home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #30 / NN_1992_30.iso / spool / sci / math / 17012 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-12-16  |  3.7 KB  |  81 lines

  1. Newsgroups: sci.math
  2. Path: sparky!uunet!think.com!mintaka.lcs.mit.edu!zurich.ai.mit.edu!ara
  3. From: ara@zurich.ai.mit.edu (Allan Adler)
  4. Subject: Re: nonstandard analysis
  5. In-Reply-To: columbus@strident.think.com's message of 10 Dec 92 09:21:45
  6. Message-ID: <ARA.92Dec16015126@camelot.ai.mit.edu>
  7. Sender: news@mintaka.lcs.mit.edu
  8. Organization: M.I.T. Artificial Intelligence Lab.
  9. References: <1992Dec6.025006.16915@athena.mit.edu> <24210@galaxy.ucr.edu>
  10.     <1992Dec9.151343.23419@ulrik.uio.no>
  11.     <1g5pnaINN2mu@hilbert.math.ksu.edu>
  12.     <COLUMBUS.92Dec10092145@strident.think.com>
  13. Date: Wed, 16 Dec 1992 06:51:26 GMT
  14. Lines: 65
  15.  
  16. In article <COLUMBUS.92Dec10092145@strident.think.com> columbus@strident.think.com (Michael Weiss) writes:
  17.  
  18.    Nonstandard analysis led to the first proof of the theorem on polynomially
  19.    compact operators, since reproved by standard techniques.  I'm curious---
  20.    any other comparable success stories in recent years?
  21.  
  22.  
  23. Caterina Kiefe and I proved some time ago that with respect to a certain
  24. language, Ax's theory of pseudofinite fields (ie. the  infinite models of
  25. the theory of finite fields) is the model completion of the theory of
  26. procyclic fields. One of the key elements of the proof was carried out
  27. by adapting Abraham Robinson's method of defining the Krull topology
  28. on the Galois group of an infinite normal extension using nonstandard
  29. analysis.
  30.  
  31. I think the term "nonstandard analysis" is overworked. The
  32. entire theory belongs in the context of saturated models, including
  33. ultraproducts and it is not really natural to separate it from that
  34. context. Don't just study nonstandard analysis, study logic and model 
  35. theory. And instead of asking what we can do with nonstandard analysis,
  36. ask what are the applications of logic and model theory to other
  37. parts of mathematics and vice versa.
  38.  
  39. Another application was a theorem of Lenore Blum and myself, in which
  40. we proved that a differentially closed differential field has no
  41. strongly normal extensions. In this case, we had to use ultraproducts,
  42. since the argument was not apparent using only saturated models.
  43.  
  44. Something that has the flavor of nonstandard analysis in some respects
  45. is the book Synthetic Differential Geometry, by Anders Kock. He
  46. begins the book by talking about R, which is supposed to be the real
  47. numbers, at least in spirit, but which he describes as a ring. And
  48. he introduces an axiom about R, which I hope I am remembering correctly:
  49.  
  50. Axiom: Let D denote the set of elements x of R such that x^2=0.
  51.        Let f:D-->R be any function. Then there are unique elements a,b
  52.        of R such that f(d)=ad+b for all d in D.
  53.  
  54. D is like the monad of zero and the above axiom gives a way of looking
  55. at any function from R to itself as looking like a linear function in the
  56. monad of any point. 
  57.  
  58. It is wonderful to be able to differntiate all functions in this way.
  59.  
  60. The only trouble is that one can easily prove that there is no such
  61. ring, by taking the function f to be  f(d) = 0 if d=0 and =1 if d is
  62. not equal to 0. The condition that a,b are unique implies that D has
  63. elements other 0, then a.0+b=0 implies b=0 and then a.d=1 for d a nonzero
  64. element of D yields a contradiction.
  65.  
  66. Kock notes, however, that the only reason the proof works is that we
  67. used the law of the excluded middle. If we do not accept the law
  68. of the excluded middle, we cannot prove there is no such ring,
  69. he claims.
  70.  
  71. To support this claim, he constructs a model of intuitionistic set
  72. theory (alias an elementary topos) in which there is a ring object R
  73. in which the axiom is true. He also embeds the category of manifolds
  74. in such a topos and shows that one can prove theorems in differntial
  75. geometry by working in this topos.
  76.  
  77. Nice book.
  78.  
  79. Allan Adler
  80. ara@altdorf.ai.mit.edu
  81.