可容许序数 (Admissible ordinal)

定义与基本概念

为了理解可容许序数,首先需要了解几个关键概念:

  • 序数: 序数是良序集合的序类型。它们代表了集合的“大小”和“位置”。
  • Lα: 这是由序数α索引的累积层次,代表了在集合论宇宙中通过累积构造得到的集合。
  • Kripke-Platek公理 (KP): 这是集合论的一组公理,Kripke-Platek集合论是ZF集合论的一个弱化版本,移除了无穷公理和幂集公理。
  • 可容许集合:一个传递集合M被称为可容许集合,如果它满足Kripke-Platek公理。

因此,可容许序数本质上是“在Lα中,集合论的结构是良好构建的”的序数。

性质

可容许序数具有许多重要的性质。其中一些包括:

  • 可容许序数总是极限序数,这意味着它们不能是后继序数。
  • 如果α是可容许序数,那么Lα是一个传递集合,并且满足Kripke-Platek公理。
  • 可容许序数的集合是无界的,这意味着对于任何序数,总存在一个比它更大的可容许序数。
  • 可容许序数与递归论密切相关。例如,对于任何递归可枚举的集合,都有一个可容许序数,该集合在Lα中是可定义的。

例子

一些可容许序数的例子包括:

  • ω,自然数的序数,是第一个可容许序数。
  • ω1,第一个不可数序数,也是可容许序数。
  • ω2,第二个不可数序数,通常不是可容许的。
  • 第一个大于ω的传递闭包的极限序数也是可容许的。

应用

可容许序数在集合论和相关的数学分支中有着广泛的应用。它们被用来研究模型的结构,确定集合论命题的证明复杂性,以及构建各种数学结构。

例如,在证明论中,可容许序数被用来为形式系统提供序数,这些序数可以用来测量证明的“复杂性”。在递归论中,可容许序数与递归结构和可计算性相关。在模型论中,它们被用来研究集合论模型的结构。

结论

可容许序数是集合论中一个重要的概念,它们为研究集合论的结构和性质提供了有力的工具。 它们与递归论和模型论有着紧密的联系,并在这些领域中发挥着关键作用。 了解可容许序数对于深入理解集合论的底层原理至关重要。

参考资料