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/ NetNews Usenet Archive 1992 #30 / NN_1992_30.iso / spool / sci / math / 16872 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1992-12-14  |  10.7 KB

  1. Xref: sparky sci.math:16872 sci.philosophy.tech:4562
  2. Newsgroups: sci.math,sci.philosophy.tech
  3. Path: sparky!uunet!haven.umd.edu!darwin.sura.net!spool.mu.edu!yale.edu!yale!gumby!destroyer!sol.ctr.columbia.edu!eff!news.byu.edu!ux1!mica.inel.gov!guinness!opal.idbsu.edu!holmes
  4. From: holmes@opal.idbsu.edu (Randall Holmes)
  5. Subject: Re: Numbers and sets
  6. Message-ID: <1992Dec14.162438.15591@guinness.idbsu.edu>
  7. Sender: usenet@guinness.idbsu.edu (Usenet News mail)
  8. Nntp-Posting-Host: opal
  9. Organization: Boise State University
  10. References: <1992Dec12.223409.18446@husc3.harvard.edu> <1992Dec13.181447.354@guinness.idbsu.edu> <1992Dec13.162120.18457@husc3.harvard.edu>
  11. Date: Mon, 14 Dec 1992 16:24:38 GMT
  12. Lines: 205
  13.  
  14. In article <1992Dec13.162120.18457@husc3.harvard.edu> zeleny@husc10.harvard.edu (Michael Zeleny) writes:
  15. >In article <1992Dec13.181447.354@guinness.idbsu.edu>
  16. >holmes@opal.idbsu.edu (Randall Holmes) writes:
  17. >
  18. >>In article <1992Dec12.223409.18446@husc3.harvard.edu>
  19. >>zeleny@husc10.harvard.edu (Michael Zeleny) writes:
  20. >
  21. >>>In article <1992Dec11.160146.23727@guinness.idbsu.edu>
  22. >>>holmes@opal.idbsu.edu (Randall Holmes) writes:
  23. >
  24. >>>>In article <1992Dec10.124223.18352@husc3.harvard.edu>
  25. >>>>zeleny@husc10.harvard.edu (Michael Zeleny) writes:
  26. >
  27. >>>>>In article <1992Dec5.155535.6854@sun0.urz.uni-heidelberg.de>
  28. >>>>>gsmith@lauren.iwr.uni-heidelberg.de (Gene W. Smith) writes:
  29. >
  30. >>>>>>In article <Byqo93.FCv@mentor.cc.purdue.edu>
  31. >>>>>>hrubin@pop.stat.purdue.edu (Herman Rubin) writes:
  32. >
  33. >HR:
  34. >>>>>>>Is the cardinal interpretation or the ordinal interpretation more 
  35. >>>>>>>"natural"?  Which can be more easily understood?  Which is more 
  36. >>>>>>>suitable to the appropriate extensions?  These questions are non-
  37. >>>>>>>trivial.
  38. >
  39. >GWS:
  40. >>>>>>An ordinal number has structure--it is a well-ordering.  Up to
  41. >>>>>>isomorphism, a cardinal number is any set, and any set can
  42. >>>>>>serve as a cardinal number.  So I think cardinality is a lot
  43. >>>>>>more basic and much simpler conceptually.
  44. >
  45. >MZ:
  46. >>>>>I am surprised that no one has observed the well-known fundamental
  47. >>>>>problem involved in this approach, that the concept of a set, and, _a
  48. >>>>>fortiori_, the concept of a cardinal number, both logically depend on
  49. >>>>>the concept of the ordinals.  (Consider the structure of V.)
  50. >
  51. >RH:
  52. >>>>This is ridiculous.  I won't even trot out NFU.  Read the axioms of
  53. >>>>ZFC, Mikhail.  See what order the definitions come in.  Ordinals are
  54. >>>>defined as being particular sets and their properties are deduced
  55. >>>>using the axioms of set theory.  The structure of V is described using
  56. >>>>ordinals, but ordinals are not a primitive notion of ZFC; they are
  57. >>>>defined as sets in set-theoretic terms from axioms which refer only to
  58. >>>>sets, and their properties, as well as the structure of V you refer
  59. >>>>to, follow from these same axioms, which do not mention ordinals.  And
  60. >>>>if you appeal to the history of the ideas involved, I can point out
  61. >>>>the genetic fallacy just as well as you can...
  62. >
  63. >MZ:
  64. >>>Randall, you are way off the mark here; I do, however, appreciate your
  65. >>>not dragging in NFU, which may be the only reasonable part of your
  66. >>>response.  As you undoubtedly know, the canonical definition of cardinal
  67. >>>is an ordinal, which is not injectible into any smaller ordinal.  (See
  68. >>>the books by Hatcher, Bell & Machover, Drake, or Fraenkel, Bar-Hillel,
  69. >>>and Levy.)  More importantly, the mere fact that the axioms of ZFC make
  70. >>>no mention of the ordinals, should not impress any card-carrying
  71. >>>mathematical realist; a moment's contemplation of the intended model of
  72. >>>ZFC (choice is needed for the above definition, though a less elegant
  73. >>>version, due to Scott, may be given independently of it and the
  74. >>>ordinals, -- see Drake) should convince you that the iterative hierarchy
  75. >>>is not only *described* using the ordinals, but *depends* on their
  76. >>>ontological priority for its meta-theory.  Surely any restriction of the
  77. >>>question of priority to the object language is arbitrary for anyone who
  78. >>>allows the existence of content of the language in question.  History
  79. >>>has nothing to do with the question, which was just my point.
  80. >
  81. >RH:
  82. >>You claimed above that the notion of _set_ depends on the ordinals.
  83. >>Considerations about the axioms already cited show that this is not
  84. >>the case.
  85. >
  86. >This is an enthymeme, with the hidden premiss that the axioms of ZFC
  87. >constitute the sole basis of the corresponding notion of _set_.  Are
  88. >you sure of not being a formalist, Randall?
  89.  
  90. The axioms of ZFC, other than choice and foundation, can be motivated
  91. by a notion of set quite independent of the ordinals.  Choice asserts
  92. roughly that the universe has (or can be given) a structure similar to
  93. that of the ordinals; Foundation asserts that it has a structure
  94. determined by the well-founded extensional relations -- these impose
  95. the structure of the ordinals to a greater or lesser extent on the
  96. universe.
  97.  
  98. >
  99. >RH:
  100. >>On cardinals, you could have made your case stronger with a little
  101. >>thought, as the alternate definition of the cardinality of a set A is
  102. >>"the collection of all sets equinumerous with A and of minimal rank".
  103. >
  104. >Your refinement is gratefully accepted.  Obviously, I was not thinking.
  105. >
  106. >RH:
  107. >>It is interesting to observe that, while this does work in the absence
  108. >>of choice, it does not work in the absence of both foundation and choice, and it
  109. >>has been shown that it is impossible to define cardinal number (in the
  110. >>sense of choosing a canonical object to represent each cardinal) in
  111. >>ZF- (where neither choice nor foundation is present).  Thus, the
  112. >>definition of the notion of cardinal number in the usual set theory
  113. >>_does_ depend on the presence of either choice (with an obvious
  114. >>relationship to the concept of ordinals) or the hierarchical structure
  115. >>of the universe, as provided by foundation.  So you are right, in a
  116. >>sense, but the priority does not belong to the ordinals _per se_
  117. >>(although they are convenient) but to the stages of the iterative
  118. >>hierarchy (which can be conveniently indexed by the ordinals, of
  119. >>course).
  120. >
  121. >Strike `conveniently', and replace `can' with `must', and I will
  122. >gladly agree.  Before you drag in your favorite charity case, what do
  123. >you see as an alternative to using the ordinals in describing the
  124. >stages of ZFC?
  125.  
  126. Define the stages of the iterative hierarchy directly; they are quite
  127. natural objects themselves.  There is, of course, a natural bijection
  128. between them and the ordinals, but it is not necessary to mention the
  129. ordinals in defining them.
  130.  
  131. >
  132. >RH:
  133. >>But this is an accident of the particular approach used in ZF.  In
  134. >>NFU, Frege's definition allows us to define cardinals without
  135. >>difficulty; there is no dependence of the structure of the universe or
  136. >>the notion of cardinality on the ordinals.  Also, from the standpoint
  137. >>of NFU (or of type theory!!!), Zermelo-style set theory is seen to be
  138. >>the theory of isomorphism types of well-founded extensional relations,
  139. >>and the special role played by the stages of the iterative hierarchy
  140. >>is clearly seen to have nothing to do with the nature of sets or
  141. >>cardinals per se.  Please note that I still don't need to talk about
  142. >>NFU; type theory inteprets Zermelo-style theories in the same way.
  143. >
  144. >Randall, it is a brute sociological fact that, whenever anyone
  145. >mentions a set in this forum, he means it as characterized by ZF-like
  146. >theories, unless that someone is you.
  147.  
  148. I don't think so, necessarily.  This is a philosophy group; some know
  149. little about technical set theory, probably, and so are speaking from
  150. a naive notion of set.  Some are aware that there are other approaches
  151. to set theory.
  152.  
  153.   But perhaps you can help me
  154. >dispel some of my disdain for your pet theory.  My reading of Jensen
  155. >and Forster indicates that NFU is equiconsistent with a fragment of
  156. >PA.  If this is indeed so, can you give a good reason why I should be
  157. >any more content with it as a foundational discipline, than with the
  158. >wacky systems of Nelson, Yessenin-Volpin, and so on?
  159.  
  160. When I say NFU, I usually mean at least NFU + Infinity + Choice, which
  161. is equiconsistent with the theory of types with infinity, and more
  162. often a much stronger system (I am following a precedent here;
  163. references to the theory of types usually implicitly include infinity;
  164. TT without infinity is equiconsistent with the same fragment of PA).
  165. There are extensions of NFU with equivalent consistency strength and
  166. expressive power to any extension of ZFC in which we have confidence
  167. (necessarily speaking roughly): this follows from Jensen's original
  168. consistency results.  In fact, NFU is not a fundamentally different
  169. approach to set theory (from a purely technical standpoint); it is
  170. readily intertranslatable with Zermelo-style theories.  Doing set
  171. theory in extensions of NFU is similar to doing set theory in ZFC; one
  172. needs to learn a few technical maneuvers which are slightly different
  173. from the ZFC technical maneuvers, and none of which would be
  174. mysterious to someone familiar with type theory.
  175.  
  176. Positive advantages of the NFU approach may show up in extensions with
  177. large cardinals; the relation between large cardinals and elementary
  178. embeddings of the universe into itself might be brought out more
  179. elegantly in a suitable extension of NFU.  The other advantage is
  180. philosophical; "limitation of size", while adequate to avoid the
  181. paradoxes, is seen to be stronger than is necessary; it is possible to
  182. embed models of Zermelo-style set theory in models of extensions of
  183. NFU without increasing consistency strength, for instance.  Of course,
  184. there are other reasons to prefer one or the other than the avoidance
  185. of the paradoxes.
  186.  
  187. NFU may provide an alternate foundation in areas where it is
  188. technically convenient to have "big" objects, such as certain areas of
  189. computer science or category theory.  It would work as a foundation
  190. for general mathematical purposes just about exactly as well as the
  191. usual set theory (so there is no reason to adopt it for such
  192. purposes!).  There might be pedagogical advantages to having it
  193. available as an alternative (one can comment that much of the early
  194. reasoning which appeared dangerous was actually safe).  Where it is
  195. used, no earth-shaking effects are to be expected, since it is
  196. intertranslatable with the usual approaches.  It is actually
  197. remarkable how little difference the superfically arresting
  198. differences between the approaches make to real mathematical
  199. applications.
  200.  
  201.  
  202. >
  203. >>-- 
  204. >>The opinions expressed        |     --Sincerely,
  205. >>above are not the "official"    |     M. Randall Holmes
  206. >>opinions of any person        |     Math. Dept., Boise State Univ.
  207. >>or institution.        |     holmes@opal.idbsu.edu
  208. >
  209. >cordially,
  210. >mikhail zeleny@husc.harvard.edu
  211. >"Le cul des femmes est monotone comme l'esprit des hommes."
  212.  
  213.  
  214. -- 
  215. The opinions expressed        |     --Sincerely,
  216. above are not the "official"    |     M. Randall Holmes
  217. opinions of any person        |     Math. Dept., Boise State Univ.
  218. or institution.            |     holmes@opal.idbsu.edu
  219.