Кіріспе
Жинақтар теориясының аксиомасы – математикалық ұғым. Математикада таңдау аксиомасы (қысқартылған АС немесе АОС) – бос емес жиынтықтар жинағының декарт көбейтіндісі бос емес дегенге тең жиынтар теориясының аксиомасы. Түрлендіріп айтқанда, таңдау аксиомасы былай демек: әрқайсысында кем дегенде бір элементі бар жиынтықтардың кез келген жинағы үшін, әр жиынтықтан бір элементті таңдап, жаңа жиынтық құру мүмкін, тіпті жиынтық шексіз болса да. Формальды түрде, ол бос емес жиынтықтардың кез келген индекстелген отбасы үшін, әрбір жиынтықтан бір элементті таңдайтын индекстелген жиынтықтың бар екенін көрсетеді. Таңдау аксиомасын 1904 жылы Эрнст Зермело жақсы реттеу теоремасының дәлелін формалдау үшін ұсынды. Көп жағдайда, элементтерді таңдау арқылы құрылған жиынтықты таңдау аксиомасын қолданбай-ақ жасауға болады, әсіресе егер элементтерді таңдау үшін жиынтықтар саны шекті болса, немесе элементтерді қалай таңдау керектігі туралы канондық ереже болса – әр жиынтықтағы бір ғана элементке тән ерекше қасиет. Мысалы, натурал сандардан алынған жиынтықтарды қарастырайық. Мұндай жиынтықтардан әрқашан ең кіші санды таңдауға болады. Мысалы, берілген жиынтықтар {4, 5, 6}, {10, 12}, {1, 400, 617, 8000} болса, әрбір ең кіші элементті қамтитын жиынтық {4, 10, 1} болады. Бұл жағдайда «ең кіші санды таңдаңыз» – таңдау функциясы. Тіпті шексіз көп жиынтықтар натурал сандардан жиналғанда да, әр жиынтықтан ең кіші элементті таңдап, жиынтық жасауға болады. Яғни, таңдау функциясы таңдалған элементтер жиынтығын қамтамасыз етеді. Бірақ, нақты сандардың бос емес барлық ішкі жиынтықтары жинағы үшін нақты таңдау функциясы белгілі емес. Мұндай жағдайда таңдау аксиомасын қолдану қажет. Бертран Рассел мынадай мысал келтірді: кез келген (тіпті шексіз) аяқ киім жұптары жинағы үшін, әр жұптан сол аяқ киімді таңдап, тиісті аяқ киімдер жиынтығын (яғни жинағын) алуға болады; бұл тікелей таңдау функциясын анықтауға мүмкіндік береді. Шексіз шұлық жұптары жинағы үшін (ерекшеліктері жоқ деп есептесек), таңдау аксиомасын қолданбастан, әр жұптан бір шұлықты таңдап жиынтық құруға болатын функцияны анықтаудың айқын жолы жоқ. Бастапқыда дау тудырғанымен, қазіргі таңдау аксиомасын көптеген математиктер шектеусіз қолданады және ол аксиомалық жиынтар теориясының стандартты түріне, Зермело-Франкель жиынтар теориясына (ZFC) таңдау аксиомасымен бірге енгізілген. Мұның бір себебі – Тихонов теоремасы сияқты, қабылданған математикалық нәтижелердің көптегені олардың дәлелдері үшін таңдау аксиомасын қажет етеді. Қазіргі жиынтар теорияшылары таңдау аксиомасымен үйлесімсіз аксиомаларды да зерттейді, мысалы, айқындау аксиомасын. Таңдау аксиомасы конструктивті математиканың кейбір түрлерінде қолданылмайды, бірақ конструктивті математиканың таңдау аксиомасын қабылдайтын түрлері де бар.
the mathematical concept
In mathematics, the axiom of choice, abbreviated AC or AoC, is an axiom of set theory equivalent to the statement that a Cartesian product of a collection of non empty sets is non empty. Informally put, the axiom of choice says that given any collection of sets, each containing at least one element, it is possible to construct a new set by choosing one element from each set, even if the collection is infinite. Formally, it states that for every indexed family of nonempty sets, there exists an indexed set such that for every The axiom of choice was formulated in 1904 by Ernst Zermelo in order to formalize his proof of the well ordering theorem. In many cases, a set created by choosing elements can be made without invoking the axiom of choice, particularly if the number of sets from which to choose the elements is finite, or if a canonical rule on how to choose the elements is available — some distinguishing property that happens to hold for exactly one element in each set. An illustrative example is sets picked from the natural numbers. From such sets, one may always select the smallest number, e. g. given the sets 4, 5, 6}, {10, 12}, {1, 400, 617, 8000, the set containing each smallest element is {4, 10, 1}. In this case, "select the smallest number" is a choice function. Even if infinitely many sets are collected from the natural numbers, it will always be possible to choose the smallest element from each set to produce a set. That is, the choice function provides the set of chosen elements. But no definite choice function is known for the collection of all non empty subsets of the real numbers. In that case, the axiom of choice must be invoked. Bertrand Russell coined an analogy: for any (even infinite) collection of pairs of shoes, one can pick out the left shoe from each pair to obtain an appropriate collection (i. e. set) of shoes; this makes it possible to define a choice function directly. For an infinite collection of pairs of socks (assumed to have no distinguishing features), there is no obvious way to make a function that forms a set out of selecting one sock from each pair without invoking the axiom of choice. Although originally controversial, the axiom of choice is now used without reservation by most mathematicians, and is included in the standard form of axiomatic set theory, Zermelo–Fraenkel set theory with the axiom of choice (ZFC). One motivation for this is that a number of generally accepted mathematical results, such as Tychonoff's theorem, require the axiom of choice for their proofs. Contemporary set theorists also study axioms that are not compatible with the axiom of choice, such as the axiom of determinacy. The axiom of choice is avoided in some varieties of constructive mathematics, although there are varieties of constructive mathematics in which the axiom of choice is embraced.
Шекті жиынтықтарға шектеу
Таңдау аксиомасының стандартты тұжырымы бос емес жиындар жиынтығының шекті немесе шексіз екенін көрсетпейді, демек, бос емес жиындардың кез келген шекті жиынтығы үшін таңдау функциясы бар екенін білдіреді. Дегенмен, осы нақты жағдай – таңдау аксиомасы қолданылмаған Жермело-Франкель жиындар теориясының (ZF) теоремасы; оны шекті индукция принципі арқылы оңай дәлелдеуге болады. Тіпті қарапайым жағдайда, егер жиынтықта бір ғана жиын болса, таңдау функциясы жай ғана элементке сәйкес келеді, сондықтан таңдау аксиомасының осы мысалы кез келген бос емес жиынның элементі бар екенін айтады; бұл өте қарапайым. Таңдау аксиомасын осы қасиеттің, бұрыннан шекті жиындар үшін белгілі болған, кез келген жиынға таратылуы деп қарастыруға болады.
Қолданылуы
19 ғасырдың соңына дейін таңдау аксиомасы, әлі ресми түрде тұжырымдалмаған болса да, көбінесе жасырын түрде қолданылып келді. Мысалы, X жиынында тек бос емес жиындар ғана бар екені белгілі болған соң, математик F функциясын анықтау үшін "F(s) – s жиынының кез келген мүшесі болсын" дейтін. Жалпы алғанда, таңдау аксиомасын қолданбастан F функциясының бар екенін дәлелдеу мүмкін емес, бірақ бұл Зермелоға дейін ешкімнің назарына ілікпеген секілді.
Мысалдар
Жинақтағы бос емес жиынтықтардың сипаты тіпті белгілі бір шексіз жиынтықтар үшін таңдау аксиомасынан аулақ болуды мүмкін етеді. Мысалы, X жиынтығының әрбір мүшесі натурал сандардың бос емес кіші жиынтығы деп есептеңіз. Әрбір мұндай кіші жиынның ең кіші элементі бар, сондықтан таңдау функциясын анықтау үшін біз жай ғана әрбір жиынтықты сол жиынтықтың ең кіші элементіне сәйкестендіреміз деп айта аламыз. Бұл бізге әр жиынның элементін нақты таңдауды береді және жиынтық теориясының аксиомаларына таңдау аксиомасын қосуды қажетсіз етеді. Қиындық әр жиынтықтан элементтердің табиғи таңдауы болмаған кезде пайда болады. Егер біз нақты таңдау жасай алмасақ, таңдауымыздың заңды жиынтықты құрайтынын қалай білеміз (жиынтық теориясының басқа ZF аксиомалары бойынша)? Мысалы, X – нақты сандардың бос емес барлық кіші жиынтығы деп есептеңіз. Біріншіден, біз X шекті болса, солай істейміз. Егер біз әр жиынтықтан элементті таңдауға тырыссақ, онда X шексіз болғандықтан, біздің таңдау процедурамыз ешқашан аяқталмайды, сондықтан біз барлық X үшін таңдау функциясын ешқашан жасай алмаймыз. Енді әр жиынның ең кіші элементін анықтауға тырысамыз. Бірақ нақты сандардың кейбір кіші жиынтықтарында ең кіші элементтер жоқ. Мысалы, ашық (0,1) интервалында ең кіші элемент жоқ: егер x (0,1) болса, онда x/2 де солай, ал x/2 әрқашан x-тен қатаң кіші. Сондықтан бұл әрекеті де сәтсіз аяқталады. Сонымен қатар, мысалы, бірлік шеңбер S және S-ге барлық рационалды айналымдардан тұратын G тобының әсерін қарастырайық, яғни π-дің рационалды еселері болып табылатын бұрыштармен айналуды. Мұнда G саналатын, ал S саналмайтын. Сондықтан S, G-нің астында санаулы сандаған орбиталарға бөлінеді. Таңдау аксиомасын пайдаланып, біз әр орбитадан бір нүктені таңдай аламыз, нәтижесінде S-тің саналмайтын кіші жиынтығы X пайда болады, оның барлық G бойынша аударулары X-тен ажыратылған. Олардың жиыны шеңберді жұппен конгруэнтті, бірікпеген жиындардың саналатын жиынтығына бөледі. X, S-дегі кез келген айналу инвариантты саналатын қосымша шекті өлшем үшін өлшенбейтіндіктен, әр орбитадағы нүктені таңдаудан жиынтықты құру алгоритмін табу үшін таңдау аксиомасын жиынтық теориясының аксиомаларына қосу қажет. Толығырақ мәлімет үшін өлшенбейтін жиынтықты қараңыз. Классикалық арифметикада натурал сандар жақсы реттелген: натурал сандардың бос емес әр кіші жиынтығы үшін табиғи ретке келтіру бойынша бірегей ең кіші элемент бар. Осылайша, кез келген кіші жиынды жиын ретінде көрсетуге болады. Бір адам: «Әдеттегі нақты сандардың реті жұмыс істемесе де, нақты сандардың басқа ретін табу мүмкін, ол жақсы реттелген. Содан кейін біздің таңдау функциясы әр жиынның ең кіші элементін таңдай алады». Содан кейін мәселе жақсы реттелгенді құруға айналады, бұл оның өмір сүруі үшін таңдау аксиомасын қажет етеді; әрбір жиын таңдау аксиомасы орындалса ғана жақсы реттелген болуы мүмкін.
Сын-пікірлер мен қабылдау
Таңдау аксиомасын қажет ететін дәлелдеу объектінің бар екендігін жиын теориясы тілінде нақты анықтамай-ақ белгілей алады. Мысалы, таңдау аксиомасы нақты сандардың жақсы реттелгенін көрсетеді, бірақ жиын теориясының таңдау аксиомасын қолдайтын модельдерінде нақты сандардың нақты жақсы реті жоқ болуы мүмкін. Сол сияқты, Лебег өлшенбейтін нақты сандардың ішкі жиыны таңдау аксиомасын пайдаланып бар екені дәлелденсе де, мұндай жиынның анықталмауы мүмкін екені сәйкес келеді. Таңдау аксиомасы осы қолға түспейтін объектілердің (бар екені дәлелденген, бірақ нақты құрастырылмаған объектілердің) бар екенін көрсетеді, бұл кейбір философиялық қағидаларға қайшы келуі мүмкін. Барлық жиындардың канондық реті болмағандықтан, жақсы ретке негізделген құрастыру канондық нәтиже бермейді, тіпті канондық нәтиже қажет болса да (категориялар теориясында жиі болатындай). Бұл таңдау аксиомасын қолдануға қарсы аргумент ретінде пайдаланылды. Таңдау аксиомасына қарсы тағы бір аргумент – ол интуицияға қарсы келетін объектілердің бар екенін білдіреді. Бір мысал – Банах-Тарски парадоксы, ол 3 өлшемді бірлік шарды шекті сандағы бөліктерге бөлуге және оларды тек айналулар мен жылжуларды қолдана отырып, түпнұсқасымен бірдей көлемдегі екі бірлік шарға қайта құрастыруға болады демекші. Бұл ыдыраудағы бөліктер, таңдау аксиомасын пайдаланып құрастырылған, өлшенбейтін жиындар болып табылады. Сонымен қатар, физикадағы сигнал беру принципіне қатысты таңдау аксиомасының парадоксалды салдары жақында көрсетілді. Осы парадоксалды нәтижелерге қарамастан, көптеген математиктер таңдау аксиомасын математикада жаңа нәтижелерді дәлелдеу үшін жарамды принцип деп қабылдайды. Бірақ пікірталас жеткілікті қызықты болғандықтан, ZFC (ZF + AC) теоремасы логикалық тұрғыдан таңдау аксиомасына тең (тек ZF аксиомаларымен) болғанда, және математиктер таңдау аксиомасының жалған екенін талап ететін нәтижелерді іздейді, дегенмен мұндай шегерімдер таңдау аксиомасының дұрыс екенін талап ететін шегерімдерге қарағанда сирек кездеседі. ZF теоремалары осы теорияның кез келген моделінде дұрыс болады, таңдау аксиомасының осы модельдегі дұрыстығына немесе жалғандығына қарамастан. Төмендегі таңдаудың салдары, соның ішінде аксиоманың әлсіз нұсқалары да, тізімделген, өйткені олар ZF теоремалары емес. Мысалы, Банах-Тарски парадоксы ZF-тен ғана дәлелдеуге де, жоққа шығаруға да болмайды: ZF-те бірлік шардың қажетті ыдырауын құрастыру мүмкін емес, сонымен қатар мұндай ыдыраудың жоқтығын дәлелдеу мүмкін емес. Мұндай мәлімдемелер шартты мәлімдемелер түрінде қайта айтылуы мүмкін, мысалы, "Егер AC дұрыс болса, онда Банах-Тарски парадоксындағы ыдырау бар". Мұндай шартты мәлімдемелер ZF-те дәлелдене алады, егер бастапқы мәлімдемелер ZF-тан және таңдау аксиомасынан дәлелденсе.
Конструктивті математикада
Жоғарыда талқыланғандай, классикалық ZFC теориясында таңдау аксиомасы объектінің бір түрінің бар екендігі нақты бір мысал келтірмей-ақ дәлелденетін, конструктивті емес дәлелдерге мүмкіндік береді. Шындығында, жиын теориясы және топос теориясында Диаконеску теоремасы таңдау аксиомасы ортаны жоққа шығару заңына алып келеді екенін көрсетеді. Осылайша, бұл принцип классикалық емес логика қолданылатын конструктивті жиын теориясында қолданылмайды. Бірақ, принцип Мартин Лёфтың типтік теориясында тұжырымдалғанда жағдай өзгеше. Онда және жоғары ретті Хейтинг арифметикасында таңдау аксиомасының тиісті формулировкасы (көзқарасқа байланысты) аксиома ретінде қосылады немесе теорема ретінде дәлелденеді. Бұл айырмашылықтың себебі – типтік теориядағы таңдау аксиомасының конструктивті жиын теориясындағы таңдау аксиомасының экстенсионалдық қасиеттері жоқ. Типтік теориялық контекст төменде талқыланады. Конструктивті контексте әртүрлі таңдау принциптері жан-жақты зерттелді және принциптердің мәртебесі конструктивті математиканың әртүрлі мектептері мен түрлері арасында өзгереді. Конструктивті жиын теориясындағы кейбір нәтижелер саналатын таңдау аксиомасын немесе тәуелді таңдау аксиомасын пайдаланады, олар ортаны жоққа шығару заңын білдірмейді. Конструктивті талдау саласын дамытумен танымал Эррет Бишоп, таңдау аксиомасы конструктивті тұрғыдан қабылдауға лайық екенін, себебі таңдау болудың өзінің мәнісімен байланысты екенін айтты. Конструктивті математикада саналатын таңдау аксиомасы жиі қолданылса да, оның қолданылуына қатысты сұрақтар туындайды.
A choice function exists in constructive mathematics, because a choice is implied by the very meaning of existence. Although the axiom of countable choice in particular is commonly used in constructive mathematics, its use has also been questioned.
Тәуелсіздік
1938 жылы Курт Гёдель таңдау аксиомасының жоқтығы ZF-тің теоремасы емес екенін, ZFC-ні қанағаттандыратын ішкі модель (құрылымдық әлем) құрастыру арқылы көрсетті, осылайша ZF өзі дұрыс болса, ZFC да дұрыс екенін дәлелдеді. 1963 жылы Пол Коэн осы мақсат үшін жасалған мәжбүрлеу әдісін қолданып, ZF дұрыс деп есептегенде, таңдау аксиомасының өзі ZF-тің теоремасы емес екенін көрсетті. Ол ZF¬C-ні қанағаттандыратын әлдеқайда күрделі модель құрастырды (ZF-ке таңдау аксиомасының жоқтығы аксиома ретінде қосылған) және осылайша ZF¬C дұрыс екенін көрсетті. Бұл нәтижелер таңдау аксиомасының ZF-тен логикалық тәуелсіз екенін анықтайды. ZF дұрыс деген болжам зиянсыз, себебі дұрыс емес жүйеге тағы бір аксиома қосу жағдайды нашарлата алмайды. Тәуелсіздікке байланысты, таңдау аксиомасын (немесе оның жоқтығын) дәлелдеуде пайдалану туралы шешім жиын теориясының басқа аксиомаларына сүйену арқылы қабылдана алмайды. Ол басқа негізде қабылдануы керек. Таңдау аксиомасын қолданудың бір себебі – оның ыңғайлы болуы, себебі ол басқаша дәлелдеуге болмайтын кейбір жеңілдетуші тұжырымдарды дәлелдеуге мүмкіндік береді. Таңдау арқылы дәлелденетін көптеген теоремалар әдемі және жалпы сипатқа ие: кез келген екі жиынның кардиналдықтары салыстырылады, біртұтас элементі бар кез келген тривиальды емес сақинада максималды идеал болады, кез келген векторлық кеңістікте негіз болады, кез келген байланысқан графта жайылу ағашы болады және компакт кеңістіктердің кез келген көбейтіндісі компакт болады, және тағы да басқалары. Көбінесе таңдау аксиомасы теореманы "үлкен" объектілерге жалпылауға мүмкіндік береді. Мысалы, таңдау аксиомасысыз шекті өлшемді кез келген векторлық кеңістіктің негізі бар екені дәлелдеуге болады, бірақ барлық векторлық кеңістікке жалпылау үшін таңдау аксиомасы қажет. Сол сияқты, тығыз кеңістіктердің шекті көбейтіндісі таңдау аксиомасысыз тығыз болатынын дәлелдеуге болады, бірақ шексіз көбейтінділерге жалпылау (Тихонов теоремасы) таңдау аксиомасын қажет етеді. Тәуелсіздік нәтижесінің дәлелі сонымен қатар математикалық тұжырымдардың кең класын, Пеано арифметикасының тілінде айтылатын барлық тұжырымдарды қамтиды, ZF-те дәлелденеді егер және тек қана ZFC-те дәлелденсе. Бұл кластағы тұжырымдарға P = NP, Риман гипотезасы және көптеген шешілмеген математикалық проблемалар кіреді. Бұл кластағы мәселелерді шешуге тырысқанда, егер жалғыз сұрақ дәлелдің болуы болса, ZF немесе ZFC қолданылғаны маңызды емес. Дегенмен, ZFC-ден теореманың ZF-ден гөрі қысқа дәлелі болуы мүмкін. Таңдау аксиомасы ZF-тен тәуелсіз жалғыз маңызды тұжырым емес. Мысалы, жалпыланған континуум гипотезасы (GCH) ZF-тен ғана емес, сонымен қатар ZFC-тен де тәуелсіз. Алайда, ZF + GCH AC дегенді білдіреді, сондықтан GCH AC-ге қарағанда қатаң түрде күштірек тұжырым, тіпті олар екеуі де ZF-тен тәуелсіз болса да.
Күшейткіш аксиомалар
Құрылыстың аксиомасы және жалпыланған континуум гипотезасының екеуі де таңдау аксиомасын білдіреді, демек одан қатаң күшті. Фон Нейманн-Бернейс-Гёдель және Морзе-Келли сияқты кластық теорияларда, жиындар үшін таңдау аксиомасынан күштірек, өйткені ол дұрыс кластарға да қолданылатын, жалпы таңдау аксиомасы деп аталатын аксиома бар. Жалпы таңдау аксиомасы өлшемнің шектелу аксиомасынан туындайды. Тарски-Гротендик жиын теориясында қолданылатын және әрбір жиынның Гротендик ғаламына тиесілі екенін күндізгі тілмен айтатын Тарскидің аксиомасы, таңдау аксиомасынан күштірек.
Әлсіз түрлері
Таңдау аксиомасына тең емес, бірақ оған тығыз байланысты бірнеше әлсіз тұжырымдар бар. Мысалдардың бірі – тәуелді таңдау аксиомасы (ТТ). Одан да әлсіз мысал – саналатын таңдау аксиомасы (ACω немесе CC), ол бос емес жиындардың саналатын жиыны үшін таңдау функциясының бар екенін көрсетеді. Бұл аксиомалар элементар математикалық талдаудағы көптеген дәлелдер үшін жеткілікті және барлық нақты сандар жиындарының Лебег өлшенуі сияқты, толық таңдау аксиомасынан бұрыс екені дәлелденген кейбір принциптермен үйлесімді. α ≥ ω+2 ординалдық параметр берілгенде – α-дан төмен дәрежесі бар кез келген S жиыны жақсы реттелген. α ≥ 1 ординалдық параметр берілгенде – Hartogs саны ωα-дан төмен болса, кез келген S жиыны жақсы реттелген. Ординалдық параметрдің өсуімен, бұл тұжырымдар толық таңдау аксиомасына барған сайын жақындай түседі. Басқа таңдау аксиомалары, таңдау аксиомасынан әлсіз, Бульдік жай идеал теоремасы мен біртектілік аксиомасын қамтиды. Алғашқысы ZF жүйесінде Тарскинің 1930 жылғы ультрафильтр леммасына тең: әрбір сүзгінің қандай да бір ультрафильтрдің ішкі жиыны болады.
АС-ның терістеуінің күшті түрлері
Егер БП арқылы нақты сандардың кез келген жиыны Бейре қасиетіне ие дегенді қысқартсақ, онда БП ¬AC-тан күшті, ол бос емес жиындардың тек бір жиынында ғана таңдау функциясының болмауын көрсетеді. Күшейтілген жоққа шығарулар AC-ның әлсіретілген формаларымен үйлесімді болуы мүмкін. Мысалы, ZF + DC + BP, егер ZF дұрыс болса, сәйкес келеді. Сондай-ақ, ZF + DC бойынша нақты сандардың кез келген жиыны Лебег өлшенетін болады, бірақ Роберт М. Соловэйге тиесілі бұл сәйкестік нәтижесі ZFC-де дәлелденбейді, ал оны дәлелдеу үшін жұмсақ үлкен кардинал аксиомасы (жетімсіз кардиналдың болуы) қажет. Белгілілік аксиомасы немесе AD әлдеқайда күшті, ол нақты сандардың кез келген жиыны Лебег өлшенетін, Бейре қасиетіне ие және толық жиын қасиетіне ие екенін білдіреді (осы үш нәтиже де AC-мен жоққа шығарылады). ZF + DC + AD сәйкес келеді, егер жеткілікті күшті үлкен кардинал аксиомасы (шексіз көп Вуддин кардиналдарының болуы) сәйкес болса. Куайннің аксиоматикалық жиын теориясы жүйесі, «Жаңа негіздер» (NF), оның атын 1937 жылы оны таныстырған мақаланың («Математикалық логиканың жаңа негіздері») атауынан алды. NF аксиоматикалық жүйесінде таңдау аксиомасы жоққа шығарылуы мүмкін.
АС-ны жоққа шығаруға сәйкес келетін мәлімдемелер
Сермело-Френкельдің таңдау аксиомасы жалған болатын жиынтық теориясының үлгілері бар. Біз «Зермело-Френкель жиынтық теориясы плюс таңдау аксиомасының жоқтығы» дегенді ZF¬C деп қысқартамыз. ZF¬C-нің белгілі бір үлгілері үшін, кейбір стандартты ZFC теоремаларының жоқтығын растау мүмкін. ZF¬C-нің кез келген үлгісі ZF-нің де үлгісі болғандықтан, төмендегі әрбір мәлімдеме үшін, сол мәлімдеме дұрыс болатын ZF үлгісі бар. Бастапқы жиынның элементтерінен қатаң түрде көп эквиваленттілік кластарына бөлінетін жиын және домені өзінің мәндік кеңістігінен қатаң түрде кішірек болатын функция бар. Шындығында, бұл барлық белгілі үлгілерде орын алады. f функциясы нақты сандардан нақты сандарға бейістіксіз, бірақ a нүктесінде тізбектік бейістіксіз, яғни, кез келген {xn} тізбегі a-ға жақынсаса, lim f(xn) = f(a). Сансыз көп нақты сандар жиынтығы бар, онда саналатын шексіз ішкі жиын жоқ. Нақты сандар – саналатын жиындардың саналатын біріктірілісі. Бұл нақты сандардың саналатынын білдірмейді: Жоғарыда айтылғандай, саналатын жиындардың саналатын біріктірілісінің өзі саналатын екенін көрсету үшін саналатын таңдау аксиомасы қажет. Алгебралық жабылуы жоқ өріс бар. ZF¬C-нің барлық үлгілерінде базисі жоқ векторлық кеңістік бар. Әртүрлі кардиналдылығы бар екі базисі бар векторлық кеңістік бар. Саналатын көптеген генераторлары бар еркін толық Буль алгебрасы бар. Сызықтық ретпен орналастырылмайтын жиын бар. Rn-дегі әрбір жиын өлшенетін ZF¬C үлгісі бар. Осылайша, ZFC-де дәлелденетін Банах-Тарски парадоксы сияқты интуицияға қарсы нәтижелерді жоюға болады. Бұдан әрі, бұл тәуелді таңдау аксиомасын қабылдау арқылы мүмкін, ол AC-ден әлсіз, бірақ нақты талдаудың көп бөлігін дамытуға жеткілікті. ZF¬C-нің барлық үлгілерінде жалпыланған континуум гипотезасы орындалмайды. Дәлелдер үшін қараңыз. Сонымен қатар, жиындарға анықтамалық шарттарды қою арқылы (сипаттамалық жиын теориясы мағынасында), жалпы таңдаумен қарама-қайшы аксиомалардан таңдау аксиомасының шектеулі нұсқаларын дәлелдеуге көбінесе болады. Бұл, мысалы, Мошовакистің кодтау леммасында көрінеді.
Additionally, by imposing definability conditions on sets (in the sense of descriptive set theory) one can often prove restricted versions of the axiom of choice from axioms incompatible with general choice. This appears, for example, in the Moschovakis coding lemma.
Тип теориясындағы таңдау аксиомасы
Типтер теориясында мәлімдеменің басқа түрі таңдау аксиомасы деп аталады. Бұл форма σ және τ екі типтен басталады, сондай-ақ σ типіндегі объектілер мен τ типіндегі объектілер арасындағы R қатынасынан тұрады. Таңдау аксиомасы былай гласит: егер әрбір σ типіндегі x үшін R(x, y) шартын қанағаттандыратын τ типіндегі y болса, онда σ типіндегі объектілерді τ типіндегі объектілерге бейнелейтін f функциясы бар, және барлық σ типіндегі x үшін R(x, f(x)) орындалады: Жинақтар теориясынан айырмашылығы, типтер теориясында таңдау аксиомасы әдетте аксиома схемасы түрінде тұжырымдалады, онда R барлық формулалар бойынша немесе нақты логикалық формадағы барлық формулалар бойынша өзгереді.
Unlike in set theory, the axiom of choice in type theory is typically stated as an axiom scheme, in which R varies over all formulas or over all formulas of a particular logical form.
Цитаталар
Таңдау аксиомасы күміс тамырлы шындық, жақсы реттелу принципі ашық жалған, ал Зорн леммасы туралы кім біледі?|Джерри Л. Бона
Бұл әзіл: математикалық тұрғыдан үш ұғым да тең болғанымен, көптеген математиктер таңдау аксиомасын интуитивті, жақсы реттелу принципін интуицияға қарсы, ал Зорн леммасын түсініксіз күрделі деп санайды. Таңдау аксиомасы шексіз көп аяқ киім жұбынан емес, шексіз көп шұлық жұбынан таңдау үшін қажет.|Бертран Рассел
Мұндағы бақылау – аяқ киімнің шексіз санынан таңдау үшін функцияны анықтауға болады, мысалы, әрбір жұптан сол аяқ киімді таңдап алу арқылы. Таңдау аксиомасы болмаса, мұндай функция шұлық жұбы үшін бар екенін айта алмаймыз, себебі сол және оң шұлықтар (демек) ажыратылмайды. Тарски өзінің теоремасын [AC және "әрбір шексіз жиын A, A × A сияқты бірдей кардиналдылыққа ие" деген теңдестік, жоғарыда қараңыз] Comptes Rendus журналында жариялауға тырысты, бірақ Фреше мен Лебег оны ұсынудан бас тартты. Фреше екі белгілі [нағыз] ұсыныстың арасындағы байланыс жаңа нәтиже емес деп жазды, ал Лебег екі жалған ұсыныстың арасындағы байланысқа ешқандай қызығушылық жоқ екенін жазды. Бұл анекдотты американдық поляк математигі Ян Мицельский 2006 жылы AMS хабарламаларында баяндады. Аксиомаға ат қою математиктердің оны басқа аксиомалардан артық көруіне байланысты емес.|А. К. Дьюдни
Бұл цитата 1989 жылғы сәуір айында Scientific American журналының компьютерлік ойындар бағанында жарияланған әйгілі "Апрель ақымағы" мақаласынан алынған.
This is a joke: although the three are mathematically equivalent, many mathematicians find the axiom of choice intuitive, the well ordering principle counterintuitive, and Zorn's lemma too complex for any intuition. The Axiom of Choice is necessary to select a set from an infinite number of pairs of socks, but not an infinite number of pairs of shoes.|Bertrand Russell
The observation here is that one can define a function to select from an infinite number of pairs of shoes, for example by choosing the left shoe from each pair. Without the axiom of choice, one cannot assert that such a function exists for pairs of socks, because left and right socks are (presumably) indistinguishable. Tarski tried to publish his theorem [the equivalence between AC and "every infinite set A has the same cardinality as A × A", see above] in Comptes Rendus, but Fréchet and Lebesgue refused to present it. Fréchet wrote that an implication between two well known [true] propositions is not a new result, and Lebesgue wrote that an implication between two false propositions is of no interest. Polish American mathematician Jan Mycielski relates this anecdote in a 2006 article in the Notices of the AMS. The axiom gets its name not because mathematicians prefer it to other axioms.|A. K. Dewdney
This quote comes from the famous April Fools' Day article in the computer recreations column of the Scientific American, April 1989.