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Supervenience en matemáticas

No estoy muy seguro de si este es el lugar adecuado para preguntar, y si este es el camino correcto para preguntar, pero me atrevo.

En la filosofía (de la mente, por ejemplo) el concepto de supervenience se utiliza:

"Supervenience [es] se utiliza para describir las relaciones entre los grupos de propiedades en una manera que no implica un fuerte reductor relación".

Eso significa que un objeto puede poseer más propiedades que dependen de algunas propiedades básicas, pero no puede ser reducido a (definido por ellas).

Mi pregunta es: ¿esta situación Puede ocurrir en matemáticas?

Como yo lo veo, para cada objeto matemático - es un conjunto con una estructura o de un vértice en un resumen gráfico o un objeto en una categoría - todos sus (relevante) propiedades están determinadas por su estructura interna y sus relaciones/morfismos a otros objetos. A mí me parece inconcebible que un objeto matemático puede tener cualquier extra propiedades, y mucho menos en un supervenient manera, es decir, dos isomorfo objetos tendría que compartir con ellos.

Pero tal vez estoy equivocado. Puede alguien que me señale un ejemplo?

20voto

thedeeno Puntos 12553

A mi modo de ver, el más natural, ejemplo de supervenience en matemáticas---y la más parecida a cómo este término se utiliza en la filosofía de la mente, donde uno de los usos para describir la relación de la orden superior de las propiedades, como las funciones de la mente, a la parte inferior de la orden propiedades, tales como las estructuras moleculares en el cerebro---es proporcionada por el sentido en el que la teoría de conjuntos es visto como formar una base para las matemáticas.

En ese punto de vista de los fundamentos de la matemática (y no hay muchos otros puntos de vista), el conjunto teórico universo es visto para proporcionar un fundamento ontológico de las matemáticas, en la el sentido de que cada objeto matemático es considerado fundamentalmente como un conjunto. Uno construye los números naturales se establece como ordinales y, a continuación, los enteros y los racionales y los reales en ninguno de los habituales conjunto teórico las construcciones; un grupo es un conjunto con una operación binaria (un conjunto) tener ciertas propiedades; un espacio topológico es un establecer junto con un conjunto de subconjuntos de tener una cierta naturaleza; y así sucesivamente. En este punto de vista, cada objeto matemático es considerado como un conjunto y en el contexto de la teoría de conjuntos es llevado a proporcionar un foro común en el que el tratamiento matemático los objetos y las construcciones de lo que sería diversos foros. La existencia de un foro común permite nos sensatez para aplicar el conocimiento de un área de las matemáticas los argumentos en un alejadas de la zona, y esto es importante.

Por lo que la vista es que las características básicas de los reales o de cualquier objeto matemático en última instancia se reducen a la teoría de conjuntos en el sentido de que ese objeto es fundamentalmente un conjunto. Pero mientras tanto, a pesar de esta reducción de las matemáticas para establecer la teoría es importante foundationally (y no son el resultado una serie de interesantes o incluso sorprendentes conclusiones sobre ZFC-la independencia y la paradoja de la no-conjunto teórico los contextos), el principal punto de vista es también que el conjunto de la teoría de la la reducción es en gran medida irrelevante para el común de las matemáticas. No queremos emprender la mayoría de los argumentos en la teoría de números o la geometría algebraica o lo que sea con referencia constante para el conjunto completo de la teoría de la reducción de la materia, para ejemplo, al hablar de los "elementos" de $\pi$. Por lo tanto, la matemática puede ser visto a reducir a la teoría de conjuntos, pero para la mayoría de los de mayor nivel de matemáticas, esta reducción es muy complicado o no se ve como la iluminación de la interesante fenómeno matemático en la mano.

Esta relación parece muy similar a la relación entre nuestra actual comprensión de las características mentales y las estructuras moleculares en el cerebro. En principio, creemos que hay una reducción, pero que la reducción es muy complicado o no es particularmente iluminadora del fenómeno mental. Nos parecen cumplir con la siguiente analogía:

 De orden superior, de orden Superior 
 mental características de los objetos matemáticos 
 y propiedades y relaciones
 ----------------- ------------------ 
 estructura molecular de los conjuntos y la 
 del cerebro de membresía relación

Por lo que esta situación parece concordar exactamente con su descripción de supervenience.


Adenda. Permítanme mencionar también otro sentido de supervenience, relacionado con el punto logrado por Gowers, en su segundo párrafo. La verdad de una declaración universal de $\forall n\ \varphi(n)$ en aritmética, dicen, se reduce a las instancias de $\varphi(0), \varphi(1),\varphi(2)$, y así sucesivamente. Pero por el teorema de Compacidad, no se puede demostrar la declaración universal tan sólo a partir de esas afirmaciones en primer orden la lógica. Por lo tanto, la verdad de $\forall n\ \varphi(n)$ parece sobrevienen en aquellos casos en los que el sentido de la pregunta. No podemos probar que una declaración universal demostrando cada caso por separado.

16voto

bneely Puntos 346

Quiero probar otra respuesta, porque no creo que necesariamente va a aceptar, sino porque si no, yo creo que sus razones para no hacerlo puede aclarar la cuestión.

Una definición de supervenience es que sobreviene en B si usted no puede tener un cambio sin un cambio a B. Por ejemplo, algunas personas sostienen que la mente sobreviene en las propiedades físicas del cerebro, ya que no podía tener dos distintos estados mentales derivadas de cerebros que eran físicamente idénticos. Otros (en este conflicto, pero eso no importa aquí).

Ahora considere la posibilidad de la suspensión de la propiedad. Que claramente sobreviene en la especificación de la máquina de Turing (codifica como una secuencia de 0s y 1s, dicen), ya que si una máquina de Turing se detiene y el otro no, entonces no pueden tener idénticas especificaciones. Pero no está claro que no hay ningún sentido en el que la propiedad de detener o de lo contrario es reducible a la especificación de la máquina de Turing.

9voto

bneely Puntos 346

A mí me parece que, incluso si la exacta noción filosófica no se aplican a las matemáticas, hay otras nociones similares pero un poco más preciso, que hacer. Por ejemplo, estructuras matemáticas pueden tener alto nivel de propiedades que son definibles en términos de bajo nivel de propiedades, pero no son fácilmente computable. En ese caso, puede ser que la reducción, aunque existe, no es útil. A mí esto me parece bastante como un ejemplo físico, tales como la dificultad de definir qué es un líquido es en términos microscópicos.

Lo que estoy diciendo (pero un poco también luchando con) es que el reduccionismo tiene sus defectos en las matemáticas como en el de la filosofía. Para dar un ejemplo, para probar el teorema de los números primos no se rompen en un montón de pequeños declaraciones, probar esas, y ponerlos juntos de nuevo. Que sería del todo imposible, dado que el más grande que se conoce prime es muy finito. Más bien, de alguna manera se ve en todos los primos a la vez. Es tentador decir que el verdadero significado de la primer número teorema no es que todos esos números no son los principales, sino más bien una declaración acerca de la densidad, que sobreviene en las propiedades de los números por sí mismos.

7voto

Ed Haber Puntos 1121

Cuando he leído

A mí me parece inconcebible que un objeto matemático puede tener propiedades adicionales, y mucho menos en un supervenient manera, es decir, dos isomorfo objetos tendría que compartir con ellos.

Yo primero de todos de acuerdo en que las matemáticas debería ser así, pero el potencial contraejemplo que saltó a la mente es que la teoría de conjuntos, específicamente de pertenencia basado en la teoría de conjuntos con urelements.

Por "pertenencia basado en la teoría de conjuntos", me refiero a la ordenación tradicional de la teoría de conjuntos como ZF, que se basa en una relación de pertenencia $\in$; no me refiero a un estructurales o categórica de la teoría de conjuntos como Lawvere de la Teoría Elemental de la Categoría de Conjuntos. Esta viene a la mente porque dos conjuntos que están "isomorfo", que en primera instancia podría significar que hay un bijection entre ellos, pueden tener muy diferentes a las de la teoría de las propiedades; por ejemplo, se pueden tener diferentes rangos.

Más allá de la reflexión, me sentí de esta noción de isomorfismo como bijection podría ser cargado en la manera de interpretar la "relación con otros objetos" y que uno debería mirar más a la estructura de la pertenencia de los árboles. Son dos conjuntos con la misma estructura interna (es decir, que han isomorfo de pertenencia de los árboles) distinguible como conjuntos? Ordinario de ZF, creo que uno puede probar por la recursividad que dos conjuntos con isomorfo de pertenencia de los árboles son de hecho iguales. Pero este no es el caso en la teoría de conjuntos con urelements. Si permitimos que los objetos ordinarios para ser urelements de conjuntos, entonces no puedo pensar en cualquier matemático de las propiedades, basada en $\in$ tan solo que podría distinguir a los dos conjuntos con tres urelements cada uno de pensar, de decir, una caja con tres gatos y otro con tres perros), aunque se había duda que desee para distinguirlos. Es cierto que mi lectura superficial me lleva a creer que el conjunto de los teóricos que trabajan con Nuevas Fundaciones tomar esta posibilidad en serio, me estaba mirando, en particular, en esta Wikipedia el artículo. Yo estaría feliz de saber de los teóricos de la que se deriva una conclusión diferente.

3voto

Draemon Puntos 387

Reconocido divulgador de la computabilidad, S. Barry Cooper, ha escrito un artículo sobre este tema: De Descartes a Turing: el cómputo de Contenido de Supervenience

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