Betrachten Sie das „Set“ hinter Russells Paradoxon:
R. = { x | x ist eine Menge und x ∉ x }
im Lichte von Cantors Mengendefinition ("Aggregat"/Menge) in seinen BEITRÄGEN ZUR BEGRÜNDUNG DER THEORIE DER TRANSFINITEN ZAHLEN (Dover-Ausgabe),
Unter einem „Aggregat“ … verstehen wir jede Sammlung zu einem Ganzen … M von bestimmten und getrennten Objekten m unserer Intuition oder unseres Denkens. Diese Objekte werden die „Elemente“ von M genannt.
Man sollte beachten, dass in dieser Definition „Gegenstand“ primär ist.
Wenn wir R noch einmal betrachten, hat R sicherlich Elemente und kann gemäß Cantors Definition der Menge definitiv als eines angesehen werden. Lassen Sie mich nun die Frage stellen, die uns zu Russells Paradox führt:
"Ist R ein Mitglied von R?"
Da R Elemente hat, kann es definitiv als „bestimmtes und separates Objekt unserer Intuition oder unseres Denkens“ betrachtet werden und als solches anscheinend bestimmte Attribute haben, die es erfüllen, und andere, die es nicht erfüllen.
Russells Paradoxon ist, dass die Annahme „R ist kein Mitglied von R“ impliziert „R ist ein Mitglied von R“, was wiederum impliziert „R ist kein Mitglied von R“.
Da die 'Gegenstandlichkeit' von R primär ist, warum macht es keinen Sinn zu sagen, dass R weder die Attribute '__ ist ein Mitglied von R', noch nicht-'__ ist ein Mitglied von R' korrekt zugeschrieben werden kann? Wenn dies der Fall ist, wird Russells Paradoxon aufgelöst, da es die Annahme ist, dass R entweder „__ ist ein Mitglied von R“ oder nicht – „__ ist ein Mitglied von R“ erfüllen muss, was uns scheinbar von Anfang an in das Paradoxon bringt .
Da die 'Gegenstandlichkeit' von R primär ist, warum macht es keinen Sinn zu sagen, dass R weder die Eigenschaften haben
is a member of R
noch ihr nichtis a member of R
korrekt zugeschrieben werden kann? Wenn dies der Fall ist, dann wird Russells Paradoxon aufgelöst, da es die Annahme ist, dass R entwederis a member of R
oder nicht erfüllen muss,is a member of R
was uns scheinbar zu Beginn in das Paradoxon bringt.
Wenn ich Ihre Frage richtig verstehe, möchten Sie diese Mitgliedschaftsbeziehungen nicht zu unentscheidbaren Aussagen erklären (da die anderen Antworten Ihre Frage zu interpretieren scheinen); Sie möchten die Sammlung so einschränken R
, dass sie keine festgelegte Mitgliedschaftsbeziehung hat.
Abgesehen von der Bemerkung zu Cantors "Objektivität", der ich nicht ganz folgen konnte, führt Sie Ihre Intuition in die richtige Richtung.
Analysieren wir die Situation:
R = { x : x ∉ x }
Das Nachgeben R ∉ R ⇔ R ∈ R
konnte in der Mengenlehre erreicht werden, weil ein informelles uneingeschränktes Verständnisprinzip verwendet wurde. Dem Problem kann also durch eine vorsichtige Einschränkung des Verständnisprinzips begegnet werden. Genau so wird es in der zeitgenössischen Mengenlehre gemacht , indem ein Axiomenschema des eingeschränkten Verständnisses verwendet wird . Das Ergebnis ist, dass ZFC es nicht erlaubt, zu definieren R
, oder genauer gesagt, R
als reductio ad absurdum definiert werden kann, um zu beweisen, dass die "Menge aller Mengen" nicht existiert, dh die Annahme, dass ihre Existenz zu führt Widerspruch, der durch Russells Paradoxon beschrieben wird.
Der springende Punkt ist jedoch, dass der Beweis uns eigentlich sagt, dass die Menge aller Mengen keine Menge sein kann . Tatsächlich sagen uns das Russellsche Paradox ebenso wie das Cantorsche Paradox und das Burali-Forti-Paradox einfach alle, dass einige Sammlungen wie „die Menge aller Mengen“ keine Mengen sind . Der Vater der Mengenlehre, Georg Cantor , hielt diese Sammlungen, die er „ absolute Unendlichkeiten “ nannte, für außerhalb der Reichweite der Mathematik und ging mystisch über sie. Wie sich herausstellte, war diese Einschätzung zu pessimistisch. Die Sammlungen, die Cantor "absolute Unendlichkeiten" nannte, sind heute als echte Klassen bekannt . (Sie können zusätzlich dies konsultierenkurze Einführung ).
Einfach ausgedrückt kann der Begriff der Klasse folgendermaßen eingeführt werden:
Eine Klasse
x
ist genau dann eine Menge, wenn es einey
solche Klasse gibt, dassx ∈ y
. Eine Klasse, die keine Menge ist, wird als echte Klasse bezeichnet.
Nehmen wir nun an, dass R ∉ R
. Wenn Sie annehmen, dass R eine Menge ist, erhalten Sie einen Widerspruch, also R
muss es sich um eine echte Klasse handeln .
Bei ZFC können wir nur informell über richtigen Unterricht sprechen . Allerdings gibt es alternative Grundlagensysteme, auch als Klassentheorien bekannt , die – Überraschung! - Erlauben, richtige Klassen formal neben Sätzen zu behandeln. Das "explizitste" dieser Systeme ist die Morse-Kelley-Mengentheorie , die neben Mengen auch echte Klassen als grundlegendes Objekt zulässt. Aber es gibt noch viele andere Ansätze .
Siehe auch:
Einige bemerkenswerte richtige Klassen:
U
ist tatsächlich so definiert, dass es keine Elemente hat, also kann - in Ihrem Sprachgebrauch - ∉ immer noch von "ausgesagt" werden U
.Das Problem liegt im Verständnisprinzip;
das "Rezept", dem wir folgen, um ein Set zu konstruieren:
M = { x : Fx }
Definition von M als Menge aller Objekte x, so dass x die Eigenschaft F hat.
Bertrand Russell hat dieses Rezept geschrieben: R = {x : x ∉ x}
Und ein Paradox entsteht, wenn man fragt, ob R ein Element in R ist oder nicht!
Daher hat sich Cantors Mengenlehre (und Freges logisches System) als widersprüchlich erwiesen!
Das von Cantor erfundene Rezept muss angepasst werden, und hier ist ein Vorschlag.
M = {x : x ∈ M IFF Fx}
Definition von M als Menge aller Objekte x, so dass x ein Element in M ist, IFF x hat die Eigenschaft F.
Jetzt kann x R nicht als Wert in der Formel annehmen:
R = {x : Definition von R als Menge aller Objekte x, so dass x ein Element in R ist, WENN x kein Element in x ist. x ∈ R IFF x ∉ x}
Und Cantors Mengenlehre und Freges Logik sind nicht mehr als widersprüchlich erwiesen.
Hier können Sie mehr über die ursprüngliche Mengenlehre lesen: https://en.wikipedia.org/wiki/Naive_set_theory#Cantor 's_theory
Antwort auf einen Kommentar von jobermark:
Es ist nicht "{x: Fx}", das "M" definiert. Der ursprüngliche Set-Konstruktor verwendet nicht den Namen des zu konstruierenden Sets. Die Benennung erfolgt außerhalb des Konstruktors durch Verwendung der Identitätsangabe „M={x:Fx}“. Inkonsistenz aktivieren, wenn F(M) = "M ∉ M".
Durch die Verwendung von "M" als Metavariable, die auf beiden Seiten der Identitätsaussage erscheint: M = {x : x ∈ M IFF Fx}, wird die Frage, ob M ein Element von M ist oder nicht, INNERHALB des Mengenkonstruktors von erledigt Widerspruch "M ∈ M IFF M ∉ M " und wir können nicht mehr von außen behaupten, dass M ein Element von M sein MUSS, wenn M kein Element von M ist.
Nicht vertraut mit Metavariablen? Siehe die Definition von Wahrheit: "x" ist wahr IFF x.
Es scheint, als wäre Cantor vor mir da gewesen! In einem Brief an Dedekind diskutierte er die Anpassung des Verständnisprinzips ... Thomas Benjamin gibt eine moderne Version von Cantors angepasster Theorie:
Naive Mengenlehre:
Extensionalität: Gegeben zwei Mengen A und B, A=B genau dann, wenn (x)[x 'ist ein Mitglied von' A genau dann, wenn x ein Mitglied von' B ist]
Verständnis: Zu jedem Prädikat P(x) existiert die Menge {x|P(x)} und
(a)[a 'ist ein Mitglied von' {x|P(x)} genau dann, wenn P(a)]
Und dann fragt Thomas, ob man aus dieser modifizierten Version von Cantors naiver Mengenlehre noch Paradoxien ableiten kann?
Ich habe nur gefragt, ob Russells Paradoxon abgeleitet werden kann!
Das Prädikat ist x ∉ x
Der Name der Menge ist {x|x ∉ x}
Und der Mengenkonstruktor ist: x ∈ {x|x ∉ x} IFF x ∉ x
Und Cantor würde dann endlich bekommen, dass es für kein x wahr ist, dass x = {x|x ∉ x}!
Aber es ist verwirrend, "{x|x ∉ x}" als Namen der zu konstruierenden Menge zu verwenden!
Wenn also das Prädikat als x ∉ x definiert ist, lege ich fest, dass R = {x|x ∉ x}
Also kann ich den Mengenkonstruktor mit R innerhalb von {x|x ∈ R IFF x ∉ x} haben
Und schließlich R = {x|x ∈ R IFF x ∉ x} (Meine Version)
Aber wir können R eliminieren, wenn wir die Cantors-Version wollen:
{x|x ∉ x} = {x| x ∈ {x|x ∉ x} IFF x ∉ x}
Sie haben R konstruiert und fragen nun, ob R ein Mitglied von R ist. Eine positive oder negative Antwort auf diese Frage führt zu einem Widerspruch. Sie lösen es, indem Sie sagen, dass R die Eigenschaften nicht haben kann: 'ist ein Mitglied von R' oder nicht - 'ist ein Mitglied von R'. Das ist absurd. Es ist, als würde man sagen, dass eine Aussage nicht „wahr“ oder „falsch“ sein kann. Solange Sie keine andere Logik als die Standardlogik verwenden, kann keine Aussage weder wahr noch falsch sein. (Das heißt, jede Aussage ist wahr oder falsch.)
Offensichtlich funktioniert das, aber Sie brauchen etwas, das einem Grund ähnelt:
Alle diese und andere funktionieren. Und sie alle sind ohne eine bessere philosophische Grundlage als die Notwendigkeit, dieses Problem zu lösen, sehr schwer zu akzeptieren.
Sie haben also keine Antwort gegen zu viele Antworten eingetauscht, und da sich alle albern anfühlen, sind Sie auf den ersten Blick nicht besser aufgehoben. Es bleibt wahr, dass Logik im durch und durch klassischen Sinne nicht richtig sein kann, wenn es um unsere Vorstellungen von Containment, Universalität und Negation geht, wie wir sie alle naiv verstehen – in einem vollständig aufgelösten und unveränderlichen platonischen Bereich. Ein Teil unseres natürlichen Modells ist von Natur aus nicht korrekt.
Das Paradoxe ist dann, welchen Teil Ihres naiven und natürlichen Verständnisses Sie verwerfen möchten, um sich sicher zu fühlen, und wie wir uns über etwas so Grundlegendes einigen können, damit die Evolution der Mathematik voranschreiten kann. Und es ist nicht einfacher zu lösen als das ursprüngliche Problem.
Die moderne „Lösung“ bestand darin, all diese Lösungen zu finden und eine von ihnen durch Zahlen aufzuzwingen – ein bizarrer politischer Prozess, der dem Begriff der Mathematik selbst fremd ist.
Bertrand Russell hatte eine Inkonsistenz in Freges noch zu veröffentlichender Axiomatisierung der Mengenlehre entdeckt. Unter Verwendung von Freges Axiomen demonstrierte Russell, dass die Menge aller Mengen, die keine Elemente ihrer selbst sind, sowohl als existierend als auch als nicht existierend bewiesen werden konnte. Nachfolgende Axiomatisierungen der Mengenlehre haben es geschafft, dieses Problem zu vermeiden.
Beachten Sie, dass das Problem nicht die Selbstreferenz ist. Es kann trivialerweise gezeigt werden, dass es für jede binäre Relation R kein x gibt, sodass für alle y genau dann yRx gilt, wenn nicht yRy.
Danielm
Thomas Benjamin