อ่าน 30 นาที
การบังคับ (คณิตศาสตร์)
ใน ทฤษฎีเซต การ บังคับ (forcing) เป็นเทคนิคหนึ่งในการพิสูจน์ ผลลัพธ์ ด้านความสอดคล้อง และ ความเป็นอิสระ โดยทั่วไปแล้ว การบังคับสามารถคิดได้ว่าเป็นเทคนิคในการขยาย ขอบเขต...
การบังคับ (คณิตศาสตร์)
ในทฤษฎีเซตการบังคับ (forcing)เป็นเทคนิคหนึ่งในการพิสูจน์ ผลลัพธ์ ด้านความสอดคล้องและความเป็นอิสระโดยทั่วไปแล้ว การบังคับสามารถคิดได้ว่าเป็นเทคนิคในการขยายขอบเขต ของทฤษฎีเซต ไปสู่ขอบเขตที่ใหญ่กว่าโดยการแนะนำวัตถุ "ทั่วไป" ใหม่
การบังคับ (Forcing) ถูกนำมาใช้ครั้งแรกโดยPaul Cohenในปี 1963 เพื่อพิสูจน์ความเป็นอิสระของสัจพจน์ของการเลือกและสมมติฐานความต่อเนื่องจากทฤษฎีเซตของ Zermelo–Fraenkelในหลายปีต่อมา ได้มีการปรับปรุงและทำให้ง่ายขึ้นอย่างมาก และตั้งแต่นั้นมาก็ได้ทำหน้าที่เป็นเทคนิคที่มีประสิทธิภาพทั้งในทฤษฎีเซตและในสาขาตรรกศาสตร์ทางคณิตศาสตร์เช่น ทฤษฎีความสามารถ ในการคำนวณทฤษฎีเซตเชิงพรรณนาใช้แนวคิดของการบังคับจากทั้งทฤษฎีความสามารถในการคำนวณและทฤษฎีเซต การบังคับยังถูกนำมาใช้ในทฤษฎีแบบจำลอง ด้วย แต่โดยทั่วไปในทฤษฎีแบบจำลองจะกำหนดความเป็นทั่วไปโดยตรงโดยไม่ต้องกล่าวถึงการบังคับ
ปรีชา
โดยทั่วไปแล้ว การบังคับจะใช้เพื่อสร้างเอกภพที่ขยายใหญ่ขึ้นซึ่งตรงตามคุณสมบัติที่ต้องการ ตัวอย่างเช่น เอกภพที่ขยายใหญ่ขึ้นอาจมีจำนวนจริงใหม่ๆ จำนวนมาก (อย่างน้อยก็บางส่วน) ซึ่งระบุว่าเป็นเซตย่อยของเซตของจำนวนธรรมชาติ ที่ไม่มีอยู่ในเอกภพเดิม และด้วยเหตุนี้จึงขัดแย้งกับสมมติฐานความต่อเนื่อง
เพื่อที่จะอธิบายการขยายตัวดังกล่าวอย่างเข้าใจง่ายที่สุด ควรนึกถึง "จักรวาลเก่า" ในฐานะแบบจำลอง ของทฤษฎีเซต ซึ่งตัวมันเองก็เป็นเซตใน "จักรวาลจริง" ตามทฤษฎีบท ของ Löwenheim–Skolemสามารถเลือกให้เป็นแบบจำลอง "แบบพื้นฐาน" ที่นับได้จากภายนอกซึ่งรับประกันว่าจะมีเซตย่อยจำนวนมาก (ใน) ของที่ไม่ได้อยู่ในโดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีลำดับที่ "ทำหน้าที่เหมือนจำนวนเชิงคาร์ดินัล " ในแต่จริงๆ แล้วนับได้ในเมื่อทำงานในควรจะหาเซตย่อยที่แตกต่างกันหนึ่งเซตของสำหรับแต่ละองค์ประกอบของ ได้ง่าย (เพื่อความง่าย เซตย่อยกลุ่มนี้สามารถอธิบายได้ด้วยเซตย่อยเดียว)
อย่างไรก็ตาม ในแง่หนึ่ง อาจเป็นที่พึงปรารถนาที่จะ "สร้างแบบจำลองที่ขยายออกไปภายใน" ซึ่งจะช่วยให้มั่นใจได้ว่า"คล้ายคลึง" ในบางแง่มุม เช่นเหมือนกับ(โดยทั่วไปแล้วการยุบตัวของจำนวนเชิงคาร์ดินัลจะไม่เกิดขึ้น) และช่วยให้สามารถควบคุมคุณสมบัติของ ได้อย่างละเอียด กล่าวคือ สมาชิกทุกตัวของ ควรได้รับ ชื่อ (ที่ไม่ซ้ำกัน) ในชื่อนั้นสามารถคิดได้ว่าเป็นนิพจน์ในรูปของเช่นเดียวกับในส่วนขยายฟิลด์อย่างง่าย ที่ องค์ประกอบทุกตัวของสามารถแสดงได้ในรูปขององค์ประกอบสำคัญของการบังคับคือการจัดการชื่อเหล่านั้นภายในดังนั้นบางครั้งอาจช่วยได้ที่จะคิดว่าเป็น "จักรวาล" โดยตรง โดยรู้ว่าทฤษฎีการบังคับรับประกันว่าจะสอดคล้องกับแบบจำลองจริง
ประเด็นที่ละเอียดอ่อนของการบังคับคือ หากถือว่า เป็น "เซตย่อยที่หายไป" ที่กำหนดโดยพลการของเซตบางเซตในแล้ว"ภายใน" ที่สร้างขึ้นอาจไม่ใช่แบบจำลองด้วยซ้ำ นี่เป็นเพราะอาจเข้ารหัสข้อมูล "พิเศษ" เกี่ยวกับที่มองไม่เห็นภายใน(เช่นความสามารถ ในการนับ ของ) และด้วยเหตุนี้จึงพิสูจน์การมีอยู่ของเซตที่ "ซับซ้อนเกินกว่าที่จะอธิบายได้" [ 1 ] [ 2 ]
การบังคับช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าวโดยการกำหนดให้เซตที่นำเข้ามาใหม่เป็นเซตทั่วไปที่สัมพันธ์กับ[ 1 ]ข้อความบางข้อความถูก "บังคับ" ให้เป็นจริงสำหรับเซตทั่วไปใดๆเช่น เซตทั่วไปถูก "บังคับ" ให้เป็นอนันต์ ยิ่งไปกว่านั้น คุณสมบัติใดๆ (ที่สามารถอธิบายได้ใน) ของเซตทั่วไปถูก "บังคับ" ให้เป็นจริงภายใต้เงื่อนไขการบังคับ บางอย่าง แนวคิดของการ "บังคับ" สามารถกำหนดได้ภายในและให้พลังการให้เหตุผลที่เพียงพอที่จะพิสูจน์ว่าเป็นแบบจำลองที่ตรงตามคุณสมบัติที่ต้องการจริงๆ
เทคนิคดั้งเดิมของ Cohen ซึ่งปัจจุบันเรียกว่าการบังคับแบบแตกแขนงนั้น แตกต่างจากการบังคับแบบไม่แตกแขนงที่อธิบายไว้ในที่นี้เล็กน้อย การบังคับยังเทียบเท่ากับวิธีการของแบบจำลองค่าบูลีนซึ่งบางคนรู้สึกว่าเป็นธรรมชาติและใช้งานง่ายกว่าในเชิงแนวคิด แต่โดยทั่วไปแล้วยากต่อการนำไปใช้มากกว่า[ 3 ]
บทบาทของแบบจำลอง
เพื่อให้แนวทางข้างต้นทำงานได้อย่างราบรื่นจะต้องมีแบบจำลองการถ่ายทอดมาตรฐานในเพื่อให้สามารถจัดการกับการเป็นสมาชิกและแนวคิดพื้นฐานอื่นๆ ได้อย่างเป็นธรรมชาติทั้งในและแบบจำลองการถ่ายทอดมาตรฐานสามารถได้มาจากแบบจำลองมาตรฐานใดๆ ผ่านทฤษฎีบทการยุบตัวของ Mostowskiแต่การมีอยู่ของแบบจำลองมาตรฐานใดๆ ของ(หรือรูปแบบใดๆ ของมัน) นั้นเป็นข้อสมมติที่เข้มงวดกว่าความสอดคล้องของ
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เทคนิคมาตรฐานคือการกำหนดให้ เป็นแบบจำลองการถ่ายทอดมาตรฐานของเซตย่อยจำกัดใดๆ ของ( การกำหนดสัจพจน์ ใดๆ ของจะมีอย่างน้อยหนึ่งแผนผังสัจพจน์และดังนั้นจึงมีสัจพจน์จำนวนอนันต์) ซึ่งการมีอยู่ของ ได้รับการรับประกันโดยหลักการสะท้อนกลับเนื่องจากเป้าหมายของการโต้แย้งแบบบังคับคือการพิสูจน์ ผลลัพธ์ ที่สอดคล้องกันนี่จึงเพียงพอแล้ว เพราะความไม่สอดคล้องกันใดๆ ในทฤษฎีจะต้องปรากฏออกมาพร้อมกับการอนุมานที่มีความยาวจำกัด และดังนั้นจึงเกี่ยวข้องกับสัจพจน์เพียงจำนวนจำกัดเท่านั้น
เงื่อนไขบังคับและโพเซตบังคับ
เงื่อนไขบังคับแต่ละข้อสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นข้อมูลจำนวนจำกัด เกี่ยวกับวัตถุ ที่เชื่อมโยงกับแบบจำลอง มีหลายวิธีในการให้ข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุ ซึ่งก่อให้เกิดแนวคิดบังคับ ที่แตกต่างกัน แนวทางทั่วไปในการกำหนดแนวคิดบังคับอย่างเป็นทางการคือการพิจารณาเงื่อนไขบังคับว่าเป็นวัตถุเชิงนามธรรมที่มีโครงสร้าง โพเซต
โพเซตบังคับ (Forcing poset)คือสามสิ่งเรียงลำดับโดยที่คือลำดับก่อนหน้า (preorder ) บนและคือสมาชิกที่ใหญ่ที่สุด สมาชิกของคือเงื่อนไขบังคับ (หรือเรียกสั้นๆ ว่าเงื่อนไข ) ความสัมพันธ์ของลำดับหมายความว่า " แข็งแกร่งกว่า " (โดยสัญชาตญาณ เงื่อนไขที่ "เล็กกว่า" ให้ข้อมูล "มากกว่า" เช่นเดียวกับช่วงที่เล็กกว่าให้ข้อมูลเกี่ยวกับจำนวนπมากกว่าช่วง) นอกจากนี้ ลำดับก่อนหน้า ต้องเป็นไปตามเงื่อนไขการแยก (splitting condition ) :
- สำหรับแต่ละค่าจะมีค่าที่ทำให้โดยที่ไม่มีค่าที่ทำให้
กล่าวอีกนัยหนึ่ง จะต้องสามารถเสริมความแข็งแกร่งให้กับเงื่อนไขบังคับใดๆ ได้ในอย่างน้อยสองทิศทางที่ไม่สอดคล้องกัน โดยสัญชาตญาณแล้ว นี่เป็นเพราะเป็นเพียงข้อมูลที่มีขอบเขตจำกัด ในขณะที่จำเป็นต้องใช้ข้อมูลที่มีขอบเขตไม่จำกัดเพื่อกำหนด
มีการใช้ข้อกำหนดต่างๆ มากมาย ผู้เขียนบางคนกำหนดให้ต้องเป็นสมมาตรผกผัน ด้วย เพื่อให้ความสัมพันธ์นั้นเป็นลำดับบางส่วนบางคนใช้คำว่าลำดับบางส่วนอยู่ดี ซึ่งขัดแย้งกับคำศัพท์มาตรฐาน ในขณะที่บางคนใช้คำว่าลำดับก่อนหน้าองค์ประกอบที่ใหญ่ที่สุดอาจถูกละเว้นได้ การเรียงลำดับแบบย้อนกลับก็มีการใช้เช่นกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งโดยSaharon Shelahและผู้ร่วมเขียนของเขา
ตัวอย่าง
ให้เป็นเซตอนันต์ ใดๆ (เช่น) และให้วัตถุทั่วไปที่กล่าวถึงเป็นเซตย่อยใหม่ในสูตรดั้งเดิมของโคเฮนเกี่ยวกับการบังคับ เงื่อนไขการบังคับแต่ละข้อเป็น เซต จำกัดของประโยค ซึ่งอาจอยู่ในรูปแบบหรือที่มีความสอดคล้องกันในตัวเอง (กล่าวคือและสำหรับค่าเดียวกันของจะไม่ปรากฏในเงื่อนไขเดียวกัน) แนวคิดการบังคับนี้มักเรียกว่าการบังคับแบบโคเฮน
โพเซตบังคับสำหรับการบังคับแบบโคเฮนสามารถเขียนได้อย่างเป็นทางการเป็น ซึ่งเป็นฟังก์ชันย่อยจำกัดจากไปยังภายใต้ การรวม แบบย้อนกลับการบังคับแบบโคเฮนสอดคล้องกับเงื่อนไขการแยกส่วน เพราะเมื่อกำหนดเงื่อนไขใดๆเราสามารถหาองค์ประกอบที่ไม่ได้กล่าวถึงใน ได้ เสมอ และเพิ่มประโยคหรือ ลง ใน เพื่อให้ได้เงื่อนไขการบังคับใหม่สองเงื่อนไขที่ไม่เข้ากัน
อีกตัวอย่างหนึ่งที่ให้ความรู้เกี่ยวกับโพเซตบังคับคือโดยที่และคือกลุ่มของเซตย่อยบอเรลของ ที่มี มาตรวัดเลเบสที่ไม่เป็นศูนย์วัตถุทั่วไปที่เกี่ยวข้องกับโพเซตบังคับนี้คือจำนวนจริงสุ่มสามารถแสดงได้ว่าตกอยู่ในเซตย่อยบอเรลทุกเซตของ ที่มีมาตรวัด 1 โดยมีเงื่อนไขว่าเซตย่อยบอเรลนั้น "ถูกอธิบาย" ในเอกภพเดิมที่ยังไม่ขยาย (สิ่งนี้สามารถทำให้เป็นทางการได้ด้วยแนวคิดของรหัสบอเรล ) เงื่อนไขการบังคับแต่ละเงื่อนไขสามารถถือได้ว่าเป็นเหตุการณ์สุ่มที่มีความน่าจะเป็นเท่ากับมาตรวัดของมัน เนื่องจากสัญชาตญาณที่เข้าใจง่ายจากตัวอย่างนี้ บางครั้งจึงมีการใช้ภาษาเชิงความน่าจะเป็นกับโพเซตบังคับแบบลู่เข้าอื่นๆ
ตัวกรองทั่วไป
แม้ว่าเงื่อนไขบังคับแต่ละข้อจะไม่สามารถกำหนดวัตถุทั่วไปได้อย่างสมบูรณ์แต่เซตของเงื่อนไขบังคับที่เป็นจริงทั้งหมดก็สามารถกำหนดวัตถุ ทั่วไป ได้ อันที่จริง โดยไม่เสียความเป็นทั่วไป วัตถุทั่วไป มักถูกพิจารณาว่าเป็นวัตถุทั่วไปที่เชื่อมโยงกับดังนั้นแบบจำลองที่ขยายแล้วจึงเรียกว่า โดยปกติแล้ว การแสดงให้เห็นว่าวัตถุที่ต้องการแต่เดิม อยู่ในแบบจำลองนั้นค่อนข้าง ง่าย
ภายใต้ข้อตกลงนี้ แนวคิดของ "วัตถุทั่วไป" สามารถอธิบายได้ในลักษณะทั่วไป โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เซตควรเป็นตัวกรองทั่วไปที่สัมพันธ์กับ เงื่อนไข " ตัวกรอง " หมายความว่า เป็นสิ่งที่สมเหตุสมผลที่เป็นเซตของเงื่อนไขบังคับที่เป็นจริงทั้งหมด:
- ถ้าเช่นนั้น
- ถ้าเช่นนั้นจะมีอยู่จริง ที่ทำให้
การเป็น "ทั่วไปเมื่อเทียบกับ" หมายความว่า:
- ถ้าเป็นเซตย่อยที่ "หนาแน่น" ของ(นั่นคือ สำหรับแต่ละจะมี อยู่จริงที่ทำให้) แล้ว
เนื่องจากเป็นแบบจำลองที่นับได้ การมีอยู่ของตัวกรองทั่วไปจึงเป็นผลมาจากทฤษฎีบทของ Rasiowa–Sikorskiอันที่จริงแล้ว จริงมากกว่านั้นเล็กน้อย: เมื่อกำหนดเงื่อนไขเราสามารถหาตัวกรองทั่วไปได้เช่นนั้นเนื่องจากเงื่อนไขการแยกบนถ้าเป็นตัวกรองแล้วจะมีความหนาแน่น ถ้าแล้วเนื่องจากเป็นแบบจำลองของด้วยเหตุนี้ ตัวกรองทั่วไปจึงไม่มีทางอยู่ใน
ชื่อ P และการตีความ
ที่เกี่ยวข้องกับโพเซตบังคับคือคลาสของชื่อ -name ชื่อ-name คือเซตที่มีรูปแบบ
เมื่อกำหนดตัวกรองใดๆบนการตีความหรือ แผนที่ การประเมินค่าจาก-names จะได้รับโดย
ชื่อต่างๆ เหล่านั้นแท้จริงแล้วคือการขยายตัวของจักรวาลเมื่อกำหนดให้หนึ่งกำหนดให้ เป็นชื่อ นั้น
เนื่องจากจึงสรุปได้ว่าในแง่หนึ่งเป็น "ชื่อเรียกแทน" ที่ไม่ขึ้นอยู่กับการเลือกเฉพาะเจาะจงของ
นอกจากนี้ยังช่วยให้สามารถกำหนด "ชื่อสำหรับ" โดยไม่ต้องอ้างอิงถึงอย่างชัดเจนได้ อีกด้วย :
ดังนั้น.
คำจำกัดความที่เข้มงวด
แนวคิดของชื่อ การตีความ และอาจถูกกำหนดโดยการเรียกซ้ำแบบอนันต์โดยใช้เซตว่างลำดับที่สืบทอดจากลำดับ ตัวดำเนิน การ เซตกำลังและลำดับลิมิตกำหนดลำดับชั้นต่อไปนี้:
จากนั้นคลาสของชื่อจะถูกกำหนดดังนี้
แผนที่ตีความและแผนที่ทั่วไปสามารถกำหนดได้ด้วยโครงสร้างแบบลำดับชั้นเช่นเดียวกัน
การบังคับ
เมื่อกำหนดตัวกรองทั่วไปแล้วจะดำเนินการดังต่อไปนี้ คลาสย่อยของชื่อในจะถูกแทนด้วย ให้
เพื่อลดการศึกษาทฤษฎีเซตของให้เหลือเพียงการศึกษาของ นั้นเราใช้ "ภาษาบังคับ" ซึ่งสร้างขึ้นเหมือนตรรกะลำดับที่หนึ่ง ทั่วไป โดยกำหนดให้การเป็นสมาชิกเป็นความสัมพันธ์ทวิภาค และชื่อทั้งหมดของ เป็นค่าคงที่
กำหนด(อ่านว่า " แรงในแบบจำลองที่มี poset ") โดยที่คือเงื่อนไขคือสูตรในภาษาการบังคับ และคือชื่อ ซึ่งหมายความว่าถ้าเป็นตัวกรองทั่วไปที่มีแล้วกรณีพิเศษมักเขียนเป็น " " หรือเพียงแค่ " " ข้อความดังกล่าวเป็นจริงในไม่ว่า จะเป็น อย่างไรก็ตาม
สิ่งที่สำคัญคือ นิยาม ภายนอกของความสัมพันธ์บังคับ นี้ เทียบเท่ากับนิยามภายในซึ่งกำหนดโดยการเหนี่ยวนำแบบอนันต์ (โดยเฉพาะการเหนี่ยวนำแบบ ) เหนือชื่อ บนอินสแตนซ์ของและจากนั้นโดยการเหนี่ยวนำแบบธรรมดาเหนือความซับซ้อนของสูตร ผลที่ได้คือ คุณสมบัติทั้งหมดของแท้จริงแล้วคือคุณสมบัติของและการตรวจสอบในจึงทำได้ง่ายขึ้น โดยทั่วไปจะสรุปได้เป็นคุณสมบัติหลักสามประการดังต่อไปนี้:
- ความจริง : ก็ต่อเมื่อถูกบังคับโดยนั่นคือ ภายใต้เงื่อนไขบางประการเราจึงมี
- ความสามารถในการกำหนดความหมาย : ข้อความ " " สามารถกำหนดความหมายได้ใน.
- ความสอดคล้อง : .
คำจำกัดความภายใน
มีหลายวิธีที่แตกต่างกันแต่เทียบเท่ากันในการกำหนดความสัมพันธ์การบังคับใน[ 4 ] วิธีหนึ่งในการทำให้คำจำกัดความง่ายขึ้นคือการกำหนดความสัมพันธ์การบังคับที่แก้ไขแล้วก่อนซึ่งมีความเข้มแข็งกว่าความสัมพันธ์ที่แก้ไขแล้วยังคงเป็นไปตามคุณสมบัติหลักสามประการของการบังคับ แต่และไม่จำเป็นต้องเทียบเท่ากัน แม้ว่าสูตรอันดับแรกและจะเทียบเท่ากันก็ตาม ความสัมพันธ์การบังคับที่ไม่ได้แก้ไขสามารถกำหนดได้เป็น อัน ที่จริง แนวคิดดั้งเดิมของ Cohen เกี่ยวกับการบังคับนั้นโดยพื้นฐานแล้วคือมากกว่า[ 3 ]
ความสัมพันธ์บังคับที่ปรับเปลี่ยนแล้วสามารถกำหนดได้แบบเวียนซ้ำดังนี้:
- วิธี
- วิธี
- วิธี
- วิธี
- วิธี
สัญลักษณ์อื่นๆ ของภาษาบังคับสามารถกำหนดได้โดยใช้สัญลักษณ์เหล่านี้ ตัวอย่างเช่นหมายถึงหมายถึงเป็นต้น กรณีที่ 1 และ 2 ขึ้นอยู่กับกันและกัน รวมถึงกรณีที่ 3 ด้วย แต่การเรียกซ้ำจะอ้างอิงถึงชื่อที่มีลำดับ ต่ำกว่าเสมอ ดังนั้นการอุปมานแบบอนันต์จึงทำให้การกำหนดนั้นสำเร็จได้
โดยโครงสร้าง(และด้วยเหตุนี้) จึงตอบสนองความสามารถในการกำหนด โดยอัตโนมัติ การพิสูจน์ที่ตอบสนองความจริงและความสอดคล้อง ด้วยนั้น ทำได้โดยการตรวจสอบแบบอุปนัยในแต่ละกรณีทั้งห้าข้างต้น กรณีที่ 4 และ 5 เป็นเรื่องง่าย (เนื่องจากการเลือกและเป็นสัญลักษณ์พื้นฐาน[ 5 ] ) กรณีที่ 1 และ 2 อาศัยเพียงสมมติฐานว่าเป็นตัวกรอง และมีเพียงกรณีที่ 3 เท่านั้นที่ต้องการให้เป็นตัวกรองทั่วไป[ 3 ]
ตามหลักการแล้ว นิยามภายในของความสัมพันธ์บังคับ (เช่นที่นำเสนอข้างต้น) แท้จริงแล้วคือการแปลงสูตรใดๆไปเป็นสูตรอื่นโดยที่และเป็นตัวแปรเพิ่มเติม แบบจำลองไม่ได้ปรากฏอย่างชัดเจนในการแปลง (โปรดทราบว่าภายใน หมายถึง" เป็นชื่อ-name") และในความเป็นจริง เราอาจใช้การแปลงนี้เป็นนิยาม "เชิงไวยากรณ์" ของความสัมพันธ์บังคับในเอกภพของเซตทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงแบบจำลองการถ่ายทอดแบบนับได้ใดๆ อย่างไรก็ตาม หากต้องการบังคับเหนือแบบจำลองการถ่ายทอดแบบนับได้บางอย่างสูตรหลังควรได้รับการตีความภายใต้(เช่น โดยที่ตัวบ่งปริมาณทั้งหมดครอบคลุมเฉพาะ) ซึ่งในกรณีนี้จะเทียบเท่ากับนิยาม "เชิงความหมาย" ภายนอกของที่อธิบายไว้ในตอนต้นของส่วนนี้
- สำหรับสูตรใดๆจะมีทฤษฎีบทของทฤษฎีนั้น(ตัวอย่างเช่น การเชื่อมโยงของสัจพจน์จำนวนจำกัด) เช่นนั้น สำหรับแบบจำลองทรานซิทีฟที่นับได้ใดๆที่และลำดับบางส่วนใดๆ ที่สอดคล้องกับเงื่อนไขการแยก และ ตัวกรองทั่วไปใดๆเหนือ
นี่คือความหมายที่ความสัมพันธ์เชิงบังคับนั้น "สามารถกำหนดได้ใน" อย่างแท้จริง
ความสม่ำเสมอ
การอภิปรายข้างต้นสามารถสรุปได้ด้วยผลลัพธ์ความสอดคล้องพื้นฐานที่ว่า เมื่อกำหนดเซตลำดับบังคับแล้วเราอาจสันนิษฐานได้ว่ามีตัวกรองทั่วไปที่ไม่เป็นส่วนหนึ่งของเอกภพเช่นนั้น ก็เป็นเอกภพเชิงเซตที่จำลอง เช่นกันยิ่งไปกว่านั้น ความจริงทั้งหมดในอาจลดลงเหลือความจริงในที่เกี่ยวข้องกับความสัมพันธ์บังคับได้
ทั้งสองรูปแบบ ไม่ว่าจะเชื่อมโยงกับแบบจำลองการถ่ายทอดเชิงนับได้หรือจักรวาลทั้งหมดล้วนเป็นวิธีการที่ใช้กันทั่วไป ส่วนวิธีการที่พบเห็นได้น้อยกว่าคือวิธีการที่ใช้คำจำกัดความ "ภายใน" ของการบังคับ ซึ่งไม่ได้กล่าวถึงแบบจำลองเซตหรือคลาสเลย นี่คือวิธีการดั้งเดิมของโคเฮน และในการขยายความครั้งหนึ่ง วิธีนี้ได้กลายเป็นวิธีการวิเคราะห์ค่าบูลีน
โคเฮนบังคับ
โพเซตบังคับที่ไม่ธรรมดาที่ง่ายที่สุดคือซึ่งเป็นฟังก์ชันย่อยจำกัดจากไปยังภายใต้ การรวม แบบย้อนกลับกล่าวคือ เงื่อนไข นั้นโดยพื้นฐานแล้วคือเซตย่อยจำกัดสองเซตที่ไม่ทับซ้อนกันและของซึ่งถือได้ว่าเป็นส่วน "ใช่" และ "ไม่ใช่" ของโดยไม่มีข้อมูลใด ๆ เกี่ยวกับค่าที่อยู่นอกโดเมนของ" แข็งแกร่งกว่าหมายความว่ากล่าวอีกนัยหนึ่ง ส่วน "ใช่" และ "ไม่ใช่" ของเป็นซูเปอร์เซตของส่วน "ใช่" และ "ไม่ใช่" ของและในแง่นั้น จึงให้ข้อมูลมากกว่า
ให้เป็นตัวกรองทั่วไปสำหรับเซตลำดับนี้ ถ้าและอยู่ใน ทั้งคู่แล้วเป็นเงื่อนไข เพราะเป็นตัวกรอง ซึ่งหมายความว่า เป็น ฟังก์ชันบางส่วนที่นิยามไว้อย่างดีจากไปยังเพราะเงื่อนไขสองเงื่อนไขใดๆ ในจะเห็นพ้องต้องกันในโดเมนร่วมกัน
อันที่จริงแล้วเป็นฟังก์ชันสมบูรณ์ กำหนดให้ ให้แล้วเป็นเซตหนาแน่น (กำหนดให้ ใดๆถ้าไม่อยู่ในโดเมนของ ให้เพิ่มค่า เข้าไป— ผลลัพธ์จะอยู่ใน) เงื่อนไขมี อยู่ในโดเมน และเนื่องจากเราจึงพบว่าถูกกำหนดไว้
ให้ เป็นเซตของสมาชิกทั้งหมดที่ตอบว่า "ใช่" ในเงื่อนไขทั่วไป เราสามารถตั้งชื่อให้ ได้โดยตรง ให้
ทีนี้สมมติว่าในเราอ้างว่าให้
จากนั้นก็มีความหนาแน่น (กำหนดให้ ใดๆ ก็ตามหาว่า ไม่อยู่ในโดเมนของมัน และเพิ่มค่าให้กับ ซึ่งขัดแย้งกับสถานะของ " ") จากนั้นพยาน ใดๆ ก็ตาม สรุปได้ว่าเป็นเซตย่อย "ใหม่" ของซึ่งจำเป็นต้องมีอนันต์
เมื่อแทนที่ด้วยนั่นคือ พิจารณาฟังก์ชันย่อยจำกัดที่มีอินพุตอยู่ในรูปแบบโดยที่และและเอาต์พุตเป็นหรือจะได้เซตย่อยใหม่ของซึ่งทั้งหมดแตกต่างกัน โดยใช้เหตุผลความหนาแน่น: กำหนดให้ให้
ดังนั้นแต่ละเซตจึงมีความหนาแน่น และเงื่อนไขทั่วไปในนั้นพิสูจน์ได้ว่าเซตใหม่ที่α ไม่สอดคล้องกับ เซตใหม่ที่ th ในบางจุด
นี่ไม่ใช่การหักล้างสมมติฐานความต่อเนื่องอย่างสมบูรณ์ เราต้องพิสูจน์ว่าไม่มีแผนที่ใหม่ใด ๆ ที่แมปไปยังหรือไปยังตัวอย่างเช่น หากเราพิจารณาแทน ซึ่งเป็นฟังก์ชันย่อยจำกัดจากไปยังซึ่งเป็นลำดับที่นับไม่ได้ตัวแรก เราจะได้ การจับคู่ แบบหนึ่งต่อหนึ่ง จากไปยังกล่าวอีกนัยหนึ่งได้ยุบตัวลงและในส่วนขยายบังคับ เป็นลำดับที่นับได้
ขั้นตอนสุดท้ายในการแสดงให้เห็นถึงความเป็นอิสระของสมมติฐานความต่อเนื่อง คือ การแสดงให้เห็นว่าการบังคับของโคเฮนไม่ทำให้จำนวนคาร์ดินัลยุบตัวลง สำหรับเรื่องนี้ คุณสมบัติเชิงการจัดเรียงที่เพียงพอคือแอนติเชน ทั้งหมด ของโพเซตบังคับนั้นเป็นจำนวนนับได้
เงื่อนไขลูกโซ่ที่นับได้
แอนติเชน (ที่แข็งแกร่ง) ของคือเซตย่อย ที่ถ้าและแล้วและจะไม่เข้ากัน (เขียนว่า) หมายความว่าไม่มีในที่และในตัวอย่างเกี่ยวกับเซตบอเรล ความไม่เข้ากันหมายความว่ามีมาตรวัดเป็นศูนย์ ในตัวอย่างเกี่ยวกับฟังก์ชันบางส่วนจำกัด ความไม่เข้ากันหมายความว่าไม่ใช่ฟังก์ชัน กล่าวอีกนัยหนึ่งคือและกำหนดค่าที่แตกต่างกันให้กับอินพุตโดเมนบางอย่าง
กล่าวกันว่าสอดคล้องกับเงื่อนไขลูกโซ่ที่นับได้ (ccc) ถ้าทุกแอนติเชนใน นั้นสามารถนับได้ (ชื่อนี้ ซึ่งเห็นได้ชัดว่าไม่เหมาะสม เป็นคำที่หลงเหลือมาจากศัพท์เก่า นักคณิตศาสตร์บางคนเขียนว่า "cac" สำหรับ "เงื่อนไขแอนติเชนที่นับได้")
เห็นได้ชัดว่า สอดคล้องกับ เงื่อนไขสัมประสิทธิ์ความน่าจะเป็นสูงสุด (ccc) เนื่องจากผลรวมของมาตรการต่างๆ มีค่าไม่เกินนอกจากนี้ ยังสอดคล้องกับเงื่อนไขสัมประสิทธิ์ความน่าจะเป็นสูงสุด (ccc) เช่นกัน แต่การพิสูจน์นั้นซับซ้อนกว่า
กำหนดให้มีสับแฟมิลีที่นับไม่ได้ลดขนาดลงเป็นสับแฟมิลีที่นับไม่ได้ของเซตที่มีขนาดไม่เกินสำหรับบางเซต(สำหรับบางเซตนี้จะนับไม่ได้ เนื่องจากมิฉะนั้นจะเป็นการรวมกันที่นับได้ของเซตที่นับได้ ดังนั้นจึงนับได้) ถ้าสำหรับจำนวนที่นับไม่ได้ให้ลดขนาดลงเป็นสับแฟมิลีที่นับไม่ได้และทำซ้ำ จะได้เซตจำกัดและแฟมิลีที่นับไม่ได้ของเงื่อนไขที่ไม่เข้ากันที่มีขนาดโดยที่ทุก ๆอยู่ในสำหรับจำนวนที่นับได้ไม่เกินตอนนี้ เลือก ใด ๆและเลือกจากใด ๆที่ไม่ใช่หนึ่งในสมาชิกจำนวนนับได้ที่มีสมาชิกโดเมนร่วมกันกับแล้วและเข้ากันได้ ดังนั้น จึงไม่ใช่แอนติเชน กล่าวอีกนัยหนึ่ง-แอนติเชนสามารถนับได้[ 6 ]
ความสำคัญของแอนติเชนในการบังคับคือ ในกรณีส่วนใหญ่ เซตหนาแน่นและแอนติเชนสูงสุดจะเทียบเท่ากันแอนติเชนสูงสุดคือแอนติเชนที่ไม่สามารถขยายไปเป็นแอนติเชนที่ใหญ่กว่าได้ ซึ่งหมายความว่าทุกองค์ประกอบเข้ากันได้กับสมาชิกบางตัวของการมีอยู่ของแอนติเชนสูงสุดเป็นผลมาจากทฤษฎีบทของซอร์นกำหนดให้แอนติเชนสูงสุดให้
ดังนั้น จึงมีความหนาแน่น และก็ต่อเมื่อในทางกลับกัน เมื่อกำหนดเซตที่มีความหนาแน่นทฤษฎีบทของซอร์นแสดงให้เห็นว่ามีแอนติเชนสูงสุดและก็ต่อเมื่อ
สมมติว่าสอดคล้องกับ ccc กำหนดให้โดยมีฟังก์ชันใน เราสามารถประมาณค่าภายในได้ดังนี้ ให้เป็นชื่อสำหรับ(ตามนิยามของ) และให้เป็นเงื่อนไขที่บังคับให้ เป็นฟังก์ชันจากไปกำหนดฟังก์ชันโดย
โดยความสามารถในการกำหนดของการบังคับ นิยามนี้จึงสมเหตุสมผลภายในโดยความสอดคล้องของการบังคับ สิ่งที่แตกต่างกันจะต้องมาจากสิ่งที่เข้ากันไม่ได้โดย ccc นั้นสามารถนับได้
โดยสรุป ค่านั้นไม่ทราบแน่ชัดเนื่องจากขึ้นอยู่กับแต่ก็ไม่ใช่ค่าที่ไม่ทราบแน่ชัดอย่างมากสำหรับกลไกการบังคับ ccc เราสามารถระบุชุดการคาดเดาที่นับได้สำหรับค่าของที่อินพุตใดๆ โดยไม่ขึ้นอยู่กับ
สิ่งนี้มีผลลัพธ์ที่สำคัญมากดังต่อไปนี้ ถ้าในเป็นการ ส่งแบบทั่วถึงจากลำดับอนันต์หนึ่งไปยังอีก ลำดับ อนันต์หนึ่งแล้ว จะมีการส่งแบบทั่วถึงในและด้วยเหตุนี้จึงมีการส่งแบบทั่วถึงในโดยเฉพาะอย่างยิ่ง จำนวนเชิงคาร์ดินัลไม่สามารถยุบตัวได้ ข้อสรุปคือใน
อีสตันบังคับ
ค่าที่แน่นอนของความต่อเนื่องในแบบจำลองโคเฮนข้างต้น และรูปแบบต่างๆ เช่นสำหรับจำนวนเชิงคาร์ดินัลโดยทั่วไป ได้รับการคำนวณโดยโรเบิร์ต เอ็ม. โซโลเวย์ผู้ซึ่งคำนวณวิธีที่จะละเมิด( สมมติฐานความต่อเนื่องแบบทั่วไป ) สำหรับจำนวนเชิงคาร์ดินัลปกติเท่านั้น เป็นจำนวนครั้งที่จำกัด ตัวอย่างเช่น ในแบบจำลองโคเฮนข้างต้น ถ้าเป็นจริงในแล้ว ก็ จะเป็น จริง ใน
วิลเลียม บี. อีสตันได้คิดค้นรูปแบบคลาสที่เหมาะสมของการละเมิดสำหรับคาร์ดินัลปกติ โดยพื้นฐานแล้วแสดงให้เห็นว่าข้อจำกัดที่ทราบ (ความเป็นเอกรูป, ทฤษฎีบทของแคนเตอร์และทฤษฎีบทของเคอนิก ) เป็นข้อจำกัดที่พิสูจน์ได้เพียงอย่างเดียว (ดูทฤษฎีบทของอีสตัน )
งานของอีสตันมีความโดดเด่นตรงที่เกี่ยวข้องกับการใช้เงื่อนไขที่เหมาะสมกับกลุ่มของจำนวนเชิงอันดับ โดยทั่วไปแล้ว วิธีการใช้เงื่อนไขที่เหมาะสมกับกลุ่มของจำนวนเชิงอันดับนั้นไม่สามารถสร้างแบบจำลองของจำนวนเชิงอันดับได้ตัวอย่างเช่น การใช้เงื่อนไข โดยที่เป็นกลุ่มที่เหมาะสมของจำนวนเชิงอันดับทั้งหมด ทำให้จำนวนเชิงอันดับเป็นกลุ่มที่เหมาะสม ในทางกลับกัน การใช้เงื่อนไข จะ นำไปสู่การแจงนับจำนวนเชิงอันดับ ในทั้งสองกรณี ผลลัพธ์ที่ได้ นั้นเห็นได้ชัดว่าไม่ใช่แบบจำลองของ จำนวน เชิง อันดับ
ครั้งหนึ่งเคยคิดกันว่า การบังคับที่ซับซ้อนยิ่งขึ้นจะช่วยให้สามารถเปลี่ยนแปลงกำลังของจำนวนเชิงซ้อนเอกพจน์ ได้อย่างไม่จำกัด อย่างไรก็ตาม ปรากฏว่านี่เป็นปัญหาที่ยาก ซับซ้อน และน่าประหลาดใจ โดยมีข้อจำกัดเพิ่มเติมอีกหลายประการ ที่สามารถพิสูจน์ได้ ในและด้วยแบบจำลองการบังคับ ซึ่งขึ้นอยู่กับความสอดคล้องของ คุณสมบัติ จำนวนเชิงซ้อนขนาดใหญ่ ต่างๆ ยังคงมีปัญหาที่ยังไม่ได้รับ การแก้ไข อีกมากมาย
สุ่มจริง
การบังคับแบบสุ่มสามารถนิยามได้ว่าเป็นการบังคับเหนือเซตของเซตย่อยกระชับทั้งหมดของที่มีขนาดเป็นบวก โดยเรียงลำดับตามความสัมพันธ์(เซตที่เล็กกว่าในบริบทของการรวมคือเซตที่เล็กกว่าในลำดับ และแสดงถึงเงื่อนไขที่มีข้อมูลมากกว่า) มีเซตหนาแน่นที่สำคัญสองประเภท:
- สำหรับจำนวนเต็มบวกใดๆเซต ดัง กล่าวเป็นเซตหนาแน่น โดยที่คือเส้นผ่านศูนย์กลางของเซต
- สำหรับเซตย่อยบอเรลใดๆที่มีมาตรเท่ากับ 1 เซตนั้นจะหนาแน่น
สำหรับตัวกรองใดๆและคู่ขององค์ประกอบใดๆจะมีอยู่เช่นนั้นในการเรียงลำดับนี้ หมายความว่าตัวกรองใดๆ ก็ปิดภายใต้การตัดกันแบบจำกัด ดังนั้น โดยทฤษฎีบทการตัดกันของแคนเตอร์การตัดกันขององค์ประกอบทั้งหมด ในตัวกรองใดๆ จะไม่ว่างเปล่า ถ้า เป็นตัวกรองที่ตัดกับเซตหนาแน่นสำหรับจำนวนเต็มบวกใดๆตัวกรองนั้นจะมีเงื่อนไขที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางบวกที่เล็กมาก ดังนั้น การตัดกันของเงื่อนไขทั้งหมดจากมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0 แต่เซตที่ไม่ว่างเปล่าที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 0 มีเพียงเซตที่มีสมาชิกเดียว ดังนั้นจึงมีจำนวนจริงเพียงจำนวนเดียวเท่านั้นเช่นนั้น
ให้เป็นเซตบอเรลใดๆ ที่มีมาตร 1 ถ้าตัด กับแล้ว
อย่างไรก็ตาม ตัวกรองทั่วไปบนแบบจำลองทรานซิทีฟที่นับได้นั้นไม่อยู่ในจำนวนจริงที่กำหนดโดย นั้นพิสูจน์ได้ว่าไม่ใช่สมาชิกของปัญหาหนึ่งของการสร้างนี้คือ ถ้าแล้ว" เป็นเซตกระชับ" แต่จากมุมมองของเอกภพที่ใหญ่กว่านั้นอาจไม่กระชับ และจุดตัดของเงื่อนไขทั้งหมดจากตัวกรองทั่วไปอาจว่างเปล่า เพื่อแก้ไขปัญหานี้ เราพิจารณาเซตของการปิด เชิงโทโพโลยี ของเงื่อนไขจากเนื่องจากและเนื่องจากปิดภายใต้จุดตัดจำกัด ทฤษฎีบทจุดตัดของแคนเตอร์จึงใช้ได้ และจุดตัดของเซตนั้นไม่ว่างเปล่า เนื่องจากและแบบจำลองพื้นฐานสืบทอดเมตริกจากเอกภพเซต จึงมีสมาชิกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กมากตามอำเภอใจ สุดท้าย มีจำนวนจริงเพียงหนึ่งเดียวที่อยู่ในสมาชิกทั้งหมดของเซตตัวกรองทั่วไปสามารถสร้างใหม่ได้จาก เป็น
ถ้าเป็นชื่อสำหรับ(เช่น) และสำหรับถือว่า" เป็นเซตบอเรลที่มีมาตร 1" แล้วโดยคุณสมบัติความจริงของการบังคับ
สำหรับบางคนมีชื่อที่ตรงใจพวกเขา
สำหรับตัวกรองทั่วไปใดๆ ก็ตามสำหรับเรื่องนั้น
ใช้ได้กับทุกสภาวะ
เซตบอเรลทุกเซตสามารถสร้างขึ้นได้ (อย่างไม่ซ้ำกัน) โดยเริ่มจากช่วงที่มีจุดปลายจำนวนตรรกยะ และใช้การดำเนินการเติมเต็มและการรวมกันแบบนับได้ซ้ำกันเป็นจำนวนครั้งที่นับได้ บันทึกของการสร้างดังกล่าวเรียกว่ารหัสบอเรลเมื่อกำหนดเซตบอเรลในเราจะได้รหัสบอเรลกลับคืนมา จากนั้นใช้ลำดับการสร้างเดียวกันในเพื่อให้ได้เซตบอเรลสามารถพิสูจน์ได้ว่าเราได้เซตเดียวกันโดยไม่ขึ้นอยู่กับรหัสที่เลือกสำหรับและคุณสมบัติพื้นฐานยังคงอยู่ ตัวอย่างเช่น ถ้าแล้วถ้ามีมาตรเป็นศูนย์ แล้วจะมีมาตรเป็นศูนย์ การแมปนี้เป็นฟังก์ชันหนึ่งต่อหนึ่ง
สำหรับเซตใดๆที่และ" เป็นเซตบอเรลที่มีขนาด 1" จะมี
นี่หมายความว่าเป็น "ลำดับสุ่มอนันต์ของ 0 และ 1" จากมุมมองของซึ่งหมายความว่า เป็นไปตามการทดสอบทางสถิติทั้งหมดจากแบบจำลองพื้นฐาน
ดังนั้น เมื่อกำหนดจำนวนจริงสุ่มมาจำนวนหนึ่ง เราสามารถแสดงได้ว่า
เนื่องจากทั้งสองสิ่งนี้สามารถกำหนดความหมายร่วมกันได้จึงมักเขียนแทนด้วย
การตีความที่แตกต่างออกไปของจำนวนจริงใน ได้รับการเสนอโดยDana Scottจำนวนตรรกยะในมีชื่อที่สอดคล้องกับค่าตรรกยะที่แตกต่างกันจำนวนนับได้ ซึ่งกำหนดให้กับแอนติเชนสูงสุดของเซต Borel – กล่าวอีกนัยหนึ่งคือ ฟังก์ชันค่าตรรกยะบางอย่างบนจำนวนจริงในจึงสอดคล้องกับการตัดของ Dedekindของฟังก์ชันดังกล่าว นั่นคือฟังก์ชันที่วัดได้
แบบจำลองค่าบูลีน
อาจอธิบายให้ชัดเจนยิ่งขึ้นได้โดยใช้แบบจำลองค่าบูลีน ในแบบจำลองเหล่านี้ ข้อความใดๆ จะได้รับค่าความจริงจากพีชคณิตบูลีน ที่สมบูรณ์แบบ ซึ่งไม่มีอะตอม แทนที่จะเป็นเพียงค่าจริง/เท็จ จากนั้น จะเลือก ตัวกรองพิเศษในพีชคณิตบูลีนนี้ ซึ่งจะกำหนดค่าจริง/เท็จให้กับข้อความในทฤษฎีของเรา ประเด็นก็คือ ทฤษฎีที่ได้จะมีแบบจำลองที่ประกอบด้วยตัวกรองพิเศษนี้ ซึ่งสามารถเข้าใจได้ว่าเป็นแบบจำลองใหม่ที่ได้จากการขยายแบบจำลองเดิมด้วยตัวกรองพิเศษนี้ โดยการเลือกแบบจำลองค่าบูลีนอย่างเหมาะสม เราจะได้แบบจำลองที่มีคุณสมบัติที่ต้องการ ในแบบจำลองนั้น เฉพาะข้อความที่ต้องเป็นจริง (ถูก "บังคับ" ให้เป็นจริง) เท่านั้นที่จะเป็นจริงในแง่หนึ่ง (เนื่องจากมีคุณสมบัติการขยาย/ความน้อยที่สุดนี้)
คำอธิบายเชิงอภิคณิตศาสตร์
ในการพิสูจน์โดยการบังคับ เรามักจะพยายามแสดงให้เห็นว่าประโยคบางประโยคสอดคล้องกับ ( หรืออาจเป็นส่วนขยายของ) วิธีหนึ่งในการตีความข้อโต้แย้งนี้คือ การสมมติว่า นั้นสอดคล้อง แล้วพิสูจน์ว่าเมื่อรวมกับประโยค ใหม่แล้ว ก็สอดคล้องด้วยเช่นกัน
แต่ละ "เงื่อนไข" คือข้อมูลจำนวนจำกัด—แนวคิดก็คือ มีเพียงข้อมูลจำนวนจำกัดเท่านั้นที่มีความสำคัญต่อความสอดคล้อง เนื่องจากตามทฤษฎีบทความกะทัดรัดทฤษฎีจะสามารถหาคำตอบได้ก็ต่อเมื่อเซตย่อยจำนวนจำกัดทุกเซตของสัจพจน์ของทฤษฎีนั้นสามารถหาคำตอบได้ จากนั้นเราสามารถเลือกเซตอนันต์ของเงื่อนไขที่สอดคล้องกันเพื่อขยายแบบจำลองของเรา ดังนั้น เมื่อสมมติว่ามีความสอดคล้องของเราจึงพิสูจน์ความสอดคล้องของที่ขยายโดยเซตอนันต์นี้ได้
คำอธิบายเชิงตรรกะ
ตามทฤษฎีบทความไม่สมบูรณ์ข้อที่สองของเกอเดลเราไม่สามารถพิสูจน์ความสอดคล้องของทฤษฎีเชิงรูปธรรมที่แข็งแกร่งเพียงพอใดๆ เช่นโดยใช้เพียงสัจพจน์ของทฤษฎีนั้นเอง เว้นแต่ว่าทฤษฎีนั้นจะไม่สอดคล้อง ดังนั้น นักคณิตศาสตร์จึงไม่พยายามพิสูจน์ความสอดคล้องของโดยใช้เพียงสัจพจน์ของหรือพิสูจน์ว่าสอดคล้องสำหรับสมมติฐานใดๆ โดย ใช้เพียงด้วยเหตุนี้ จุดมุ่งหมายของการพิสูจน์ความสอดคล้องคือการพิสูจน์ความสอดคล้องของเทียบกับความสอดคล้องของปัญหาดังกล่าวเรียกว่าปัญหาความสอดคล้องเชิงสัมพัทธ์ซึ่งหนึ่งในนั้นพิสูจน์ได้ว่า
| ⁎ |
โครงสร้างโดยทั่วไปของการพิสูจน์ความสอดคล้องเชิงสัมพัทธ์มีดังนี้ เนื่องจากการพิสูจน์ใดๆ ก็ตามมีจำนวนจำกัด จึงใช้สัจพจน์เพียงจำนวนจำกัดเท่านั้น:
สำหรับบทพิสูจน์ใดๆ ก็ตามสามารถตรวจสอบความถูกต้องของบทพิสูจน์นั้นได้ โดยสามารถพิสูจน์ได้ด้วยการอุปมานตามความยาวของบทพิสูจน์
จากนั้นจึงแก้ไขปัญหา
โดยการพิสูจน์สิ่งต่อไปนี้
| ⁎⁎ |
จึงสามารถสรุปได้ว่า
ซึ่งเทียบเท่ากับ
ซึ่งให้ผลลัพธ์เป็น (*). แก่นสำคัญของการพิสูจน์ความสอดคล้องเชิงสัมพัทธ์คือการพิสูจน์ (**). สามารถสร้างการพิสูจน์ของ ได้สำหรับเซตย่อยจำกัดใดๆ ของสัจพจน์ (โดยใช้เครื่องมือแน่นอน) (ไม่มีการพิสูจน์สากลของแน่นอน)
ในนั้นสามารถพิสูจน์ได้ว่าสำหรับเงื่อนไขใดๆเซตของสูตร (ที่ประเมินค่าตามชื่อ) ที่ถูกบังคับโดยนั้นเป็นเซตปิดเชิงอนุมาน ยิ่งไปกว่านั้น สำหรับสัจพจน์ ใดๆ พิสูจน์ได้ว่าสัจพจน์นี้ถูกบังคับโดยดังนั้นจึงเพียงพอที่จะพิสูจน์ว่ามีเงื่อนไขอย่างน้อยหนึ่งข้อที่บังคับ
ในกรณีของการบังคับค่าบูลีน ขั้นตอนจะคล้ายกัน คือ การพิสูจน์ว่าค่าบูลีนของไม่ใช่ ค่า เท็จ
อีกแนวทางหนึ่งใช้หลักการสะท้อน สำหรับเซตของสัจพจน์จำกัดใดๆ ก็ตาม จะมีการพิสูจน์ว่าเซตของสัจพจน์นี้มีแบบจำลองการถ่ายทอดแบบนับได้ สำหรับเซตของ สัจพจน์จำกัดใดๆ ก็ตาม จะมีเซต ของ สัจพจน์ จำกัดอยู่ชุดหนึ่งที่พิสูจน์ได้ว่า ถ้าแบบจำลองการถ่ายทอดแบบนับได้สอดคล้องกับเงื่อนไขแล้ว ก็ จะสอดคล้องกับเงื่อนไข สมมติว่า สามารถแสดงได้ว่ามีเซตของสัจพจน์ จำกัดอยู่ชุดหนึ่งที่พิสูจน์ได้ ว่า ถ้าแบบจำลองการถ่ายทอดแบบนับได้สอดคล้อง กับเงื่อนไข แล้ว ก็จะสอดคล้องกับสมมติฐาน ดังนั้นสำหรับเซต ของสัจพจน์จำกัดใดๆ ก็ตามจะพิสูจน์ได้ว่า
บางครั้งใน (**) ทฤษฎีที่แข็งแกร่งกว่าจะถูกใช้เพื่อพิสูจน์จากนั้นเราจะมีหลักฐานความสอดคล้องของเมื่อเทียบกับความสอดคล้องของโปรดทราบว่าโดยที่คือ( สัจพจน์ของความสามารถในการสร้าง )
ดูเพิ่มเติม
หมายเหตุ
- ^ a b c Cohen 2008 , หน้า 111.
- ^ตัวอย่างที่เป็นรูปธรรม โปรดสังเกตว่าประเภทลำดับของลำดับทั้งหมดในเป็นลำดับที่นับได้ (ใน) ซึ่งไม่อยู่ในหากถือว่าเป็นการเรียงลำดับที่ดีของ(ในฐานะความสัมพันธ์เหนือ กล่าวคือ เซตย่อยของ) แล้วเอกภพใด ๆ ที่มีจะต้องมี ด้วยเช่นกัน(ด้วยเหตุแห่งสัจพจน์ของการแทนที่ ) [ 1 ] (เอกภพดังกล่าวจะไม่คล้ายกับในแง่ที่ว่ามันจะยุบคาร์ดินัลอนันต์ทั้งหมด ของ )
- ^ a b c โช เอนฟิลด์ 1971
- ^คูเนน 1980
- ^ที่น่าสังเกตคือ หากกำหนดโดยตรงแทนที่จะใช้จะต้องแทนที่ด้วยในกรณีที่ 4 และด้วยในกรณีที่ 5 (นอกเหนือจากการทำให้กรณีที่ 1 และ 2 ซับซ้อนขึ้น) เพื่อให้คำจำกัดความภายในนี้สอดคล้องกับคำจำกัดความภายนอก อย่างไรก็ตาม เมื่อพยายามพิสูจน์ความจริงแบบอุปนัย กรณีที่ 4 จะต้องอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าในฐานะตัวกรอง มี ทิศทางลงและกรณีที่ 5 จะล้มเหลวโดยสิ้นเชิง
- ^ Cohen 2008 , ส่วนที่ IV.8, บทพิสูจน์ย่อยที่ 2.
บรรณานุกรม
- Chow, Timothy (2008). "A Beginner's Guide to Forcing". arXiv : 0712.1320v2 [ math.LO ].
บทนำที่ดีเกี่ยวกับแนวคิดของการบังคับ (forcing) ที่หลีกเลี่ยงรายละเอียดทางเทคนิคมากมาย รวมถึงส่วนที่เกี่ยวกับแบบจำลองค่าบูลีน (Boolean-valued models)
- Cohen, Paul Joseph (ธันวาคม 1963). "ความเป็นอิสระของสมมติฐานความต่อเนื่อง" . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 50 (6): 1143– 1148. Bibcode : 1963PNAS...50.1143C . doi : 10.1073/pnas.50.6.1143 . PMC 221287 . PMID 16578557 .
- Cohen, Paul Joseph (มกราคม 1964). "ความเป็นอิสระของสมมติฐานความต่อเนื่อง, II" . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 51 (1): 105– 110. Bibcode : 1964PNAS...51..105C . doi : 10.1073/pnas.51.1.105 . PMC 300611 . PMID 16591132 .
- Cohen, Paul Joseph (2002). "การค้นพบการบังคับ" . Rocky Mountain J. Math . 32 (4): 1071– 1100. doi : 10.1216/rmjm/1181070010 .
การบรรยายทางประวัติศาสตร์เกี่ยวกับวิธีที่เขาพัฒนาการพิสูจน์ความเป็นอิสระของเขา
- Easwaran, Kenny (2007). "A Cheerful Introduction to Forcing and the Continuum Hypothesis". arXiv : 0712.2279 [ math.LO ].
บทความนี้มุ่งเป้าไปที่ผู้เริ่มต้นเช่นกัน แต่มีรายละเอียดทางเทคนิคมากกว่าChow (2008)
- กุนเธอร์, เอ็มมานูเอล; ปากาโน, มิเกล; ซานเชซ แตร์ราฟ, เปโดร; Steinberg, Matías (พฤษภาคม 2020) "การจัดรูปแบบการบังคับใน Isabelle/ZF " การเก็บถาวรหลักฐานอย่างเป็นทางการarXiv : 2001.09715 . สืบค้นเมื่อ20 สิงหาคม 2566 .
- คานาโมริ, อากิฮิโระ (2550) “กำหนดทฤษฎีจากต้นเสียงถึงโคเฮน” (PDF) .
- วีเวอร์, นิค (2014). การบังคับสำหรับนักคณิตศาสตร์ . สำนักพิมพ์เวิลด์ไซเอนซ์พับลิชชิ่ง. หน้า 153. doi : 10.1142/8962 . ISBN 978-9814566001
เขียนขึ้นสำหรับนักคณิตศาสตร์ที่ต้องการเรียนรู้กลไกพื้นฐานของการบังคับ ไม่จำเป็นต้องมีความรู้พื้นฐานด้านตรรกศาสตร์มาก่อน นอกเหนือจากความสามารถในการใช้ไวยากรณ์เชิงรูปธรรม ซึ่งนักคณิตศาสตร์ที่ได้รับการฝึกฝนมาเป็นอย่างดีควรจะทำได้โดยธรรมชาติอยู่
แล้ว - ไวส์สไตน์, เอริค ดับเบิลยู. "การบังคับ" . แมธเวิลด์ .
สรุปเนื้อหา
ข้อมูลสำคัญจากบทความ
ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ การบังคับ (คณิตศาสตร์)
ใน ทฤษฎีเซต การ บังคับ (forcing) เป็นเทคนิคหนึ่งในการพิสูจน์ ผลลัพธ์ ด้านความสอดคล้อง และ ความเป็นอิสระ โดยทั่วไปแล้ว การบังคับสามารถคิดได้ว่าเป็นเทคนิคในการขยาย ขอบเขต...
ปรีชา
โดยทั่วไปแล้ว การบังคับจะใช้เพื่อสร้างเอกภพที่ขยายใหญ่ขึ้นซึ่งตรงตามคุณสมบัติที่ต้องการ ตัวอย่างเช่น เอกภพที่ขยายใหญ่ขึ้นอาจมีจำนวนจริงใหม่ๆ จำนวนมาก (อย่างน้อยก็บางส่วน) ซึ่งระบุว่าเป็น เซตย่อย ของเซตของจำนวนธรรมชาติ ที่ไม่มีอยู่ในเอกภพเดิม...
บทบาทของแบบจำลอง
เพื่อให้แนวทางข้างต้นทำงานได้อย่างราบรื่นจะต้องมี แบบจำลองการถ่ายทอดมาตรฐาน ในเพื่อให้สามารถจัดการกับการเป็นสมาชิกและแนวคิดพื้นฐานอื่นๆ ได้อย่างเป็นธรรมชาติทั้งในและแบบจำลองการถ่ายทอดมาตรฐานสามารถได้มาจากแบบจำลองมาตรฐานใดๆ ผ่าน ทฤษฎีบทการยุบตัวของ Mostowski...
เงื่อนไขบังคับและโพเซตบังคับ
เงื่อนไขบังคับแต่ละข้อสามารถพิจารณาได้ว่าเป็นข้อมูล จำนวนจำกัด เกี่ยวกับวัตถุ ที่เชื่อมโยงกับแบบจำลอง มีหลายวิธีในการให้ข้อมูลเกี่ยวกับวัตถุ ซึ่งก่อให้เกิด แนวคิดบังคับ ที่แตกต่างกัน...