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逻辑论文

数学使徒(MathematicalApostle)

注意:本章为(Ω-逻辑)数学论文,共分(1/2)章节!

摘要在[12]中,Hugh Woodin介绍了Ω-逻辑,一种方法集合宇宙中的真理,灵感来自最近在大基数中的工作。对Ω-逻辑出现在[13,14,1,15,16,17]中。在这个本文给出了关于Ω-逻辑,相对到已发表的文献,导致Ω-逻辑和Ω-猜想。

介绍

现代集合论中的一个结果族,称为绝对性结果,表明某些大基数的存在意味着真理强制不能改变某些句子的值1.另一个家庭结果表明,大基数意味着某些可定义的实数集满足某些正则性性质,这反过来意味着满足其他大型基数性质的模型。第一种类型的结果提出一种逻辑,在这种逻辑中,如果语句在每个强制扩展。经过一些技术修改,这是Woodin的Ω-逻辑,最早出现在[12]中。第二种类型的结果表明在Ω-思维方式Woodin提出了这样一个表征success被称为Ω-猜想关于Ω-思维方式以及Ω-猜想已经发表[1,13,14,15,16,17]。给我们简要讨论的技术背景Ω-逻辑,并证明这方面的基本定理。本文假定了集合论的基本知识,包括可构造性和强迫性。所有未定义的概念都可以在[4]中找到。

1.1.准备工作

给定V中的一个完整布尔代数B,我们可以通过对序数类on的递归来定义布尔值模型V B:

V0B=∅VλB=[β<λ VβB,如果λ是极限序数VαB+1={f:X→ B|X⊆VαB},然后,V B=Sα∈在VαB上。V B的元素被称为B名称。每一个V的元素x有一个标准的B名称x,归纳定义为:∅=∅,和x:{y:y∈x}→ {1B}。

对于每个x∈VB,设ρ(x)=min{α∈On|x∈VαB+1} ,中x的秩V B。

给定参数为VB的集合论语言的一个公式,如果其布尔值为1B。,V B²

iff[[ξ]]B=1B,

其中[[·]]B由对(ρ(x),ρ(y))上的归纳定义,在正则序数对的良好排序以及公式的复杂性(参见[4])。

VB可以被认为是通过迭代B值幂集而构造的活动模由[[x=y]]B=1给出的等价关系,VαB为精确地说,在布尔值模型VB的意义上的Vα(参见[4]):

1.1号提案。对于每个序数α和每个完全布尔代数B、 VαB lect(Vα)V B

即对于每个x∈VB,(y∈VαB[[x=y]]B=1)iff[[x∈Vα]]B=1B。

推论1.2。对于每个序数α和每个完全布尔代数B,VαB²ξiff V B²“VᲓ。

符号:

i) 如果P是偏序,那么我们写V对于V B,其中B=r.o.(P)是P的正则开完备(参见[4])。

ii)给定M是集合论的模型,我们将为(Vα)M和MαB写Mα对于(VαB)M=(Vα)MB。

iii)Sent表示的是集合论。

iv)在集合论语言中,TŞ{ξ}将始终是一组句子,通常扩展ZF C。

v) 我们将为可数传递∈-模型写c.t.m。

vi)我们将为完全布尔代数编写c.B.a。

vii)对于A⊆R,我们将L(A,R)写成L({A}ŞR),最小的传递性ZF的模型,包含所有序数、A和所有实数。

像往常一样,实数将是Baire空间的一个元素N=(ωω,τ),

其中τ是乘积拓扑,离散拓扑在ω上。因此实数的集合R是从ω到ω的所有函数的集合。自始至终在这篇论文中,我们经常用一般滤波器来代替布尔值滤波器模型。每一种谈话方式都可以在另一种方式中被常规地重新解释。

设P是一个强迫概念。我们说*x是实数的一个简单P名称数字,如果:

i) *x的元素具有以下形式((n,m),p),其中p∈p和n,m∈ω,使得p°p

▪x(n) =m。

ii)对于所有n∈ω,{p∈p|∃m使得(

(n,m),p)∈

▪x}是最大值P。

对于任何强迫概念P和对于实数的所有P-名称τ,存在一个简单的P-名称*x,使得°Pτ=*x。因此,任何P-通用滤波器用同样的方法解释这两个名字。

设WF:={x∈ωω|Ex是成立的},其中给定x∈Ωω,Ex:={(n,m)∈ω×ω|x(Γω和ω之间。回想一下W F是一个完全的π1

1.设置(请参见[4])。

设T是一个理论,其模型自然包含Peano的子模型N算术T的模型M是ω-模型,如果NM是标准的,即同构于ω。在这种情况下,我们自然地用它的同构来识别M复制M0,其中NM0为ω。

Woodin在20世纪80年代推出的“固定塔强制”将用来证明关于Ω-逻辑:

定义1.3。(参见[6])(固定塔强制)

i) 一套δ=∅是平稳的,如果对于任何函数F:[Şa]<ω→ ∪a、 那里存在b∈a使得F“[b]<ω⊆b。

ii)给定一个强不可访问基数κ,我们定义了平稳Tower Forcing概念:其条件集κ={a∈Vκ:a是平稳的},并且该顺序由以下定义:

a≤b iffŞb⊆õa和{ZŞ(Şb)|Z∈a}\8838b。

事实1.4。给定γ<δ是强不可及的,a=Pω1(Vγ)∈P<δ。

证明:给定F:[Vγ]

<ω→ Vγ,设x∈[Vγ]

<ω,并设:

A0=x,An+1=AnŞ{F(y):y∈[An]<ω}

设b=S n∈ωAn。因此,b∈Pω1(Vγ)和F“[b]

<ω⊆b。

回想一下Woodin基数的大基数概念:

定义1.5。([10])基数δ是Woodin基数,如果对于每个函数

f:δ→ δ存在κ<δ与f“κ⊆κ,并且存在一个初等嵌入

j:V→ M具有临界点κ,使得Vj(f)(κ)⊆M。

定理1.6。(参见[6])假设δ是Woodin基数,并且G⊆

P<δ是一个V型一般滤波器。那么在V[G]中存在一个初等嵌入

j:V→ M、 M传递,使得V[G]²M<δ⊆M和j(δ)=δ。

此外,对于所有的a∈P<δ,a∈G iff j“Şa∈j(a)。

1.2.²的定义Ω 以及在强迫下的不变性。

定义1.7。([17])对于TŞ{ξ}⊆Sent,设T²Ω ⏴

如果对于所有c.B.a.B,以及对于所有序数α,如果VαB|=T,则VαB|=ξ。

如果T²Ω 我们说ΩT-有效,或者说Ω-从T开始有效。

观察关系的复杂性T²Ω Γ至多为π2。的确

T²Ω ξiff

(B a c.B.a.∧α∈On→ (VαB²T→ VαB²

显示的公式是π2,因为作为c.B.a.是π1,类函数α7→ VαB是∆2可定义的(即∑2和π2都可定义),其中B是参数

显然,如果T²ξ,则T²Ω ▪。然而,请注意,相反的情况并非如此

是的。事实上,我们可以很容易地找到ΩZF C-不可判定的有效句子

在ZF C的一阶逻辑中,即句子ξ使得ZF Cb平方米和ZF Cb平方米。例如,CON(ZF C):对于所有的α∈On和所有的C.B.a。

B、 如果VαB²ZF C,那么由于VαB是ZF C的标准模型,我们有VαB²CON(ZF-C)。

在大基数下,关系²Ω 在强制扩展下是绝对的:

定理1.8。([17])假设存在一个适当的Woodin类

大基数。如果TŞ{ξ}⊆Sent,则对于每个强迫概念P,

T²Ω ξiff V P²“T²Ω “

证明:⇒) 设P是一个偏序集。认为β,

▪Q∈V P使得V P²“V

▪βQ²T”。根据推论1.2,V P*

▪Q²“Vβ²T”。根据假设,V P*

▪Q²“Vβ²ξ”,

因此V P²“V

▪βQ²“。⇐) 假设V P²“T²Ω “。设Q是一个强迫概念,且α∈On。

设Vα,

设δ>κ,α为Woodin基数。允许a={X|X≺Hκ+和X可数}。

注意,根据事实1.4,a∈PV[G]<δ.让PV[G]<δ

(a) 是强制PV[G]<δ限于a。

设I⊆PV[G]<δ

(a) 是一个V[G]-通用滤波器。在V[G][I]中存在一个初等嵌入j:V[G]→ M具有M传递性,使得:

i) V[G][i]²M<δ⊆M,

ii)(Hκ+)V

在M中是可数的,并且j(α)<δ。(参见[6]。)

P∈M,且V中P的稠密子集集是M中的可数集,因此M存在一个V-一般滤波器J⊆P。然后V〔J〕𕥄V〔G〕〔I〕

偏序集S∈V[J],存在一个V[J]-泛型K⊆S使得V[G][I]=V[J][K]。

由于假设VαQ²T,VαV[G]²T,则

(Vj(α))M = (Vj(α))V [G][I] = (Vj(α))V [J][K] ² T.

由于V P²“T²Ω ξ”,(Vj(α))V[J][K]²。因此(Vj(α))M²

VαV[G]²。因此,VαQ|=ξ。

1.3.²的一些性质Ω.

引理1.9。对于每一个递归可枚举(r.e.)集TŞ{ξ}⊆Sent,

以下是等效的:

i) T²Ω ▪。

ii)∅²Ω “T²Ω “。

(注意,由于T是r.e.,“T²Ω 在Sent中可以写成一句话。

因此,ii)是有道理的。)

证明:i)⇒ ii)设α∈On和B为c.B.a。设β<α

▪Q是c.B.a。

在VαB中,使得VαB²“V

▪βQ²T”。然后V B*

▪βQ²T.由i),V B*

▪βQ²和因此VαB²“V

▪βQ²“。

ii)⇒ i) 假设α∈On,B是c.B.a,VαB|=T。固定β>α,βa极限序数。由于T是r.e.,如果VβB|=“ψ∈T”,则ψ∈T,因此

VαB|=ψ。因此,VβB|=“Vα|=T“。

通过ii),VβB|=“T|=Ω “。因此VβB|=“Vα|=Ω “,我们得到VαB|=。

备注1.10。假设ZF C是一致的。此外,对于iv),假设VαB|=ZF C与ZF C一致,对于一些序数α和一些c.B.a.B.然后,

i) 如果对传递集来说,Γ是绝对的,那么ZF C`(Γ→ ∅ ²Ω ξ)。

ii)对于一些Γ∈Sent,ZF C δ`(Γ→ (∅²Ω ξ))。

iii)对于一些Γ∈Sent,ZF Cδ`((ZF C²Ω ξ)→ ξ)。

iv)对于一些Γ∈Sent,ZF Cδ`((ZF C²Ω “ZF C²Ω ξ”)→ (ZF C²Ω

ξ))。

证据:i)是明确的。ii)适用于可以强制为true和false,例如CH。

iii)设ξ=“∃β(Vβ²ZF C)”。设M是ZF C的一个模型α和M中的每个B,MαB6|=ZF C(称这种情况为1),则M²“ZF C²Ω“+”。否则,设β最小,使得MβB|=ZF C,对于一些B。

则MβB是ZF C的一个模型,称之为N,并且具有对于α和每一个c.B.a.c,NαC6|=ZF c。所以,我们回到情况1。

iv)考虑以下句子:ξ=“βγ(β<γ∧Vβ²ZF C∧Vγ²ZF C)”。

设M是ZF C的一个模型,使得M|=αB(VαB|=ZF C)。如果每α和每个c.B.a.B,MαB6|=ξ(称为情况1),则M²(ZF c²Ω“ZF C²Ω ξ“)+(ZF C²Ω ξ)。

如果对于一些α和B,MαB|=ξ,则设γ是最小序数,使得MγB²ZF C+β(VβB²zfc)。设N为MγB。则N具有属性对于每一个α和每一个C,NαC6|=ξ,所以我们回到情况1。

定理1.11(²的非紧性Ω). 存在TÜ{⏴}⊆发送为T²Ω 但是对于所有有限的S⊆T,S2Ω ▪。

证明:设ξ0为断言句子:存在最大极限序数。

对于每个n∈ω,n>0,设ξn是断言的句子:如果α是最大的

极限序数,则α+n存在。

最后,设ξ为断言的句子:每个序数都有一个后继词。

设T={ξn:n∈ω}。

然后,T|=Ω ▪。但是如果S⊆T是有限的,那么S 6|=Ω ▪。

通过更多的工作,我们可以证明²的紧致度Ω 也失败

T=ZF C.事实上,回想一下,通过G模型的对角化,对于每个公式

ψ(x),其中x是唯一的自由变量,并且范围在自然数上

是句子ξ使得ZF C`(ξ↔ ψ(pξq)),其中pΓq是项

表示Γ的G模型代码。

定理1.12。如果ZF C是一致的,那么有一个句子

ZF C²Ω 但是对于所有有限的S⊆ZF C,S2Ω ▪。

证明:设ψ(x)为公式:

xG模型编码一个句子ξx∧S(S是ZF C的有限子集→ S 2Ω ξx)通过G模型的对角化,存在一个句子ξ使得ZFC`(ξ↔ψ(pξq))。设T⊆ZF C是有限的,使得T`(ξ↔ ψ(pξq))。设θ为T的句子集的连词。那么,∅`θ→ (↔ ψ(pξq))。

宣称ZF C²Ω ▪。

索赔证明:假设不是。选取α和B,使VαB²ZF C+。所以存在S∈VαB ZF C的有限句子集,使得VαB²“S²Ω “。

由于VαB²ZF C,通过反射,设β<α,使得VβB²S+。但自从VαB²“S²Ω “,和VβB²S,我们得到了VβBµ,一个矛盾。

宣称如果S⊆ZF C是有限的,则S2Ω ▪。

索赔证明:假设存在S⊆ZF C有限,使得S²Ω ▪。通过

引理1.9,∅²Ω “S²Ω “。设B为c.B.a.由于ZF c`θ+S和V B² ZF C,通过反射,设α为VαB²θ+S。由于∅²Ω “S²Ω ξ”,

VαB²“S²Ω “,即VαB²(S)(S有限和S²Ω ξ)。因此,VαB²θψ(pξq)。

但是,由于VαB²θ,VαB³,与S²的假设相矛盾Ω ▪。

2.`Ω

为了定义Ω-可证明关系Ω (定义2.29)

与²相关的句法关系Ω, 同样由W.H.Woodin介绍,我们需要回顾一些概念,这些概念将在定义中发挥重要作用。

在此过程中,我们还将证明关于这些概念的一些有用的事实。

2.1.普遍的Baire实数集。

普遍意义上的拜尔集合扮演着Ω-中的证明Ω-思维方式

回想一下,对于序数λ,ω×λ上的数是集合T⊆ω

<ω×λ

<ω

使得对于所有对(s,t)∈t,每个对的lh(s)=lh(t)和i∈lh(s)∈ω。给定ω×λ上的数,p[T]={x∈ωω|f∈λω(x,f)∈[T]}是

T的投影,其中[T]={(x,f)∈ωω×λω

|∀n∈ω(x?n,f?n)∈T}。

定义2.1。([2])

i) 对于给定的基数κ,一组实数a是κ-泛Baire(κ-uB)

如果ω上存在数T和S

<ω×λ

<ω

,λ某个序数,如

A=p[T]和p[T]=ωω\p[S]

基数小于κ的偏序。我们说数T和

S证明A是κ-uB。

ii)A⊆R是普遍的Baire(uB),如果它是每个基数κ的κ-uB。

2.2号提案。([2])。对于A⊆R,以下是等效的:

i) A是普遍的Baire。

ii)对于每个紧致豪斯多夫空间X和每个连续函数

f:X→ R、 集合f−1(A)={x∈x|f(x)∈A}具有

Baire,即存在一个开集O⊆X使得对称

差值f−1(A)4O很小。

iii)对于强迫P的每个概念,ω×2|P上存在数T和S|

使得A=p[T]=ωω。我们说

数T和S证明了A对于P是uB。

下面是一个众所周知的事实的特例,即给定数的良好基础对于具有相同数的ZFC的所有模型都是绝对的

序数。

2.3号提案。设T和S是ω×κ上的数,对于一些序数κ。

假设p[T]åp[S]=∅。那么,在任何强迫扩张V[G]中,我们也使p[T]V[G]≠p[S]V[G]=∅。

证明:对于一个矛盾,假设P是一个强迫概念,P∈P,τ是一个实的P-名称,P°τ∈P[T]≠P[S]。

设N≺H(λ),λ是一个足够大的正则基数,N是可数的

p,p,τ,T,S∈N。设M为N的传递坍缩,设p,P,τ,T和S分别是p、p、τ、T和S的传递坍缩。因此,在M我们有p°

Pτ′∈p[T′]∈p[S′]。

设g为P-带有p∈g。因此,在M[g]中,我们有

τ′[g]∈p[T′]≠p[S′]。

注意p[TåN]⊆p[T]和p[SåN]≾p[S]。此外=TåN和S

因此,由于传递坍缩是自然上的恒等式数,p[T’]⊆p[T]和p[S‘]≾p[S],与p[T] p[S]是不相交的。

推论2.4。设T,T0和S是ω×κ上的数,对于一些序数κ。

假设p[T]=p[T0]并且p[S]=ωω\p[T]。如果在V[G]中,p[S]V[G]=ωω\p[T]V[G],则p[T0]V[G]⊆p[T]V[G]。

备注2.5。一般来说,在与推论相同的假设下

2.4,我们不能得出p[T0]V[G]=p[T]V[G]的结论。例如,可以ω上的数S和T,使得p[S]是实数集在ω的偶数元素上取0的值无穷频繁,p[T]是在ω的偶数元素上取值为0的实数集,且使得S和T将投影到具有这些定义的集合(从而投影到补码)。此外,如果{xα:α<2ω}是在地面模型中)在ω的偶数元素,T0是由所有对(a,b)组成的数,其中b是a具有某个固定值α<2ω的有限常数序列,并且a是xαcco|b|,则

地面模型中的p[T]=p[T0],但p[T]6=任何强制延伸中的p[T0]

这增加了真实感。

根据推论2.4,如果A⊆R在ZFC的模型N中是κ-uB,见证通过数T和S,并且N[G]是N通过强制概念的扩展基数小于κ,则AG:=p[T]N[G]等于中的实数集N[G],它们在N中某个数的投影中A是κ-uB。因此,给定A⊆R是一个uB集合,A具有规范解释任意集合中的AG强制V的扩展V[G],即:

AG=[{p[T]V[G]|T∈V和A=p[T]V}。

因此如果P是强迫概念并且a是由数T见证的P的uB,S、 以及通过数T0,S0,则在任何P-一般扩展V[G],P[T]中=p[T0]=AG。

备注2.6。从命题2.2(iii)中可以清楚地看出,集合a⊆R是uBiff

对于每个c.B.a.B,V B²“a

▪G是uB”。

定理2.7。([2])i)每一个分析集,因此每一个协分析集,是普遍的拜尔。

ii)每∑1.2.

reals的集合是uB,当每个集合x,x]存在时。

2.2.A闭合模型。

现在让我们定义A-闭集的概念,这也是定义Ω-可证明关系Ω.

定义2.8。([12])给定一个uB集a⊆R

ZF C的(一个片段)是a-闭的,如果对于所有偏序集P∈M和所有V-泛型

滤波器G⊆P,

V[G]²M[G]åAG∈M[G]

(即°P“M[

▪G]åA

▪G∈M[

▪G]“,其中

▪G是的标准P名称通用过滤器)。

Woodin已经给出了A闭包的其他几个定义,但接下来

命题表明它们是等价的。

2.9号提案。给定一个uB集a⊆R和ZFC的传递模型M,以下是等效的:

a) M是a-闭合的。

b) 对于所有的无限γ∈MåOn,对于所有的G⊆Coll(ω,γ)V-泛型,

V[G]²M[G]∈AG∈M[G]。

c) 对于所有偏序集P∈M和所有τ∈MP,{P∈P|P°

五、Pτ∈A

▪G}∈M。

d) 对于所有无限γ∈M∈On和所有τ∈MColl(ω,{p∈Coll(ω,γ)|p°

五、Coll

(ω,γ)τ∈A

▪G}∈M。e) 对于所有偏序集P∈M,{(τ,p)|τ∈M是实数的一个简单p-名,p∈p和p°

五、Pτ∈A

▪G}∈M。f) 对于所有偏序集Pγ=Coll(ω,{(τ,p)|τ∈M是实的一个简单的pγ名称,p∈pγ和p°

五、Pγτ∈A

▪G}∈M

证明:注意含义(a)⇒(b)、(c)⇒(d)和(e)⇒(f)

立即的(b) ⇒(d):固定γ∈M∈On。由于M²ZF C和M是可传递的,Coll(o,c)∈M。设∈MColl(o,c)通过(b),存在p∈Coll(o,c)(c)

使得p°五、Coll(O,c)M[

▪GåA

▪G=s0。自Coll(o,c)

是齐次的,我们可以将σ0替换为M中的Coll(Ω,γ)-名称σ,使得Coll(o,c)中的每个条件都强制(V)M[

▪GåA

▪G=s。这个,为了每个q∈Coll(o,q°五、Coll(h,c)t

五、Coll(o,c)A

▪G。

因此,由于{Coll(oh,c),t,s}8838;M和M是可传递的,通过绝对性,{p∈p五、科尔(o,c)A

▪G}={p∈p,p°五、Coll

(o,c)={p∈pMColl(o,c)M。

(d) ⇒(c):在M中固定姿势P,并且t∈MP。我们可以假设t是一个简单的真实的P名称。设γ=|P|M,设δ为简单的P×Coll(ome,γ)-由let定义的名称(m,n)),h p,q))∈t

当且仅当(m,n)(p) 在中

t。则由于P×Coll(ome,c)具有同构于Coll(omec)的稠密集,通过(d) ,{(p,q)∈p×Coll(o,c)|(p,q)°

五、P×Coll(o,c)

▪G

⑪M.既然如此

(p,q)∈p×Coll(h,c),(p,q)°

五、P×Coll(o,c)

▪G当且仅当p°五、P∈A

▪G(叹气)

(c)的结论如下。

(e) ⇒(a)(类似于(f)⇒(b)):固定姿势P∈M,并假设G⊆P

属V型。允许∈M是实的一个简单P-名,P∈P和P°五、P∈A

▪G}。

由(e),到M。因此到MP.V PåM和iG[s]∈M[G]。

宣称iG[s]=AGåM[G]。

声明的证明:假设r∈iG[s]。设p∈G⊆p使得(*r,p)∈s和iG[*]

r] =r因此

r是M中的一个简单P名称,用于实数和P°

五、Pr∈A

▪G。

因此r∈AGåM[G]。

假设现在r∈AGåM[G]。设p∈G和

r∈MP使得p°

五、Pr∈A

▪G

设t是M中实数的一个简单P-名,使得P°

五、P

t=*r

则(t,p)∈s,因此r∈iG[s]。

(d)⇒(f) :修复c∈M

设PåColl(o,c)与P0=Coll

(O,2|c|)。允许-否

这个|a<p>2|c|® ∈ M是所有简单的枚举P-中的名称M对于reals。设p:p×P0→P0为保序双射。定义一个简单

P×P0-名称如下:

ß={((i,j)(p,q);∃a<2|c| 使得q(0)=α(i,j)(p) ∈ta}

让我们使用简单的P0名称(i,j)(p,q)(i,j)(p,q))∈s}。

通过(d),X={q∈P0.q°

五、P0∈A

▪G∈M。

因此

Z={(p,q)∈p×P0,p(p,q)∈X}={五、P0∈A

▪G¶={(p,q)∈p×P0(p、q)°

五、P×P0到A

▪G×

▪H∈M。

——

允许Y={(τ,p)|α<2|γ|

使得τ=τα和(p,(0,α))∈Z}。

由于Z∈M,Y∈M。对于τ∈MP,让τ是对应的P×P0-名称

其仅取决于第一坐标。特别是对于每个α<2|γ|,

由于τα∈MP,对于所有(p,q)∈p×P0,p°五、P(i,j)∈ταiff(p,q)°

五、P×P0(i,j)∈τ′α。

宣称对于每个α<2|γ|,对于所有p∈p,(p,(0,α))°

五、P×P0σ=τα。

权利要求的证明:设G=G1×G2⊆P×P0为V-泛型,使得(P,(0,α))∈G.

我们检验iG[σ]=iG[τα]:如果(i,j)∈iG[σ],则对于某些(r,s)∈G,

((i,j),(r,s))∈σ,对于某些β<2|γ|和r°,s(0)=β

五、P

(i,j)∈τβ。自从(r,s),(p,(0,α))∈G,α=β和(i,j)∈iG[τα]。

如果(i,j)∈iG[τα],设G中的(r,s)≤(p,(0,α))使得

五、P×P0(i,j)∈τ′α。然后r°五、P(i,j)∈τα。此外,由于s≤(0,α),s(0)=α。

因此((i,j),(r,(0,α))∈σ和(r五、P×P0(i,j)∈σ。自从(r,(0,α))≥(r,s),(r,)∈G和(i,j)∈iG[σ]。

此外,给定p∈p,且τ是M中的一个简单p名,(τ,p)∈Y iff∃α<2|γ|

使得τ=τα和(p,(0,α))°

五、P×P0σ∈A

▪G×

▪H iffα<2|γ|

使得τ=τα和p°五、Pτα∈A

▪G iff p°

五、Pτ∈A

▪G。

因此

Y={(τ,p)|τ∈M是实数的一个简单p-名,p∈p和p°

五、Pτ∈A

▪G}。

(f)⇒ (e) :固定P∈M。设γ=|P|M和Pγ=Coll(ω,γ)。设X={(τ,p)|τ∈M是实的一个简单的pγ名称,p∈pγ和p°

五、Pγτ∈A

▪G}。

通过f),X∈M。在M中,设e是P在Coll(ω,γ)中的完全嵌入。

和以前一样,e自然地扩展到嵌入e*:MP→ MColl(ω,γ)

在M中。

允许

Y={(τ,p)|τ∈M是实数的一个简单p-名,p∈p和p°

五、Pτ∈A

▪G}。

所以

Y={(τ,p)|τ∈M是实数的一个简单p-名,p∈p和(e*(τ),e(p))∈X}。

因此,Y∈M。

对于M可数,A-闭包的概念有一个更简单的公式,如下:

如以下2.11号提案所示。

引理2.10。假设A⊆R是uB,M是ZFC的A闭c.t.M。

设α使得M是可数的并且在Vα中是A-闭的。假设X≺Vα

可数的{M,A,S,T}∈X,其中T和S是证明A是ω1-uB,N是X的传递坍缩。那么,对于每个强迫概念P∈M和每一个N-一般滤波器g⊆P,M[g]åA∈M[g]。

证明:设π是X上的传递坍缩函数,因此,N=π(X)。允许

π(S)=S’和π(T)=T’。观察π(M)=M和π(A)=A≠X=

固定g⊆P∈MN-泛型。由于p[T’]⊆p[T]=A,写(Ag)N[g]

对于(π(A)g)N[g]

,我们有:

(Ag)N[g]=(p[T’])N[g]⊆

并且由于p[S′]⊆p[S]=ωω,

N[g]≠A⊆(p[T′])N[g]。

因此(Ag)N[g]=N[g]åA。由于M在N中是A-闭的,所以M[g]åM[g]。因此,M[g]åA=M[g]åN[g]å。

如果M是一个可数传递模型,而P是M中的偏序,我们说如果存在一个可数集,则M-一般滤波器G⊂P的集合G是可积的P的稠密子集的集合D(不一定在M中),使得G包含与D的每个成员相交的M-一般滤波器的集合。

注意,如果G是comeager,那么它在所有Mgeneric滤波器集合中的补码不是comeager。因为假设D和D0分别见证了G及其补码的共有性。则由于DõD0是可数的,存在一个M-一般滤波器G,它与DõD0中的所有稠密集相交。但是则G将同时属于G及其补码,这是不可能的。

在c.t.m.m的情况下,除了命题2.9之外,以下还提供了m是a-闭的另一个特征。

提案2.11。给定ZFC的A是uB集,M是c.t.M

相当于:

i) M是A-闭合的。

ii)对于所有P∈M,M-一般滤波器的集合g⊂P使得

M[g]∈A∈M[g]

是comeager。

  

证明:i)⇒ ii)设P∈M。设N如引理2.10中所示。由于N是可数,N中存在可数多个P的稠密集。设D={Di:i∈ω}是这个集合。设g⊆P是一个(MõD)-一般滤波器。自g与N中的每个稠密集相交,g是N-一般的,并且根据引理2.10,M[g]∈A∈M[g]。

ii)⇒ i) 设P∈M。对于一个矛盾,设P∈P是这样的p°p M[

▪G]åA

▪G/∈M[

▪G]。通过ii),设D={Di:i∈ω}是稠密集P的子集,使得对于所有(MõD)-一般g,M[g]∈A∈M[g]。设Vα,α是一个足够大的不可数正则基数,使得M,a,D∈Vα。

设T,S是证明A在Vα中为ω1-uB的数。设X≺Vα是可数的其中{D,M,A,T,S}∈X,并且设N是X的传递坍缩。设g是N-一般的,使得p∈g。通过元素性,p°NPM[

▪G]åA

▪G/∈M[

▪G]。

因此,M[g]≠A=M[g]≈(Ag)N[g]/∈M[g]。但这与ii)相矛盾,因为g是(MõD)-泛型的。

推论2.12。如果M是ZF c的c.t.M,而a是uB集,则“M是A-闭合”在L(A,R)中正确计算。

是一个(MõEτ)-一般滤波器,因此M[g][h]∈A∈M[g][h。

设ZF C*是ZF C的有限片段。下面的2.18命题显示

对于任何uB集合A,存在一个A-闭的c.t.m.m,它是ZF C*。但首先让我们证明以下几点:

引理2.15。如果A⊆R是uB,并且κ使得Vκ²ZF C,则A是uB

在Vκ中。

证明:让我们看到,对于Vκ中的每个偏序集P,都有数T,S∈Vκ这样

p[T]=A和p[S]=ωω\A,并且对于Vκ上的所有p-一般滤波器G,Vκ[G]²p[T]=ωω\p[S]。因此,固定P∈Vκ,并假设S,T见证A是V中的P。设τ是P-扩展的实数集的Vκ中的P-名称。允许θ是一个足够大的正则基数,使得S,T∈H(θ)。取X≺H(θ)使得|X|<κ和{S,T}ŞτŞA⊆X。设M是X的像传递坍缩π。然后π(S),π(T)∈Vκ,它们证明了Vκ中P的A的Baireness,因为P[T]=P[π(T)]和P[S]=P]π(S)]。

下面定义的强A-闭包的概念不是标准的。然而,作为

我们将在下面的第2.5节中看到Ω-逻辑(定义2.29)将不会改变。

定义2.16。给定A⊆R,(的片段)的传递性∈-模型M

ZF C是强A-闭的,如果对于所有偏序集P∈M和所有M-一般G⊆P,

M[G]∈A∈M[G]。

注意,根据引理2.11,对于c.t.m.,如果A是一个uB集,那么强闭意味着A闭。还应注意,如果M是强A-闭的,P∈M,

并且G⊆P是M-一般的,则M[G]也是强A-闭的。

示例2.17。设M是ZFC的c.t.M,设a是uB集

M不是A-闭合的。如果c是M上的Cohen实,那么M是({c}×A)-闭,但不强({c}×A)闭。此外,M[c]是非({c}×A)-闭。

提案2.18。假设A⊆R是uB,并且κ是这样的Vκ²ZF C。

则包含A的Vκ的任何可数初等子模型的传递坍缩的每个强迫扩张都是强A闭的。特别是含A的Vκ的任意可数初等子模型的传递坍缩为A闭合。

证明:根据引理2.15,A是Vκ中的uB。设X≺Vκ是可数的,使得设M是X通过传递坍缩π的象。我们想要以看到M的任何强迫扩张都是强A闭的。只要看到M是强A闭的。设P∈M和g⊆P是M-泛型滤器。

设S和T是X中的数,见证了A的普遍Baireness

π−1(P)。则π(S)=S和π(T)=T是M中见证

P的AåM的泛Baireness。如果σ是M中实数的P-名M[g],ig[σ]在p[S′]或p[T′]中,而不是在两者中,根据折叠地图。因此由于p[S′]⊆p[S]和p[T′],

ig[σ]∈A当其时ig[σ]∈(p[T′])M[g]。

因此,M[g]≠A=(p[T′])M[g]∈M[g],并且M是强A-闭的。

回想Woodin的以下结果:

定理2.19(参见[7])。假设存在一类适当的Woodin基数。

则对于实数A的每个uB集合和每个强迫概念P,如果G⊆P是V-一般滤波器,则在V[G]中存在来自L(A,RV)的初等嵌入将A发送到AG。

推论2.20。假设有一类合适的伍丁枢机主教。然后

如果G⊆P是V-泛型的,则在V[G]中,对于每个公式ξ(x,y)和每个r∈RV,L(A,RV)²ξ(A,r)iff L(AG,RV[G])²Γ(AG,r)。

特别地,如果ξ(x,y)是定义A-闭包的公式,如推论2.12,因此对于每个(一些)泛型,c.t.m.m是a-闭的iff M的扩展V[G]是在V[G]AG中闭合的。

即使对于不成立的ω,A闭模型的概念也是有意义的-模型,即给定一个uB集a⊆R,ZF C的(一个片段)的ω-模型M

是A-闭的如果对于所有偏序集P∈M,对于所有G⊆PV-泛型,

V[G]²M[G]åAG∈M[G]

即°P“M[

▪G]åA

▪G∈M[

▪G]“,其中

▪G是的标准P名称通用筛选器。

然而,让我们看到,A闭集的概念是有根据性的自然概括。

引理2.21。让ZF C*是ZF减去幂集公理。假设N是ZF C*的ω-模型,使得W F∈N∈N。则对于所有x∈ωω,x∈W F iff x∈W F N。

证明:⇒) 通过π1的向下绝对性

1.ω-模型的公式。

⇐) 假设x∈ωω∈N,x∈W F N和x/∈W F.对于每个N,设

设xn是一个实编码Ex。由于n|=“Ex是

充分成立”且W FåN∈N,则存在一个n0∈ω使得xn0 6∈W F

但是对于所有的mExn0,xm∈W F。由于Ex¼n0是不成立的,因此存在一个mExn

因此,Exãm是站不住脚的,产生了矛盾。

引理2.22。ZF C的每一个ω-模型都是W-F闭的。

证明:假设(M,E)是ZF C的一个不成立的W-F闭ω-模型。

设γ是在V中不成立的M的“序数”,设G是M中的偏序使得γ是可数的并且设x是M[G]编码中的实数ω的有序型γ。则x∈W F M[G]\W F,其中

  

引理2.21暗示M[G]≠WF6∈M[G]。由于M是W-F闭合的,由

上一个引理,x/∈W F M[G]

.所以Ex∈M[G]是不成立的。

因此M[G]6平方米

“基础”,与M²“基础”的事实相矛盾

M[G]是M的强迫扩张。

定理2.23。对于ZF C,(M,E)的每个ω-模型,如下

等效:

i) (M,E)是有根据的。

ii)(M,E)对于每个π1是A-闭合的1.集合A.

证明:i)⇒ ii)假设(M,E)是ZF C的ω-模型,它是有充分根据的。

固定A⊆R Aπ1

1.设置设P∈M,并且设H是V上的P-泛型。

设(N,∈)是(M,E)的传递坍缩,设G=π[H]。自从π(P)∈N,G是V上的π(P超过N。自π1以来

1.ZF C的传递模型的集合是绝对的,A是π1

1.,在V[G]中AN[G]=N[G]åA=N[G]åAåV[G]=N[G]åAV[G]。和

由于AV[G]=AG,

AN[G]=N[G]∈AG∈N[G]。

由于M是ω-模型,传递坍缩π是

reals,因此,AM[H]=M[H]≠AH∈M[H]。

ii)⇒ i) 假设(M,E)对于每个π1是A-闭的

1.设置则它是W F闭合的,因为W F是π1

1.因此,根据引理2.22,(M,E)是成立的。

2.3控诉+。

定义2.24。(参见[12])一个集合A⊆R是∞-Borel,如果对于某些Sõ{α}𕥄On

以及一些具有两个自由变量的公式ξ(x,A={y∈R|Lα[S,y]²ξ(S,y)}。

假设AD+DC,一组实数a是∞-Borel当式a∈L(S,R),对于S⊆Ord(参见[12])。

定义2.25。θ是最小序数α,它不是任何函数π:R→ α。因此,如果实数可以是有序的,那么θ=(2ω)+。

回想一下,DCR是这样一句话:

R(R⊆ωω×ωω∧x∈ωωy∈ω

((x,y)∈R)→f∈(ωω)ωn∈ω((f(n),f(n+1))∈R)。

定义2.26。(参见[12])(ZF+DCR)AD+说:

i) 每一组实数都是∞-Borel,

ii)如果λ<Θ且π:λω→ ωω是一个连续函数,其中λ给定离散拓扑,则每A⊆ωω。

AD+通常意味着AD,而且还不知道AD是否意味着AD+。

Woodin已经证明,如果L(R)|=AD,那么L(R,|=AD+。

AD+对于包含所有real的内部模型是绝对的:

定理2.27。(参见[12])(AD+)对于ZF的任何传递内部模型M具有R⊆M,M²AD+.

定理2.28。([12])如果存在一个适当的Woodin基数类,并且A⊆R是uB,则:

1) L(A,

2) (A,R)中的每个集合都是uB。

2.4.`的定义Ω 以及在强迫下的不变性。

请注意,以下内容是等效的:

i) 对于ZF c的所有A-闭c.t.m.m,所有α∈m∈On,并且所有B这样

M|=“B是一个c.B.a”,如果MαB|=T,则MαB|=ξ。

ii)对于ZF c的所有A-闭c.t.m.m和所有α∈m∈On,

如果Mα|=T,则Mα|=ξ。

证明:ii)⇒ i) 设M是ZFC的A闭c.t.M,α∈M≠On,且

设B使得M|=“B是c.B.a”。假设MαB|=T

一个矛盾,假设在M中,对于一些b∈b,b°“M[*g] α|=,

其中*

g是通用筛选器的标准名称。根据2.14号提案,在M上存在gB-泛型,使得B∈g并且M[g]是A-闭的。我们有

M[g]α|=T。因此,通过ii)M[g]

强制M[*]g] α|=。

定义2.29。([17])对于Tõ{⏴}⊆Sent,我们写T`Ω 如果存在uB集合a⊆R使得:

1) L(A,

2) (A,R)中的每个集合都是uB,

3) 对于ZF c的所有A-闭c.t.m.m和所有α∈m∈On,如果

Mα|=T,则Mα|=ξ。

因此,根据定理2.28,如果存在一类适当的Woodin基数,T`Ω 如果存在一个uB集a⊆R,则上述3)成立。

注意,通过上述i)和ii)的等价性,如果T是递归的,那么点3)可以写成:

3')对于ZF c的所有A-闭合c.t.m.m,m²“t²Ω “。

根据定理2.28,如果存在一类适当的Woodin基数,或者如果只有L(R)|=AD,并且L(R)中的每一组实数都是uB,那么对于集合描述,T`Γ表示T`Ω ▪。然而,正如我们所料逆不成立:设M为ZF c的c.t.M,设α∈M∈On为使得Mα²ZF C。由于Mα是标准模型,Mα²CON(ZF C)。

这显示ZF C`Ω CON(ZF-C)。

我们说一个句子ξ∈Sent是ΩT-可证明的如果T`Ω ▪。如果A见证人T`Ω 那么我们说A是ΩT-证明,或证明A是Ω-来自T。

注意,如果A是uB并且满足定义2.29的1)和2),则A是一ΩΓiff的T-证明

L(A,R)²M(M是ZF c∧|=T→ Mα²ξ)。

不难看出,T’关系的复杂性Ω ⏴至多为∑3。

备注2.30。[7]中的参数本质上表明,如果AD+成立,那么对于每一组实数A,存在ZFC的A闭模型。

引理2.31。给定A,BuB集合,集合C=A×B是uB,如果M是则m既是a闭的又是B闭的。

证明:给定γ∈M∈On,设P=Coll(ω,γ)。对于固定的P名称

y表示B元素

▪G,{(τ,p)|p∈p,τ是实数的p-名,p°V(τ,

▪y)∈(A×B)

▪G}={(τ,p)|p∈p,τ是实数的p-名,p°Vτ∈a

▪G}。

因此,如果M是C-闭的,则该集合属于M,因此M是A-闭的。

对称地说,B也是如此。

推论2.32。设TŞ{ξ,ψ}⊆Sent。假设对于每个uB集合A,

L(A,R)|=AD+,并且P(R)中的每一个集合都是uB。

假设T`Ω ψ和T`Ω ▪。如果TŞ{ψ,ξ}`θ,则T`Ω θ。

因此

i) 如果T`Ω ξ和T`Ω ψ、 然后T`Ω Γ∧ψ。

ii)如果T`Ω ξ和T`Ω ⏴→ ψ、 然后T`Ω ψ。

证明:让A和BΩψ和Γ的T-证明。让我们看看

A×B是Ωθ的T-证明。设M是一个A×B闭模型。因此,M是A闭合和B闭合。假设α∈M∈On和B∈M是这样的MαB²T。由于M是A闭的,MαB平方ψ,并且由于M是B闭的,因此MαB m2ξ。

因此,MαB²θ。

Ω-可证明性不同于通常的可证明性概念,例如,在一阶逻辑中,不涉及演绎演算。在里面Ω-逻辑,相同的uB集可能见证Ω-不同句子的可证明性。

例如,在Ω-逻辑,即∅。在里面

尽管如此,在Ω-思维方式中,

这可以通过几种方式来实现。例如:对于A⊆R,设MA是模型LκA(A,R),其中κA是(A,R)的最小可容许序数,

即,最小序数α>ω使得Lα(A,R)是Kripke-Platek的模型集合论。以下结果归功于Solovay:

引理2.33。假设AD。那么对于每个A,B⊆R,A∈MB或B∈MA。

证明:考虑两人游戏,其中两人都玩整数

因此在游戏结束时,玩家I产生了x,而玩家II产生了y

当玩家I赢得游戏,当x∈A时↔ y∈B。τ是一个胜利

对于玩家I的策略,则对于每个实数z,z∈B iffτ*z∈A,依此类推

如果σ是玩家II的获胜策略,那么对于每个实数z,

z∈A iff z*σ6∈B,因此A∈MB。

因此,在AD下,对于A,B⊆R,我们有κA<κBiff A∈MB和B 6∈MA。由此得出κA=κB当MA=MB。

如果A是见证T`的实的uB集合Ω 那么我们可以说κA是ΩT-证明A.使用这个证明长度的概念,我们可以找到如下句子,如一阶逻辑中的G模型Rosser句子

不可判定的Ω-思维方式例如,设ξ(A,θ)为公式:

α((M是ZF c∧关于∧Mα|=ZF C)→ Mα|=θ)。

利用G模型的对角化,设θ∈Sent为:

ZF C`“θ↔ ∀A(ξ(A,θ)→ ∃B(ξ(B,θ)∧κB<κA))”

假设存在一个适当的Woodin基数类,我们有:

ZF C`Ω “θ↔ ∀A(ξ(A,θ)→ ∃B(ξ(B,θ)∧κB<κA))

“假设ZF C`Ω θ和C见证了它。然后ZF C`Ω “→ ∃B(ξ(B,θ)∧κB<κA))

“由一些D见证。假设Woodin有一个无法到达的极限基数,我们可以找到ZF C的C×D闭C.t.m.m

不可访问基数α,使得M满足对于实数的每个uB集A、 AD+在L(A,R)中成立,并且L(A、R)中的每组实数都是uB(见2.28)。

通过反射,设α∈MåOn使得CåM∈Mα,Mα|=“Cå uB”,以及

Mα|=ZF C+∀A(A是uB→ L(A,R)|=AD)。

那么,Mα|=θ

Mα|=“→ ∃B(ξ(B,θ)∧κB<κA))。”

此外,Mα|=ξ(CåM,θ)。因此,在Mα中存在B,使得ξ(B,θ)

κB<κ。但由于Mα|=“L(B,CåM,R)|=AD”,由引理

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