认识论概要/ZFC 为假
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要证明一个理论为假,只需要证明其公理中有一个为假即可。
策梅洛分离公理:任何良定义的公式都决定了集合的一个部分,该部分包含所有对其为真的元素,仅此而已。
该公理根据良定义公式的定义为真:当一个公式在所有应用的情况下都确定了其真或假时,它就是良定义的。
策梅洛在制定他的公理时,谨慎地没有指定哪些公式是良定义的,因为他不知道。为了将策梅洛的理论形式化,弗兰克尔用以下由斯科莱姆提出的原理补充了它:纯集合论中用一阶逻辑陈述的所有公式都是良定义的。但这个原理是错误的,因为这些公式可能包含诸如“对于任何集合”或“存在一个集合”之类的表达式。然而,ZFC 没有精确地确定集合的概念。什么是集合?什么不是集合?所有集合的宇宙可以用多种不同的方式定义。包含“对于任何集合”的公式的真值可能取决于所选的解释。因此,这些公式并不总是良定义的。因此,弗兰克尔对策梅洛分离公理的表述是错误的。因此,ZFC 为假。
例如,如果可构造性公理为真,则 ZFC 可以证明存在等于 {} 的集合,如果它为假,则可以证明存在 {{}} 的集合。由于可构造性公理的真值取决于所有集合的宇宙的定义,因此这个 ZFC 允许证明存在的集合不是良定义的。一个没有良定义的集合根本就不是集合。它不存在。ZFC 允许证明错误的定理,因此它为假。
为了纠正弗兰克尔的错误,只需要在集合的定义中禁止无界量词。对于替换公理,我们需要良定义函数关系的理论。
ZFC 是迄今为止全世界几乎所有数学家在过去 70 多年中采用的标准理论,作为数学知识的基础。