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【评定组】世界基数与不可达基数

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众所周知,最小的世界基数拥有ω共尾,直观上来说,我们应该可以在宇宙中找到一些元素组成一个ω长序列,从而见证Vk不是ZFC的模型,但事实却是Vk的确是ZFC的模型——这是如何可能的?
首先证明最小的世界基数确实是ω共尾(ZFC):
1.假设存在一个不可达基数,记为k,显然有Vk⊨ZFC
2.固定一个对ZFC公理的枚举{ϕn ∣ n∈ω}
3.定义一个k^ω中的序数序列〈αn:n∈ω〉使α0=ω
αi+1是最小的大于αi的序数,使得任意x1,x2,x3...xn∈Vαi,若(Vk,∈)满足存在v,φ(x1,x2,x3...xn),则存在x∈Vαi+1,使得(Vk,∈)满足φ(x,x1,x2,x3...xn),取集合{αn:n∈ω}的上确界(记为α),根据塔斯基判据
【任意y1,y2,y3...yn∈Vα,若(Vk,∈)满足存在v0,φ(y1,y2,y3...yn),则(Vα,∈)也满足
则(Vα,∈)≺(Vk,∈)】
推出Vα是Vk的初等子模型,则Vα也是ZFC的模型,α为世界基数且拥有ω共尾
则最小的世界基数不是不可达基数,且对于任意共尾大于ω的世界基数,以上的证明依然有效。
而最小世界基数必然是ω共尾的原因也正是如此,考虑到世界基数的共尾{αn:αn为Σn正确基数,n∈ω}
任意给定的n,zfc都能证明存在Σn正确基数,而在宇宙之外,我们看到zfc实际上证明了对于任意(内理论中的)自然数,Σn正确基数存在
现在考虑一个集族(序列){xn},指标集为ω,集族中的元素为最小的Σn正确基数
可以知道,这样的序列,其上确界不在Vk中,否则,将存在α<k,使得α也是世界基数。这也是非正则世界基数的Vk不是格罗滕迪克宇宙的原因:格罗滕迪克宇宙确保了宇宙内的所有序列都在它之中封闭——即使是那些不可定义的序列。
那么,我们进一步地问,最小世界基数和最小不可达基数之间的差距有多大?或者说,最小共尾为ω1的世界基数与最小的世界基数差距有多大?
首先:如上文所述,若k为世界基数,那么我们从外面可以看到对于任意Vk中的自然数n,Σn-正确基数构成了一个包含无界闭类的序数类,取Cn为Σn正确基数类包含的无界闭类
对k进行进一步强化,我们就要保证Cn收集的无穷交不为空,考虑这样的最弱强化,使k下Σn-正确基数的无界闭集的无穷交中有一个元素,容易看出,这个元素(记为a)不仅是世界基数,而且满足Va≺Vk
,即一个其下有一个正确基数的世界基数,这样的基数称为理型界基数。通过简单的反射论证,可以证明这样的k是第k个世界基数,第k个超世界基数等等,以至于具有任何可能的世界秩(k+世界基数)。我们甚至可以仿照上面的证明,将ZFC替换为(Vk,∈)满足的一阶理论,甚至于Vk上的<k阶理论,然后在k下找到一个x,使得Vx满足同样的理论:
【定理:b是Σ2理型界基数(存在一个作为Σ2-正确基数的世界基数),k为其投影界秩,则Vk与Vb满足相同的α<k阶理论
证明:Vk满足α阶理论,取决于结构M=(Vk,Vk+1,...,Vk+α),显然M∈Vb,则Vb总能看到Vk满足的任意α阶理论T,则Vb满足“存在x,Vx满足T”——这是一个Σ2性质,则Vk也满足“存在x,Vx满足T”,并且由于Vb见证了以k为参数的Σ2命题,可以得到满足相同α阶理论的x在k下任意大,甚至于这样的x可以是Σn正确基数】
如果无穷交中的元素有两个,那么我们将得到其下有两个正确基数的世界基数,以此类推,如果无穷交的结果依然是无界闭集,我们就得到了一个ZFC+存在无界多异世界基数的模型。而即使如此,我们距离最小的共尾为ω1的世界基数依然很远。更进一步的强化需要对无界闭集中的元素也做出规定:例如使得Cn集的无穷交不仅含有元素,而且其中有一个元素同样满足Cn集的无穷交非空,我们就得到了一个正确基数的双重链:Vk’≺Vk’’≺Vk,而对于共尾为ω1的世界基数,根据无界闭集的定义,若α的共尾γ大于ω,则对任意β<γ,β长的无界闭序列的β-任意交也是无界闭集,我们可以得到一条ω1长的嵌入链:Vk0≺Vk1≺Vk2...,使得Vk是其之并(例如取Σn正确基数类的无界序列之外,还取它们交得的那个无界闭集,再取它们交的交的无界闭集...)
通过简单的论证,我们同样知道,若k是不可达基数,定义Vk上的偏序关系≺,对任意a,b<k,a≺b当且仅当a∈b且Va≺Vb,则(Vk,≺)的最大良序链长为k


IP属地:北京来自Android客户端1楼2024-02-19 16:13回复
    大猫猫抱抱


    IP属地:浙江来自Android客户端2楼2024-02-19 16:29
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      2025-08-31 11:26:47
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      IP属地:山东来自Android客户端3楼2024-02-19 17:00
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        插眼


        IP属地:江西来自Android客户端4楼2024-02-19 17:06
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          必须支持😁


          IP属地:内蒙古来自Android客户端6楼2024-02-19 18:04
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            分成好几段来发说不定有几个人瞅两眼,发在一楼必没人看


            IP属地:湖北来自Android客户端7楼2024-02-19 18:14
            收起回复


              IP属地:山东来自Android客户端8楼2024-02-19 19:05
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                IP属地:四川来自Android客户端10楼2024-02-19 20:29
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                  2025-08-31 11:20:47
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                  大佬牛皮


                  IP属地:河南来自Android客户端11楼2024-02-19 20:49
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                    +3


                    IP属地:江苏来自Android客户端12楼2024-02-19 21:02
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                      分成好几段来发说不定有几个人瞅两眼,发在一楼必没人看


                      IP属地:浙江来自Android客户端13楼2024-02-19 22:45
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                        太长了


                        IP属地:山东来自Android客户端14楼2024-02-20 02:06
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                          最小的世界基数也比不可达基数大吧


                          IP属地:江苏来自Android客户端15楼2024-02-20 15:37
                          收起回复
                            太长了


                            IP属地:江苏来自Android客户端16楼2024-02-20 15:39
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