Кіріспе

Математикадағы теориялық принцип, кез келген жиын жақсы реттелген болуы мүмкін. Математикада жақсы реттелген теорема, сондай-ақ Зермело теоремасы деп аталады, кез келген жиын жақсы реттелген болуы мүмкін. X жиыны қатаң жалпы ретпен жақсы реттелген деп есептеледі, егер X-тің бос емес кез келген кіші жиынында реттеу бойынша ең кіші элемент болса. Жақсы реттеу теоремасы Зорн леммасымен бірге таңдау аксиомасына эквивалентті ең маңызды математикалық тұжырымдар болып табылады (көбінесе AC деп аталады, сонымен қатар қараңыз). Эрнст Зермело жақсы реттеу теоремасын дәлелдеу үшін таңдау аксиомасын «қателіксіз логикалық принцип» ретінде енгізді. Жақсы реттелген теоремадан кез келген жиын трансфиниттік индукцияға ұшырайтынын қорытуға болады, математиктер бұл күшті техника деп санайды. Дегенмен, жақсы реттелгенін визуализациялау қиын немесе тіпті мүмкін емес деп есептеледі; мұндай визуализация таңдау аксиомасын қамтуы керек. 1904 жылы Гюла Кёниг мұндай жақсы реттеудің болуы мүмкін емес екенін дәлелдегенін мәлімдеді. Бірнеше аптадан кейін Феликс Хаусдорф дәлелдеуде қате тапты. Бірақ, бірінші реттік логикада жақсы реттеу теоремасы таңдау аксиомасына эквивалентті, яғни таңдау аксиомасы бар Зермело-Фрэнкель аксиомалары жақсы реттеу теоремасын дәлелдеуге жеткілікті, ал керісінше, таңдау аксиомасы жоқ, бірақ жақсы реттеу теоремасы бар Зермело-Фрэнкель аксиомалары таңдау аксиомасын дәлелдеуге жеткілікті. (Зорн леммасына да осы қолданылады.) Екінші реттік логикада, алайда, жақсы реттеу теоремасы таңдау аксиомасынан күштірек: жақсы реттеу теоремасынан таңдау аксиомасын шығаруға болады, бірақ таңдау аксиомасынан жақсы реттеу теоремасын шығаруға болмайды. Осы үш тұжырым туралы және олардың интуицияға қатысты салыстырмалы жайлылығы туралы белгілі бір әзіл бар: Таңдау аксиомасы күміс дақыл, жақсы реттеу принципі анық жалған, ал Зорн леммасы туралы кім айта алады?

Таңдау аксиомасының дәлелі

Жақсы реттеу теоремасы таңдау аксиомасынан төмендегідей шығады. Біз жақсы ретке келтіруге тырысатын жиынтық болсын, ал – оның бос емес ішкі жиындар отбасының таңдау функциясы болсын. Кез келген ординал үшін , егер осы толықтыру бос емес болса, онда жиынтықтың ішіндегі бір элементті былай анықтаймыз: егер толықтыру бос болмаса, ал егер бос болса, онда анықталмаған қалдырамыз. Яғни, элементтер жиынтығынан оған әлі реттеуде орын берілмеген элементтер таңдалады (немесе егер жиынтықтың барлығы сәтті саналып болған жағдайда, анықталмаған). Онда жиынтықтағы рет, егер және тек егер (ординалдардың стандартты жақсы реті бойынша) анықталғанда, қалағандай, -тәртіптің жақсы реті болып табылады.

Таңдау аксиомасының дәлелі

Таңдау аксиомасын жақсы реттелу теоремасынан келесідей дәлелдеуге болады. Бос емес жиындар жиыны үшін таңдау функциясын жасау үшін, жиындардың бірігін алып, оны атаймыз. жиыны жақсы реттелген; осылайша реттелген болсын. Әрбір жиынға, жиынның жақсы реттелгеніне (жинамаға шектеулі) сәйкес ең кіші элементін қоятын функция, жиын үшін таңдау функциясы болады. Бұл дәлелдің маңызды тұсы – ол тек бір ғана кездейсоқ таңдауды қамтиды, ол – ; жақсы реттелу теоремасын жиынның әрбір мүшесіне жеке қолдану жұмыс істемейді, себебі теорема жақсы реттелудің бар екенін ғана растайды, ал әрбір жиын үшін жақсы реттелуді таңдау, әрбір жиыннан элементті таңдау сияқты көптеген таңдауларды қажет етеді. Атап айтқанда, егер жиында санаусыз көп жиындар болса, барлық санаусыз көп таңдауларды жасау, таңдау аксиомасы қолданылмаған Фраенкель жиындар теориясының аксиомалары бойынша рұқсат етілмейді.