选择公理

在采埃孚的公理中,也许最受关注的是(6)选择公理,其中有大量等价的公式。它最初是由Zermelo提出的,他用它来证明每个集合都是有序的(即,它的每个非空子集都有一个最小成员);然而,后来发现,良好的秩序定理和选择公理是等价的。一旦公理被表述出来,很明显,它在数学推理中被广泛使用,甚至被一些数学家在1960年拒绝公理的显式版本集理论.Gödel在证明的过程中证明了该公理与ZF的其他公理的一致性连续统假设ZF;公理在ZF的独立性(它不能在ZF中被证明的事实)同样被科恩在证明的过程中证明了连续体假设

问题与新方向

公理集合论虽然不是普遍的,但被广泛地认为是数学的基础,至少在提供了一种媒介的意义上,所有的数学理论都可以被表述,并在数学推理中列出假设。然而,像ZF这样形式的公理集论并非没有它自己的特点和问题。尽管Zermelo本人并不清楚两者的区别,但ZF是一阶理论,尽管集合是高阶实体。ZF中使用的逻辑规则是常用的一阶规则逻辑.高阶逻辑原理不是作为规则引入的推理而是作为关于话语宇宙的公理。例如,选择公理可以说是高阶逻辑的一个有效原则。如果是这样的话,把它从集合论中使用的逻辑中分离出来,并把它看作独立于其他假设是不自然的。

因为集合论悖论,集合论的标准(外延)解释不能完全实现无论如何。然而,我们可以看到,为了更接近标准解释,新的公理可能会朝着什么方向发展。标准解释要求存在比非标准解释所需的更多的集合;因此,集合理论家考虑了比ZF公理所隐含的更强的存在性假设。通常,这些假设假设的集合比ZF公理化所需要的大。一些如此大的基数集被称为“不可访问的”,而另一些则被称为“不可测量的”。

同时,在这些大基数公理的表述之前,许多逻辑学家已经提出了集合论的预期模型,即所谓的“累积”层次结构它的建立方式与构造层次结构相同,不同的是,在每个阶段,已经到达的集合的所有子集都被添加到模型中。

然而,假定大集合存在的假设并不是新公理的唯一候选者。也许最有趣的提议是由两位波兰数学家雨果·施泰因豪斯和扬·米切尔斯基在1962年提出的。他们的“确定性公理”可以用一个无限二人游戏,参与者轮流选择0和1。结果是二进制的表示实数在0和1之间。如果数字位于规定的实数集合S中,则第一个玩家获胜;如果不是,第二个玩家就赢了。这个公理表明博弈是确定的——也就是说,其中一个参与者有一个制胜策略。公理的弱形式是通过对S施加限制而得到的。

确定性公理是非常强的。它暗示了对可数集合的选择公理,但与不受限制的选择公理不相容。它已被证明对集合S的某些集合成立,但它的无限制形式是否一致仍然未知。

逻辑理论(元逻辑

与普遍的误解相反,数学理论并不完全由公理和由公理导出的各种定理组成。构建这样一个理论的许多实际工作都属于一些哲学家所说的“元理论”。数学家试图获得整个理论的概览。,通过对公理的不同模型进行分类或通过演示它们的共同结构。同样,从1930年开始,逻辑学的大部分工作包括元逻辑.这一事业所采取的形式取决于逻辑学家对元逻辑所能完成的事情的假设。在这方面,一直存在着尖锐的意见分歧。

要理解这种差异,需要区分两者概念根据法裔美国数学家和逻辑历史学家Jean van Heijenoort(1912-86)的说法,逻辑可以被称为微积分,逻辑可以被称为语言。根据后者概念这是一个类似弗雷格的逻辑系统Begriffsschrift(1879);"概念符号")或者数学原理提供了一种通用的沟通媒介戈特弗里德·威廉·莱布尼茨被称为通用universalis.然而,如果是这样,那么语义这种逻辑——即逻辑系统的各个术语所指的内容的规定——不能以逻辑本身来讨论;结果不是琐碎,就是毫无意义。因此,这种观点的一个结果是逻辑语义的不可表达性的命题:只有逻辑的纯形式或句法特征才能被讨论。相比之下,根据逻辑作为微积分的概念,逻辑主要是一种绘图工具推论莱布尼茨称之为微积分ratiocinator.如果需要的话,这种演算可以被讨论、理论化,甚至完全改变。

这两个概念之间的对比反映在19世纪逻辑学中两种研究传统的差异上。代数的传统乔治·布尔总的来说,他代表了逻辑作为微积分的观点,而像弗雷格这样的思想家则把逻辑视为语言的重要组成部分。这些差异的一个例子是,弗雷格和罗素认为逻辑真理是关于世界的最普遍的真理,而以代数为导向的逻辑学家的逻辑处理的是所有可能的话语宇宙,尽管其中一个可能被选择用于某些特定的应用。

19世纪末和20世纪几位重要的逻辑学家订阅将逻辑视为语言的观点,除了弗雷格和罗素,还有早期的维特根斯坦,W.V.O.奎因,西德尼教堂.由于传统观点的力量,逻辑学作为一种通用universalis在美国,对逻辑语义方面的系统研究发展得相当缓慢。