Domanda:
Quali furono le prime conseguenze "spiacevoli" dell'assioma della scelta (e la sua negazione) da dedurre?
Nick
2016-10-20 23:09:52 UTC
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Ho letto che Zermelo formulò AC nel 1904 per provare formalmente il teorema del buon ordinamento.

La dimostrazione di Vitali del 1905 dell'esistenza di un insieme non misurabile di numeri reali appare al primo "spiacevole "Conseguenza di AC comunemente citata. D : È questo il primo esempio del genere?

Ricordo anche di aver letto che qualcuno ha scritto un intero libro sulle spiacevoli conseguenze sia di AC che di $ \ lnon $ AC. D : Qual è il primo esempio ottenuto di una spiacevole conseguenza di $ \ lnot $ AC e qual è il libro di cui non ricordo il nome e l'autore?

Forse Gregory Moore, [Zermelo's Axiom of Choice: Its Origins, Development, and Influence] (https://books.google.it/books?id=kJrhBwAAQBAJ&pg=PR3) (1982, anche ristampa Dover).
Secondo Moore (pagina 185) "nel 1914 apparve quella che sembrava essere una prova inconfutabile contro l'assioma [della scelta]: [il paradosso di Hausdorff] (https://en.wikipedia.org/wiki/Hausdorff_paradox)".
@MauroALLEGRANZA Grazie per il riferimento. Il libro di Moore sembra interessante e non è costoso ($ 28 su amazon.ca e probabilmente più economico su eBay). Potrei fare un tentativo dato che è un argomento molto interessante con una storia apparentemente interessante. Il libro che ricordo era specificamente dedicato ai risultati dedotti da AC e non (AC). Attualmente sto lottando per leggere il testo di Jech "The Axiom of Choice", ma attualmente mi manca una base sufficiente nella teoria degli insiemi per comprenderne appieno il contenuto.
Howard & Rubin, [Consequences of the Axiom of Choice] (http://www.math.purdue.edu/~hrubin/JeanRubin/Papers/conseq.html) o Horst Herrlich, [Axiom of Choice] (https: // books.google.it/books?id=_0cDCAAAQBAJ&pg=PR12)?
@MauroALLEGRANZA Entrambi questi testi sono buoni candidati, in particolare quello di Herrlich, le cui sezioni principali sono intitolate "Disastri con scelta", "Disastri senza scelta" e "Disastri in entrambi i casi". Grazie ancora per il tuo aiuto. Si è tentati di provare Herrlich, ma penso che al mio livello attuale il racconto di Moore basato sulla storia potrebbe essere più adatto.
Una risposta:
Conifold
2016-10-21 02:56:35 UTC
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La costruzione di Vitali è probabilmente il primo esempio "spiacevole" in senso moderno, ma un buon ordinamento del continuum era abbastanza spiacevole per alcuni al tempo della dimostrazione di Zermelo nel 1904. Accettando che il continuum può essere dissociato in punti (contra Aristotele) è stato recente e abbastanza duro, che potrebbe essere una credulità tesa ben ordinata ulteriormente. Borel e Lebesgue lo hanno respinto subito e Poincaré ha apertamente deriso l'idea, Peirce e Weyl hanno rifiutato anche che il continuum sia un set. Il topos di Grothendieck probabilmente si adatterebbe meglio a ciò che avevano in mente rispetto a un set, ma è interessante che non è stato dimostrato fino al 1975 che AC implica la legge del centro escluso, e quindi è automaticamente escluso per gli intuizionisti. A Peano l'assioma stesso della scelta sembrava un principio spiacevole, da non ammettere. È interessante notare che Poincaré accettò lo stesso assioma della scelta, ma rifiutò la prova di Zermelo sulla base dell ' "impredicatività" del buon ordine, un aspetto autoreferenziale nella sua definizione. Lo stesso problema in precedenza ha portato Russell a sviluppare la teoria dei tipi. La risposta di Zermelo (a entrambi) fu che senza impredicatività anche molte costruzioni classiche (come il limite minimo superiore) cadono a pezzi.

Il primo compendio di assiomi di scelta zoo delle patologie è forse il lungo articolo di Sierpinski del 1918 in francese L'axiome de M. Zermelo et son róle dans la théorie des ensembles et l'analyse [Bulletin international de l'Académie des Sciences de Cracovie, Classe des sciences mathématiques et naturelles, Séie A, Sciences mathématiques, année 1918, pp. 97-152.] Non credo che sia stato tradotto in inglese, ma ha iniziato l'impresa di vagliare i teoremi matematici classici per determinare se oppure no dipendono da AC, e cercano curiosità che ne derivano o la sua negazione (Sierpinski ha anche fatto un lavoro simile per l'ipotesi del continuum). I matematici polacchi hanno lavorato molto in queste direzioni nel 1918-1940, il che si riflette nei numeri cardinali e ordinali di Sierpinski. In particolare, ne è venuto fuori il paradosso Banach-Tarski, sebbene fosse una drammatizzazione del precedente di Hausdorff del 1914. Un altro libro non ancora menzionato è Rubin-Rubin's Equivalents of the Axiom of Choice. La Early History of the Axiom of Choice di Medvedev contiene molto materiale iniziale con la traccia di ciò che dipende e non dipende da AC, ma ancora una volta non è tradotto in inglese. Il libro di Moore è forse il più accessibile.

Per quanto riguarda la negazione di AC, Sierpinski ha sottolineato nel 1918 che la misurabilità dell'unione numerabile di insiemi misurabili dipende da AC (numerabile). Questo è stato un bel complemento a Vitali, gli insiemi non misurabili possono essere spiacevoli ma senza AC non ci sarà affatto la teoria della misura di Lebesgue. Ma già la dimostrazione di Zermelo ha mostrato che AC è equivalente alla buona ordinabilità di tutti gli insiemi, quindi senza di essa le cardinalità sarebbero gettate nel "caos". Che ogni cardinalità sia un alef (e in ogni caso quel continuum lo è) era la convinzione a lungo termine di Cantor. Non ha esitato neppure quando König al Congresso Internazionale dei Matematici del 1904, davanti a Cantor, ha presentato la sua prova che il continuum non poteva essere ben ordinato. Cantor era sicuro che ci doveva essere stato un errore, lì per lì. Hausdorff e Zermelo si resero presto conto che König non aveva commesso errori, ma c'era una sottile lacuna nella dimostrazione del lemma di Bernstein usata da König. Quindi per Cantor non-AC sarebbe stato piuttosto spiacevole. L'occhio di chi guarda ...

La tua risposta mi ha decisamente ispirato a proseguire la storia apparentemente ricca e colorata di AC e penso che il recente libro "più accessibile" di Moore sarà un buon punto di partenza per me. Posso fare una semplice domanda tecnica? Usi la parola "costruzione" per descrivere la prova di Vitali, così fa Jech. Eppure è davvero una prova costruttiva. Lo chiedo perché Vitali applica AC per ottenere una funzione di scelta sulle classi di equivalenza, senza indicare esplicitamente un metodo di scelta. È quindi semplicemente un caso di "dato AC" che possiamo "costruire" un insieme non misurabile? Probabilmente una domanda stupida!
Pensando al mio commento precedente, sembra essere una domanda stupida. Ovviamente Vitali sta dimostrando che la non misurabilità è una conseguenza di AC, quindi dovrà invocare AC piuttosto che aggirarlo tramite una funzione di scelta esplicita.
@NickR Per niente stupido. Hai ragione, in ZFC l'uso di AC è quasi la definizione di non costruttivo. Persino le prove di pura esistenza che utilizzano il mezzo escluso, che sono anche tecnicamente non costruttive, intuitivamente non sono affatto vicine nell'effimero a qualsiasi cosa toccata da AC (innumerevoli), come gli insiemi di Vitali. Jech e altri usano "costruzione" in questo caso in modo matematicamente colloquiale piuttosto che filosofico: una serie di passaggi che forniscono l'esistenza di oggetti ricercati, anche se alcuni passaggi sono semplicemente postulati per funzionare piuttosto che "costruiti", cfr. ultrapower "costruzione" di hyperreals.
Commento modificato, per riflettere la modifica: sebbene Banach non appartenesse alla scuola di Varsavia, ma alla scuola di Lvov, che aveva interessi un po 'diversi, ha lavorato su alcuni problemi nella teoria della misura e ha fatto riferimento allo "Zermelo Axiom" e Hausdorff paradosso anche prima del suo lavoro con Tarski, ad esempio qui: Sur le probléme de la mesure, Fundamenta Mathematicae 4, 1923, s. 7-33, kielich.amu.edu.pl/Stefan_Banach/pdf/oeuvres1/08.pdf He credits Stanislaw Ruziewicz, ex studente di Sierpinski e professore a Lvov come sua ispirazione.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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