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连续统假设 编辑
1874年格奥尔格·康托尔猜测在可列集基数和实数基数之间没有别的基数,这就是著名的连续统假设。它又被称为希尔伯特第一问题,在1900年第二届国际数学家大会上,大卫·希尔伯特把康托尔的连续统假设列入20世纪有待解决的23个重要数学问题之首。1938年哥德尔证明了连续统假设和世界公认的ZFC公理系统不矛盾。1963年美国数学家保罗·寇恩证明连续假设和ZFC公理系统是彼此独立的。因此,连续统假设不能在ZFC公理系统内证明其正确性与否。
中文名:连续统假设
外文名:continuum hypothesis
提出者:格奥尔格·康托尔
提出时间:1874年
关键字:ZFC公理系统、可列集基数
应用学科:数学
见载刊物:《数学名词》 科学出版社
公布时间:1993年
定义:数学上关于连续统势的假设
2000多年来,人们一直认为任意两个无穷集都一样大。直到1891年,G.康托尔证明:任何一个集合的幂集(即它的一切子集构成的集合)的势都大于这个集合的势,人们才认识到无穷集合也可以比较大小。
自然数集是最小的无穷集合,自然数集的势记作阿列夫零。康托尔证明连续统势等于自然数集的幂集的势。是否存在一个无穷集合,它的势比自然数集的势大,比连续统势小?这个问题被称为连续统问题。
康托尔猜想这个问题的解答是否定的,即连续统势是比自然数集的势大的势中最小的一个无穷势,记作C1;自然数集的势记作C0。这个猜想就称为连续统假设。
康托尔证明连续统的基数等于自然数集幂集的基数,并把它记作2^ℵ0(其中ℵ0读作阿列夫零)。康托尔还把无穷基数按照从小到大的次序排列为ℵ0,ℵ1,…ℵa……其中a为任意序数,康托尔猜想,2^ℵ0=ℵ1。这就是著名的连续统假设(简记CH)。一般来说,对任意序数a,断定2^ℵa=ℵ(a+1)成立,就称为广义连续统假设(简记GCH)。在ZF中,CH和选择公理(简记AC)是互相独立的,但是由GCH可以推出AC。ZF加上可构造性公理(简记V=L)就可以推出GCH,当然也能推出CH和AC。
CH与GCH都独立于ZFC,不过Sierpiński证明了ZF+GCH可以推导出选择公理,换句话说,不存在ZF+GCH但AC不成立的公设系统。
任何的无限集合A和B,假如存在一个由A到B的单射,那就存在一个由A的子集到B的子集的单射。因此对于任何有限的序数A和B,
假如A和B是有限集合,那我们可以得到更强的不等式:
GCH意味着这个严格的不等式对无限序数和有限序数都成立。
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