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/ NetNews Usenet Archive 1992 #30 / NN_1992_30.iso / spool / sci / math / 16967 < prev    next >
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Internet Message Format  |  1992-12-14  |  12.6 KB

  1. Xref: sparky sci.math:16967 sci.philosophy.tech:4570
  2. Path: sparky!uunet!cis.ohio-state.edu!zaphod.mps.ohio-state.edu!uwm.edu!ogicse!das-news.harvard.edu!husc-news.harvard.edu!husc10.harvard.edu!zeleny
  3. From: zeleny@husc10.harvard.edu (Michael Zeleny)
  4. Newsgroups: sci.math,sci.philosophy.tech
  5. Subject: Re: Numbers and sets
  6. Message-ID: <1992Dec15.135030.18526@husc3.harvard.edu>
  7. Date: 15 Dec 92 18:50:27 GMT
  8. Article-I.D.: husc3.1992Dec15.135030.18526
  9. References: <1992Dec13.181447.354@guinness.idbsu.edu> <1992Dec13.162120.18457@husc3.harvard.edu> <1992Dec14.162438.15591@guinness.idbsu.edu>
  10. Organization: The Phallogocentric Cabal
  11. Lines: 251
  12. Nntp-Posting-Host: husc10.harvard.edu
  13.  
  14. In article <1992Dec14.162438.15591@guinness.idbsu.edu>
  15. holmes@opal.idbsu.edu (Randall Holmes) writes:
  16.  
  17. >In article <1992Dec13.162120.18457@husc3.harvard.edu>
  18. >zeleny@husc10.harvard.edu (Michael Zeleny) writes:
  19.  
  20. >>In article <1992Dec13.181447.354@guinness.idbsu.edu>
  21. >>holmes@opal.idbsu.edu (Randall Holmes) writes:
  22.  
  23. >>>In article <1992Dec12.223409.18446@husc3.harvard.edu>
  24. >>>zeleny@husc10.harvard.edu (Michael Zeleny) writes:
  25.  
  26. >>>>In article <1992Dec11.160146.23727@guinness.idbsu.edu>
  27. >>>>holmes@opal.idbsu.edu (Randall Holmes) writes:
  28.  
  29. >>>>>In article <1992Dec10.124223.18352@husc3.harvard.edu>
  30. >>>>>zeleny@husc10.harvard.edu (Michael Zeleny) writes:
  31.  
  32. >>>>>>In article <1992Dec5.155535.6854@sun0.urz.uni-heidelberg.de>
  33. >>>>>>gsmith@lauren.iwr.uni-heidelberg.de (Gene W. Smith) writes:
  34.  
  35. >>>>>>>In article <Byqo93.FCv@mentor.cc.purdue.edu>
  36. >>>>>>>hrubin@pop.stat.purdue.edu (Herman Rubin) writes:
  37.  
  38. HR:
  39. >>>>>>>>Is the cardinal interpretation or the ordinal interpretation more 
  40. >>>>>>>>"natural"?  Which can be more easily understood?  Which is more 
  41. >>>>>>>>suitable to the appropriate extensions?  These questions are non-
  42. >>>>>>>>trivial.
  43.  
  44. GWS:
  45. >>>>>>>An ordinal number has structure--it is a well-ordering.  Up to
  46. >>>>>>>isomorphism, a cardinal number is any set, and any set can
  47. >>>>>>>serve as a cardinal number.  So I think cardinality is a lot
  48. >>>>>>>more basic and much simpler conceptually.
  49.  
  50. MZ:
  51. >>>>>>I am surprised that no one has observed the well-known fundamental
  52. >>>>>>problem involved in this approach, that the concept of a set, and, _a
  53. >>>>>>fortiori_, the concept of a cardinal number, both logically depend on
  54. >>>>>>the concept of the ordinals.  (Consider the structure of V.)
  55.  
  56. RH:
  57. >>>>>This is ridiculous.  I won't even trot out NFU.  Read the axioms of
  58. >>>>>ZFC, Mikhail.  See what order the definitions come in.  Ordinals are
  59. >>>>>defined as being particular sets and their properties are deduced
  60. >>>>>using the axioms of set theory.  The structure of V is described using
  61. >>>>>ordinals, but ordinals are not a primitive notion of ZFC; they are
  62. >>>>>defined as sets in set-theoretic terms from axioms which refer only to
  63. >>>>>sets, and their properties, as well as the structure of V you refer
  64. >>>>>to, follow from these same axioms, which do not mention ordinals.  And
  65. >>>>>if you appeal to the history of the ideas involved, I can point out
  66. >>>>>the genetic fallacy just as well as you can...
  67.  
  68. MZ:
  69. >>>>Randall, you are way off the mark here; I do, however, appreciate your
  70. >>>>not dragging in NFU, which may be the only reasonable part of your
  71. >>>>response.  As you undoubtedly know, the canonical definition of cardinal
  72. >>>>is an ordinal, which is not injectible into any smaller ordinal.  (See
  73. >>>>the books by Hatcher, Bell & Machover, Drake, or Fraenkel, Bar-Hillel,
  74. >>>>and Levy.)  More importantly, the mere fact that the axioms of ZFC make
  75. >>>>no mention of the ordinals, should not impress any card-carrying
  76. >>>>mathematical realist; a moment's contemplation of the intended model of
  77. >>>>ZFC (choice is needed for the above definition, though a less elegant
  78. >>>>version, due to Scott, may be given independently of it and the
  79. >>>>ordinals, -- see Drake) should convince you that the iterative hierarchy
  80. >>>>is not only *described* using the ordinals, but *depends* on their
  81. >>>>ontological priority for its meta-theory.  Surely any restriction of the
  82. >>>>question of priority to the object language is arbitrary for anyone who
  83. >>>>allows the existence of content of the language in question.  History
  84. >>>>has nothing to do with the question, which was just my point.
  85.  
  86. RH:
  87. >>>You claimed above that the notion of _set_ depends on the ordinals.
  88. >>>Considerations about the axioms already cited show that this is not
  89. >>>the case.
  90.  
  91. MZ:
  92. >>This is an enthymeme, with the hidden premiss that the axioms of ZFC
  93. >>constitute the sole basis of the corresponding notion of _set_.  Are
  94. >>you sure of not being a formalist, Randall?
  95.  
  96. RH:
  97. >The axioms of ZFC, other than choice and foundation, can be motivated
  98. >by a notion of set quite independent of the ordinals.  Choice asserts
  99. >roughly that the universe has (or can be given) a structure similar to
  100. >that of the ordinals; Foundation asserts that it has a structure
  101. >determined by the well-founded extensional relations -- these impose
  102. >the structure of the ordinals to a greater or lesser extent on the
  103. >universe.
  104.  
  105. Why do you suppose that your "can be" is of any relevance to this
  106. argument?  The intended interpretation of ZFC is the iterative
  107. hierarchy, which, as you observe, directly validates Foundation, and
  108. indirectly supports AC.  Any other interpretation of its axioms is of
  109. no more intrinsic interest to the study of sets than the nonstandard
  110. models of PA are to the study of the integers.
  111.  
  112. RH:
  113. >>>On cardinals, you could have made your case stronger with a little
  114. >>>thought, as the alternate definition of the cardinality of a set A is
  115. >>>"the collection of all sets equinumerous with A and of minimal rank".
  116.  
  117. MZ:
  118. >>Your refinement is gratefully accepted.  Obviously, I was not thinking.
  119.  
  120. RH:
  121. >>>It is interesting to observe that, while this does work in the absence
  122. >>>of choice, it does not work in the absence of both foundation and choice, and it
  123. >>>has been shown that it is impossible to define cardinal number (in the
  124. >>>sense of choosing a canonical object to represent each cardinal) in
  125. >>>ZF- (where neither choice nor foundation is present).  Thus, the
  126. >>>definition of the notion of cardinal number in the usual set theory
  127. >>>_does_ depend on the presence of either choice (with an obvious
  128. >>>relationship to the concept of ordinals) or the hierarchical structure
  129. >>>of the universe, as provided by foundation.  So you are right, in a
  130. >>>sense, but the priority does not belong to the ordinals _per se_
  131. >>>(although they are convenient) but to the stages of the iterative
  132. >>>hierarchy (which can be conveniently indexed by the ordinals, of
  133. >>>course).
  134.  
  135. MZ:
  136. >>Strike `conveniently', and replace `can' with `must', and I will
  137. >>gladly agree.  Before you drag in your favorite charity case, what do
  138. >>you see as an alternative to using the ordinals in describing the
  139. >>stages of ZFC?
  140.  
  141. RH:
  142. >Define the stages of the iterative hierarchy directly; they are quite
  143. >natural objects themselves.  There is, of course, a natural bijection
  144. >between them and the ordinals, but it is not necessary to mention the
  145. >ordinals in defining them.
  146.  
  147. Indeed, the stages of V may be defined directly in the object language
  148. (see Potter's introductory text, based on Scott's axiomatization of
  149. the iterative hierarchy); however a good rationalist remains under the
  150. obligation to question the natural bijection between the stages of V
  151. and its ordinals, which becomes evident in the meta-theory.  There are
  152. no "mere" coincidences in such matters.  And I suspect that you will
  153. have to recapitulate the definition of the ordinals in the
  154. metalanguage to account for the facts of the matter.
  155.  
  156. May I take it that you have conceded my original point?
  157.  
  158. RH:
  159. >>>But this is an accident of the particular approach used in ZF.  In
  160. >>>NFU, Frege's definition allows us to define cardinals without
  161. >>>difficulty; there is no dependence of the structure of the universe or
  162. >>>the notion of cardinality on the ordinals.  Also, from the standpoint
  163. >>>of NFU (or of type theory!!!), Zermelo-style set theory is seen to be
  164. >>>the theory of isomorphism types of well-founded extensional relations,
  165. >>>and the special role played by the stages of the iterative hierarchy
  166. >>>is clearly seen to have nothing to do with the nature of sets or
  167. >>>cardinals per se.  Please note that I still don't need to talk about
  168. >>>NFU; type theory inteprets Zermelo-style theories in the same way.
  169.  
  170. MZ:
  171. >>Randall, it is a brute sociological fact that, whenever anyone
  172. >>mentions a set in this forum, he means it as characterized by ZF-like
  173. >>theories, unless that someone is you.
  174.  
  175. RH:
  176. >I don't think so, necessarily.  This is a philosophy group; some know
  177. >little about technical set theory, probably, and so are speaking from
  178. >a naive notion of set.  Some are aware that there are other approaches
  179. >to set theory.
  180.  
  181. Based on the preponderance of ZF-style sets among the afficionados of
  182. abstract objects, I say that the naive use of the terms refers to the
  183. same, under the hypothesis of the division of linguistic labor.
  184.  
  185. MZ:
  186. >>                    But perhaps you can help me
  187. >>dispel some of my disdain for your pet theory.  My reading of Jensen
  188. >>and Forster indicates that NFU is equiconsistent with a fragment of
  189. >>PA.  If this is indeed so, can you give a good reason why I should be
  190. >>any more content with it as a foundational discipline, than with the
  191. >>wacky systems of Nelson, Yessenin-Volpin, and so on?
  192.  
  193. RH:
  194. >When I say NFU, I usually mean at least NFU + Infinity + Choice, which
  195. >is equiconsistent with the theory of types with infinity, and more
  196. >often a much stronger system (I am following a precedent here;
  197. >references to the theory of types usually implicitly include infinity;
  198. >TT without infinity is equiconsistent with the same fragment of PA).
  199.  
  200. OK.
  201.  
  202. RH:
  203. >There are extensions of NFU with equivalent consistency strength and
  204. >expressive power to any extension of ZFC in which we have confidence
  205. >(necessarily speaking roughly): this follows from Jensen's original
  206. >consistency results.  In fact, NFU is not a fundamentally different
  207. >approach to set theory (from a purely technical standpoint); it is
  208. >readily intertranslatable with Zermelo-style theories.  Doing set
  209. >theory in extensions of NFU is similar to doing set theory in ZFC; one
  210. >needs to learn a few technical maneuvers which are slightly different
  211. >from the ZFC technical maneuvers, and none of which would be
  212. >mysterious to someone familiar with type theory.
  213.  
  214. The question is, why bother.
  215.  
  216. RH:
  217. >Positive advantages of the NFU approach may show up in extensions with
  218. >large cardinals; the relation between large cardinals and elementary
  219. >embeddings of the universe into itself might be brought out more
  220. >elegantly in a suitable extension of NFU.  The other advantage is
  221. >philosophical; "limitation of size", while adequate to avoid the
  222. >paradoxes, is seen to be stronger than is necessary; it is possible to
  223. >embed models of Zermelo-style set theory in models of extensions of
  224. >NFU without increasing consistency strength, for instance.  Of course,
  225. >there are other reasons to prefer one or the other than the avoidance
  226. >of the paradoxes.
  227.  
  228. That's precisely my gripe: the genetic variety of the limitation of
  229. size hypothesis is well-understood, whilst the semantic foundations of
  230. NF-style theories remain only marginally less obscure than they were
  231. in 1968, when they were fairly characterized as nonexistent.  Yes, I
  232. am saying this with a copy of Forster in my hands.  It may well turn
  233. out that the "untyped universe" is yet to meet its Zermelo; but
  234. clearly this has not yet happened.
  235.  
  236. RH:
  237. >NFU may provide an alternate foundation in areas where it is
  238. >technically convenient to have "big" objects, such as certain areas of
  239. >computer science or category theory.  It would work as a foundation
  240. >for general mathematical purposes just about exactly as well as the
  241. >usual set theory (so there is no reason to adopt it for such
  242. >purposes!).  There might be pedagogical advantages to having it
  243. >available as an alternative (one can comment that much of the early
  244. >reasoning which appeared dangerous was actually safe).  Where it is
  245. >used, no earth-shaking effects are to be expected, since it is
  246. >intertranslatable with the usual approaches.  It is actually
  247. >remarkable how little difference the superfically arresting
  248. >differences between the approaches make to real mathematical
  249. >applications.
  250.  
  251.         ...which is a nice way of saying that most working
  252. mathematicians don't give a fuck about foundations.  It was not always
  253. so: witness Hilbert, Brouwer, Poincar\'e, Von Neumann, Tarski, Ulam,
  254. Bishop, and so on.  Pigeons on the grass, alas, alas...
  255.  
  256. >-- 
  257. >The opinions expressed        |     --Sincerely,
  258. >above are not the "official"    |     M. Randall Holmes
  259. >opinions of any person        |     Math. Dept., Boise State Univ.
  260. >or institution.        |     holmes@opal.idbsu.edu
  261.  
  262. cordially,
  263. mikhail zeleny@husc.harvard.edu
  264. "Le cul des femmes est monotone comme l'esprit des hommes."
  265.