Die zugrunde liegende Philosophie des Konstruktivismus in der Mathematik ist, dass wir, um zu beweisen, dass etwas existiert, es „finden“ oder „konstruieren“ müssen.
In NBG (von Neumann-Bernays-Gödel axiomatische Mengenlehre) kann man nur über Mengen quantifizieren, wie in ZFC (wo Klassen auch informell behandelt werden können, indem man beispielsweise Formeln angibt, anstatt das sagen wir einfach die Formel erfüllen, die behauptet, eine Ordinalzahl zu sein).
Was aber, wenn wir zum Beispiel einen Satz aufstellen wollen, der die Existenz einer bestimmten Klasse behauptet? Nehmen Sie zum Beispiel Transfinite Recursion :
Transfinite Rekursion . Lassen sei eine Klassenfunktion ( eine Klasse aller Mengen sein). Dann gibt es eine eindeutige Klassenfunktion so dass
Ich habe darüber nachgedacht, wie wir diesen Satz in der Sprache von ZFC und NBG formulieren können. In ZFC lässt sich eine „Klassenfunktion“ aus einer „Klasse“ durch eine Formel definieren zu einer durch eine Formel definierten Klasse ist einfach eine Formel so dass . Das Problem ist dasselbe: Wir können weder über Formeln in ZFC noch über Klassen in NBG quantifizieren.
Bei der transfiniten Rekursion können wir einfach das Problem umgehen, dass wir nicht "für alle Klassenfunktionen schreiben können „ ist nicht als ein Theorem zu behandeln, sondern als unendlich viele Theoreme, eine für jede verschiedene Formel, die eine Klassenfunktion darstellt.
Wir können jedoch immer noch nicht einfach sagen, dass eine Klasse oder eine Klassenfunktion "existiert". Aber anscheinend müssen wir das nicht. Der mir bekannte Beweis des vorgenannten Theorems beinhaltet die explizite Konstruktion einer Klassenfunktion durch Definition einer Formel.
Um also zu beweisen, dass eine Klasse (oder eine Klassenfunktion, die in NBG immer noch eine Klasse ist) existiert, müssen wir sie explizit konstruieren? Also ist die Klassentheorie in gewisser Weise "konstruktiv" in NBG (und in ZFC, auch wenn es keine Klassentheorie per se gibt)?
Das heißt, anstatt zu sagen, dass es eine Klassenfunktion gibt, geben wir einfach eine Formel an (ich werde sie hier nicht schreiben, da sie lang ist und Hilfsdefinitionen erfordert) und beweisen, dass sie tatsächlich eine Klassenfunktion definiert?
Aber wenn dies der Fall ist, was ist mit der Einzigartigkeit? Zu sagen, dass es keine anderen Sets gibt befriedigend statt ist genau das zu sagen . Aber wir können es nicht einmal sagen Wenn ist eine Klassenfunktion.
Ich verstehe, dass viele hier eher eine präzise Frage (oder Fragen) als eine Textwand wollen, also fasse ich meine Fragen zusammen:
Ist die Angabe einer expliziten Konstruktion einer Klasse oder einer Klassenfunktion die einzige Möglichkeit zu sagen, dass sie in NBG oder ZFC existiert?
Wenn ja, wie können wir sagen, dass es keine andere Klasse mit dieser Eigenschaft gibt?
PS Bei dieser Frage geht es nicht nur darum, etwas zu beweisen, das nicht quantifizierbare Objekte in einer Theorie beinhaltet, sondern auch darum, Theoreme darüber aufzustellen.
Zunächst einmal können Sie in NBG über Klassen quantifizieren: In NBG können sich Variablen im Gegensatz zu ZFC auf Klassen beziehen, und Sie können diese Variablen frei quantifizieren. Es ist also überhaupt keine Schwierigkeit, so etwas wie Rekursion zu formulieren im NBG.
In ZFC haben Sie Recht, da Sie sich nur auf Klassen beziehen können, indem Sie bestimmte Formeln aufschreiben, können Sie nur beweisen, dass eine Klasse mit bestimmten Eigenschaften "existiert", indem Sie eine Formel dafür ausstellen. Was die Einzigartigkeit betrifft, stellt sie eigentlich keine Herausforderung dar, deren Handhabung Sie nicht bereits beschrieben haben. So wie du es mit "für alle" gemacht hast " durch ein Theorem-Schema können Sie den universellen Quantor handhaben, indem Sie die Eindeutigkeit durch ein Theorem-Schema ausdrücken. Das heißt, für jedes Formelpaar Und , haben Sie einen separaten Satz, der besagt, dass wenn Und dann erfüllen beide die Bedingung Und dieselbe Klasse definieren.
In bestimmten spezifischen Beispielen kann es Möglichkeiten geben, indirekt quantifizierte Aussagen über Klassen mit nur einem einzigen Satz in ZFC zu machen. Betrachten Sie zum Beispiel die Aussage „es gibt eine Klasse, die eine Wohlordnung von ist ". A priori kann dies nicht in ZFC ausgedrückt werden, ohne eine bestimmte Formel anzugeben, die Sie verwenden, um gut zu ordnen . Sie können jedoch ein Theorem beweisen, das besagt, dass es eine Klasse gibt, die wohlgeordnet ist falls es eine Menge gibt so dass . Genauer gesagt, vorausgesetzt , können Sie eine bestimmte Klasse aufschreiben, die gut bestellt , und Sie können ein Theorem-Schema beweisen, das dies für jede Klasse besagt , Wenn gut bestellt , dann existiert eine Menge so dass . Aus praktischen Gründen können Sie also die Aussage „es existiert eine Menge so dass " (was ein vollkommen guter Satz in der Sprache von ZFC ist) als Proxy für die Aussage "es gibt eine Klasse, die eine Wohlordnung von ist ".
Jxt921
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Eric Wofsey
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