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¿Cómo podríamos utilizar la hipótesis del continuo si logramos probar su veracidad?

No estoy seguro si esta es una pregunta apropiada para hacer, pero si logramos ponernos de acuerdo en la verdad de la hipótesis del continuo, ¿qué problemas podríamos resolver usando este nuevo conocimiento? Me resulta difícil encontrar fuentes en Internet que den ejemplos de qué sucede si se resuelve la hipótesis del continuo. Esto me sugiere que la hipótesis del continuo en realidad no es un problema muy importante en comparación con algo como el problema P vs NP, ya que sus implicaciones están claras y documentadas en todo Internet.

¿Podría darme algunos ejemplos, por favor?

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Frangello Puntos 21

El siguiente libro está enteramente dedicado a las equivalencias y consecuencias de la hipótesis del continuo. Estoy dando esto como respuesta en lugar de un comentario principalmente por razones archivísticas, ya que a lo largo de los años he citado este libro (y algunas de las reseñas) varias veces en comentarios donde la información tiende a perderse, olvidarse, no poder ser buscada en Google y, en su mayoría, nunca volver a ver la luz.

Wacław Franciszek Sierpiński (1882-1969), Hypothèse du Continu, [Hipótesis del Continuo], Monografie Matematyczne #4, 1934, vi + 192 páginas. Zbl 9.30201; JFM 60.0035.01

La segunda edición fue publicada por Chelsea Publishing Company en 1956 (xvii + 274 páginas; MR 19,829c; Zbl 75.00903).

Algunas reseñas publicadas del libro:

Adolphe [Alfred] Buhl (1878-1949), L'Enseignement Mathématique (1) 32 (1933), pp. 417-418 (en francés). disponible en línea de forma gratuita

Paul [Pál] Dienes (1882-1952), Mathematical Gazette 19 #233 (Mayo 1935), pp. 146-147. en línea en JSTOR y p. 146 disponible en línea aquí de forma gratuita

Herbert Busemann (1905-1994), Matematisk Tidsskrift B [después de 1952: Mathematica Scandinavica], 1935 (1935), pp. 43-44 (en alemán). en línea en JSTOR

Hans Hornich (1906-1979), Monatshefte für Mathematik und Physik 42 (1935), Literaturberichte, p. 23 (en alemán; por separado paginado). disponible en línea de forma gratuita

John Robert Kline (1891-1955), Bulletin of the American Mathematical Society 42 #5 (Mayo 1936), pp. 301-303. disponible en línea de forma gratuita

Alonzo Church (1903-1995), Journal of Symbolic Logic 23 #2 (Junio 1958), p. 215. en línea en JSTOR y disponible en línea aquí de forma gratuita

Evert Willem Beth (1908-1964), British Journal for the Philosophy of Science 10 #39 (Noviembre 1959), pp. 249-250. en línea en JSTOR y p. 249 disponible en línea aquí de forma gratuita

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DanV Puntos 281

Podría ser, aunque altamente improbable, que mañana por la mañana alguien presentara un argumento particularmente convincente para aceptar un axioma de teoría de conjuntos como $V=L$ o $V=K$ para algún otro modelo central canónico adecuado (para acomodar algunos grandes cardenales, de todos modos), o incluso Woodin podría tener éxito en su plan de convencernos al resto de que $V=\textrm{Ultimate-}L$ es "el axioma correcto" que nos faltaba.

Sí, podría ser que algo en el corazón de la humanidad cambie mañana por la mañana, y todos veamos la luz y aceptemos algún axioma que implique $\sf CH$, o incluso $\sf GCH$. ¿Qué podemos probar, en ese caso? Bueno, hay mucho trabajo en teoría de conjuntos donde demostramos que ciertas cosas siguen de $\sf CH$ o tal vez implican su negación (es decir, la negación de la afirmación sigue de $\sf CH$).

Todas esas cosas se volverán "verdaderas" de inmediato en un contexto más amplio de las matemáticas, ya que siguen de lo que más o menos hemos acordado que es la teoría base de las matemáticas. El cuerpo de trabajo en esto es tan grande que es difícil siquiera ponerle un límite. Dave L. Renfro dio un buen comienzo. Agregaré a esto y sugeriré investigar mucho sobre los axiomas de forcing (por ejemplo, el Axioma de Martin) y las características cardinales del continuo. En cierto sentido, ambos pueden considerarse como ciertas extensiones del trabajo de Sierpinski.

Muchas otras cosas, como $\rm P=NP, RH$, y muchas otras, no se verán afectadas, ya que, como señala Noah Schweber, estas afirmaciones tienen una cierta complejidad lógica que nos permite prescindir de $\sf CH$, o incluso de $\sf AC$, en cuanto a su verdad en el universo matemático. Hasta cierto punto, esta es la razón por la cual no tenemos "contraejemplos razonables a $\sf CH$" en el contexto de los números reales. Cualquier conjunto boreliano debe ser numerable o tener tamaño del continuo. Entonces, si aceptamos la premisa de que un contraejemplo debería ser razonable, y que los conjuntos razonables son borelianos, entonces, en ese sentido, $\sf CH$ ya es "verdadero".

Pero ¿significa eso que la verdad, o incluso "definitud", de la Hipótesis del Continuo es más o menos importante que $\rm P=NP$? En cierto sentido, tienes razón, tiene menos efecto en las matemáticas cotidianas y ciertamente casi ningún efecto en la vida real tal como la entendemos hoy. Pero en ese sentido, $\rm P=NP$ también es una gran distracción. Si alguien demostrara mañana por la mañana que $\rm P=NP$, pero cualquier algoritmo polinómico para encontrar una solución para un problema de $3\rm SAT$ debe tener una complejidad de $O(n^{U!})$ donde $U=2^{2^m}$, donde $m$ es $((\text{número de átomos de hidrógeno en el universo})!)!$, entonces cualquier intento de encontrar una solución general real a estos problemas será tan ridículamente imposible, que para todos los efectos, esto no está resuelto en absoluto.

Muchos de estos otros, llamados "problemas importantes", sufren destinos similares. Solo porque haya una solución, o incluso una solución que técnicamente se considere "eficiente", no significa que haya una que sea factible para nosotros o para nuestros ancestros lejanos. Y es muy probable que terminemos confiando en conjeturas y cálculos numéricos aproximados hasta la muerte térmica del universo.

Por otro lado, las matemáticas, como tema propio, y la teoría de conjuntos en particular, tienen cierta elegancia. Hacer preguntas sobre esta elegancia es importante, y al final del día aprendemos bastante de ella. Tanto en los aspectos filosóficos de las matemáticas y la teoría de conjuntos, sobre lo que significa ser verdadero, demostrable y los fundamentos de las matemáticas; así como en sus avances en teoría de conjuntos que lentamente se filtran en cosas como álgebra, análisis, y así sucesivamente, que pueden, algún día, tener "un impacto real" en la vida diaria de los hijos de tus hijos de tus hijos.

Terminaré con una supuesta cita de Faraday, "¿de qué sirve un recién nacido?", cuando le preguntaron para qué iba a servir esta "cosa de la electricidad". Todavía no lo sabemos, nunca lo sabremos. En términos lógicos, este es un problema $\Sigma_1$: hasta que le encuentres un uso, no sabes si es útil. Y argumento que ya encontramos usos para el estudio de la verdad de la Hipótesis del Continuo.

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