이거 내가 쓴 논문의 본문 첫 페이지거든
오류가 없는지 한번 봐주라.
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Ⅱ. 집합과 공리계 구성하기
2.1 공리로 폰 노이만 전체 구성
우선 집합을 몇 개의 공리를 통해 구성해보려고 한다. 모든 집합을 구성하기 이전에, 우선 공집합과 공집합의 멱집합, 그리고 공집합의 멱집합의 멱집합, …으로 구성된 V(폰 노이만 전체)⁰⁾을 구성해보자. 이는 다음과 같은 공리들로 가능하다.
공집합∅은 존재한다.
임의의 집합 n에 대해, n을 원소로 하는 집합이 존재한다.
임의의 집합 A, B에 대해 A, B의 원소를 모두 원소로 가지는 집합이 존재한다.
공집합 외에 원소가 없는 집합은 존재하지 않는다.
임의의 집합 A, B에 대해, 두 집합이 같은 원소를 가진다면 두 집합은 같다.
V의 부분집합 X에 대해, ∅∈X이고, X의 임의의 집합 n, m에 대하여 {n}∈X, {m}∈X이고, (n∪m)∈X인 X는 V이다.
두 번째 공리를 통해 ∅, {∅}, {{∅}}, {{{∅}}},…이 가능하며
세 번째, 합집합 공리를 통해 {∅,{∅}}, {{{∅}},{∅,{∅}}}, … 등이 가능함을 알 수 있다. 따라서 공집합의 멱집합군 {∅,{∅},{{∅}},{∅,{∅}},…}=V이 구성 가능하다.
*멱집합군은 어떤 집합 n에 대해 n의 멱집합의 멱집합의 멱집합의 멱집합…을 무한 번 반복했을 때 구성 가능한 집합이라고 잠시 약속하자. V를 집합으로 다루는 것에 대해서는 ‘러셀의 역설’과 관련해 후술하겠다.
이는 페아노 공리계¹⁾의 방법론을 참고했으며 다섯 번째 공리는 ZFC 공리계²⁾의 외연 공리를 그대로 가져왔다.
한편 {∅, {∅}, {{∅}}, {∅, {∅}}, ...}=V의 부분집합 {∅, {∅}, {{∅}}, {∅, {∅}}}에서 재밌는 점을 발견할 수 있는데, 이 집합은 ZFC 공리계에서 구성 가능한 집합임에도 원소 {∅, {∅}}는 자신의 멱집합인 앞선 집합과 서로소가 아니다. 즉 정칙성 공리 혹은 기초 공리라고 불리는 공리는 ZFC 공리계에서 모순을 일으킨다.
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틀린 내용 일단 지웠어
혹시 이 다음 내용이 궁금하면 Baekhyun Lee라는 이름으로 viXra에 게제했으니까 확인해봐.
본문은 한글이야. 집합론 페이지에 있어.
http://vixra.org/setlog/
저게 왜 기초 공리가 모순임을 의미함
공집합이 아닌 모든 집합은 자신과 서로소인 원소를 가지는데, 저 집합에선 자기 집합의 원소인 집합이랑 서로소가 아니잖아 교집합 하면 {∅, {∅}} 이게 그대로 나오는데.
{∅, {∅}, {{∅}}, {∅, {∅}}} 이게 체르멜로 프렝켈 공리계에서 가능한 구성인데, 저 집합에서 원소로 포함되어있는 {∅, {∅}}얘랑 원래 집합이랑 교집합시키면 {∅, {∅}}∩{∅, {∅}, {{∅}}, {∅, {∅}}}={∅, {∅}}인데, 공집합이 아니니까 서로소가 아니지
∅가 서로소잖아
{∅, {∅}}∩{∅, {∅}, {{∅}}, {∅, {∅}}}=∅ 이렇게 되어야 서로소지 {∅, {∅}} 이건 집합의 원소가 두개나 있는데?
아니 저 집합이랑 ∅가 서로소라서 저건 모순이 아니라구
{a, {a}}∩{a, {a}, {{a}}, {a, {a}}}={a, {a}} 이걸로 다시 생각해봐. {a, {a}}가 공집합임?
기초 공리는 "모든 집합은 자기 자신과 서로소인 원소를 반드시 가진다" 잖아. 이는 모든 원소가 그 집합과 서로소여야 함을 말하는게 아니라 적어도 한 원소가 존재해 그 집합과 서로소이다를 말하는거고. 즉 너가 위에 든 예시 {∅, {∅}, {{∅}}, {∅, {∅}}}는 그 원소 ∅와 서로소이므로 기초 공리를 만족한다는거지.
친절하네 유사수학자 한둘 보는게 아닐텐데 이걸 대답해주네 ㅋㅋ
아 내가 기초공리를 잘못 이해했나봐. 그래도 저 6개의 공리만 있으면 현재 존재하는 모든 집합을 만들어낼 수 있지 않아?
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친절하게 대답해줘서 고마워
언뜻 봤을 때에는 axiom schemas, 무한 공리, 멱집합 공리, 기초 공리 등등을 빼도 별 문제가 없어 보일 수 있지만, 깊게 살펴보면 여러 테크니컬한 문제들이 산재하고 있어. 또 너의 마지막 공리는 폰노이만 우주의 존재를 공리로써 명시시키고 싶었던 거 같은데, 이러면 직관에 반하는 여러 결과들이 나오게 돼.
솔직히 그렇게까지 유사수학적인 내용은 아니라서 이렇게 까지 답해주는거임 =ㅅ= 근데 내가 봤을 때에는 너가 "공리를 잡는 이유"에 대한 핀트가 어긋난거 같아. 사람들은 더 이상 "집합을 만들기 위한 새로운 공리"에 관심이 없어. 왜냐면 그런 것들은 이미 꽤 잘 이해되어있거나, 그리 흥미있는 내용이 아니기 때문이야.
글고 집합론에 관심이 있는거 같은데, 그러면 나무위키나 위키피디아에서 단편적으로 배우는게 아니라, 책 한권을 잡고 한번 읽어보는건 어때? 집합론의 특성상 다른 분야에 크게 의존하지 않다보니, 약간의 의지만 있으면 충분히 읽을 수 있어.
일단 대답해줘서 정말 고마워. 정말 진짜 고마워. 내가 생각하기에 저 공리들에 따르면 공집합만 원소로 하는 집합들을 남김없이 만들어 낼 수 있을 것 같은데, 그런데 저 공리 6개는 공집합으로 만들어낸 집합들에 '절대' 포함되지 않거든. 러셀의 역설을 발생시키는 집합도 저기엔 없고. 근데 그 이외의 테크니컬한 문제가 있다면 간단하게 몇개만 알려줘.
힌트만 알려주면 내가 공부할게
으음... 의욕은 좋다만 먼저 아는걸 더 쌓고 연구를 해보는건 어떨까? 당장 Hrbacek & Jech의 Introduction to Set Theory라도 읽어보면 도움이 될거야.
일단 너 의문에 답하자면, 왜 공리가 자동적으로 집합의 원소가 될거라 생각하는거야? 공리는 공리계 아래 깔린 논리의 존재지, 공리가 묘사하는 대상이 아니거든. 만일 공리가 공리에 의해 만들어진 대상과 작용하게 하고 싶다면 자기 자신에 의존하는 공리를 쌓아야 할텐데... 이건 거의 대부분 inconsistent 하지.
그러니까, 저 공리가 만들어낸 집합세계를 위상 A라고 하고, 공리가 있는 세계를 위상 B라고 하는거지. 그리고 위상B에 있는 공리를 다시 집합으로 다루기 위해서는 위상 C의 존재를 상정하고, '6개의 공리가 존재한다'라고 위상 B의 공리들의 존재를 보증한 다음, 위상 C에 다시 집합을 구축하면 위상 B의 6가지 공리를 {ㄱ,ㄴ,ㄷ,ㄹ,ㅁ,ㅂ} 같이
다룰 수 있을 것 같다고 생각하거든. 그리고 위상 C위에 다시 위상 D를 상정하고, 거기에 집합 공리를 구축하는거지. 이걸 무한 번 반복하면 공리도 집합으로 다룰 수 있지 않을까?
좋은 책 추천해줘서 고마워. 꼭 읽어볼게.
오타가 있어 '위상 C에 다시 집합을 구축하면'에서 '집합'->'공리'
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