arriba PA arriba ZFC, cada nivel que trasciende la consistencia de la fuerza de los de los niveles anteriores.

Qué suerte y maravilloso que tenemos también de forma independiente vienen en una torre de este tipo de teorías: el gran cardenal jerarquía. Numerosas grandes cardenal conceptos, se levantó muy de temprano en la teoría de conjuntos, desde el momento de Cantor, antes de Goedel del teoremas y antes de que la noción de consistencia la fuerza fue formulado. Estos grandes cardenal conceptos se levantó de conjunto natural de la teoría de preguntas en el infinito combinatoria: ¿Puede haber un límite regular el cardenal? Puede hay que ser un countably-medida completa de la medición de todos los subconjuntos de de un conjunto? No todos los $\kappa$-filtro completo en un conjunto ampliar a un $\kappa$-completa ultrafilter? Y así sucesivamente.

Finalmente, se dio cuenta de que estos grandes cardenal nociones separadas en una muy alta jerarquía, con el la propiedad de que, desde el más grande de los cardenales, uno puede demostrar que la la consistencia de los más pequeños de cardenales. Por ejemplo, si $\kappa$ es el menos Mahlo cardenal, entonces el universo $H_\kappa$ es un modelo de ZFC + no es estacionaria clase adecuada de inaccesible cardenales + no hay Mahlo cardenales. Si $\delta$ es el menos medibles el cardenal, a continuación, $H_\delta$ satisface ZFC + hay un clase adecuada de Ramsey cardenales, pero no mensurables el cardenal.

Por lo tanto, el gran cardenal de la jerarquía proporciona exactamente la torre de teorías, cuyos niveles de trascender la consistencia la fuerza, que sabíamos que debe de existir. Y lo hace en un de manera que es matemáticamente sólido e interesante, con su fundamentos derivadas, no en algunos sintáctica de diagonalización, pero matemáticamente el cumplimiento y preguntas significativas en la infinita combinatoria.

El caso de Vopenka del principio es así. VP es una gran cardenal axioma en el extremo superior de la gran el cardenal de la jerarquía, lo que implica la consistencia de la la existencia de supercompact cardenales, dicen, que son mucho más fuerte que el fuerte de los cardenales, que implica toda torres de medir los cardenales, que implica numerosos Ramsey cardenales y así sucesivamente hacia abajo de la línea.

Ilustrando los esenciales gran cardenal de la naturaleza, el VICEPRESIDENTE axioma es elegantemente dijo: para cada clase adecuada de la secuencia de $\langle M_\alpha | \alpha\in\text{ORD}\rangle$ de la primera estructuras de orden, hay un par de números ordinales $\alpha\lt\beta$ para que $M_\alpha$ incrusta elementarily en $M_\beta$. (Es equivalente indicado en los términos de los gráficos, si así lo desea). Es muy sencillo y claro---hermosa! Y las consecuencias son de largo alcance y a menudo profundas, como se ha observado en la categoría de teoría, en la forma en que VP implica que el conjunto teórico universo es regular y organizado.

Estas son las razones por las que usted debe ser atraído a Vopenka del principio. Se trata de un elegante combinatoria principio, con consecuencias de largo alcance que son de su interés, que no ha ha sido refutado.

En contraste, me parece la filosofía de la heurística que buscan para justificar el gran cardenal axiomas, sobre la base de la reflexión o por otros medios, para ser mucho aire caliente en última instancia insatisfactorios. Estos argumentos no son matemáticamente sonido, y no puede ser hecho para ser, por los Teoremas de Incompletitud. Filosóficamente, se parece mucho más como racionalizaciones después del hecho. Por ejemplo, incluso en el mucho menor (y por lo tanto, aparentemente más fáciles de justificar) nivel de inaccesible cardenales, a veces uno escucha una apelación a reflexión de tipo de opiniones, que ya que no tenemos definibles sin límites mapa a partir de un conjunto en el ordinales, que no debe ser un nivel de $V_\kappa$ del universo también con este característica, y que ese nivel sería inaccesible el cardenal. Por supuesto, la conclusión se adelanta el argumento, con la conclusión parece justificar en la mayoría de los $V_\kappa\models$ZFC, que es una noción más débil, y el meta-reflexión principio apeló a las cantidades de todos modos para un gran cardenal su propio principio.

Finalmente, debemos reconocer la naturaleza incierta de todos nuestro matemático de la empresa. Como nuestra hipótesis de subir más alto en el gran cardenal de la jerarquía, debemos ser menos seguro de consistencia---tal vez será demostrado ser incoherente. Este problema surge incluso en los niveles más bajos de nuestra matemática axiomatizations, para la que podemos encontrar en cualquier tiempo (como se mencionó en una reciente MO pregunta) que incluso PA es inconsistente. Como Woodin dice, todos tenemos en nuestra mente la imagen de una línea de ferrocarril, revestido por una la secuencia de los postes de telégrafo, de proceder hasta el infinito; pero cuando los físicos nos dicen que el universo es finito, se darse cuenta de que esta imagen es pura imaginación. Tal vez es simplemente incompatible? Así, el escepticismo acerca de la consistencia nada en especial que hacer con el infinito.

Mientras tanto, el gran cardenal axiomas son fascinantes y tienen interesantes consecuencias. Vamos a buscar el límite de consistencia, con una actitud templado por la realización que podemos encontrar inconsistencia.

En resumen, no podemos nunca estar seguros de que nuestros axiomas son en consonancia, y sabemos que por encima de la teoría matemática acerca de lo que podemos estar seguros, hay una torre de teorías cuyos niveles de trascender consistencia. Entre ellos se encuentran fascinantes teorías que están elegantemente declaró con consecuencias de largo alcance, y que aún no hemos refutado. Así que vamos a estudiar! Vamos a encontrar el límite de entre la coherencia y la incoherencia!

5voto

Dean Hill Puntos 2006

El argumento heurístico estándar para los grandes axiomas cardinales (incluidos los cardenales enormes) es el principio de reflexión. La idea intuitiva es que$V$ es "absolutamente infinito" y, por lo tanto, no puede definirse como la colección que satisface$\varphi$; siempre habrá algún$V_\alpha$ más pequeño que ya satisfaga$\varphi$. Consulte el documento Principios de reflexión del orden superior de M. Victoria Marshall R. para obtener más detalles.

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