home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #26 / NN_1992_26.iso / spool / sci / logic / 1925 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-11-05  |  4.9 KB  |  103 lines

  1. Newsgroups: sci.logic
  2. Path: sparky!uunet!pmafire!mica.inel.gov!guinness!garnet.idbsu.edu!holmes
  3. From: holmes@garnet.idbsu.edu (Randall Holmes)
  4. Subject: Re: Impredicativity - was: Russell's Paradox
  5. Message-ID: <1992Nov5.165754.29799@guinness.idbsu.edu>
  6. Sender: usenet@guinness.idbsu.edu (Usenet News mail)
  7. Nntp-Posting-Host: garnet
  8. Organization: Boise State University
  9. References: <Bx81Ho.9HL@cantua.canterbury.ac.nz> <1992Nov5.044052.12870@CSD-NewsHost.Stanford.EDU>
  10. Date: Thu, 5 Nov 1992 16:57:54 GMT
  11. Lines: 90
  12.  
  13. In article <1992Nov5.044052.12870@CSD-NewsHost.Stanford.EDU> pratt@Sunburn.Stanford.EDU (Vaughan R. Pratt) writes:
  14. >In article <Bx81Ho.9HL@cantua.canterbury.ac.nz> wft@math.canterbury.ac.nz (Bill Taylor) writes:
  15. >>Randall Holmes - a question.  You say that it is a *theorem* of ZF that
  16. >>
  17. >>   "for any set x, for some ordinal a, x E V(a)" .
  18. >>
  19. >>[where V(a) is defined by  V(0) = {}
  20. >>                           V(a+1) = P{V{a}}
  21. >>                           V(L) = U{a < L}[V(a)] (L a limit ordinal). ]
  22. >>
  23. >>Is this really true ? Surely not. The collection of V's is a model for ZF, yes.
  24. >>But the above isn't a theorem, is it? 
  25. >>I expect it *is* a theorem of ZF+AxFndtn.
  26. >
  27. >I'm sure that's what Randall meant.
  28.  
  29. I meant exactly what I said.  Foundation is an axiom of ZF.  The
  30. system without Foundation is called ZF-.
  31.  
  32.   You can't rank sets without FA.
  33.  
  34. This is true (you can't rank sets in ZFC-).  But you _can_ rank sets
  35. in ZFC- + AFA; you just do it differently.  See below.
  36.  
  37. >If you weaken FA to AFA you have counterexamples to the above like
  38. >Omega = {Omega}, to which the above definition cannot assign any
  39. >ordinal in a way that satisfies these equations.  (Consider the least
  40. >ordinal a for which Omega E V{a}.  Clearly a is not 0.  Since Omega has
  41. >only one element a cannot be a limit ordinal.  So a is a successor
  42. >ordinal, call it b+1.  But then Omega is a subset of V{b}, whence
  43. >Omega's only element, Omega, is an element of V{b} and hence of rank
  44. >less than a, contradiction.)
  45. >
  46. >Conversely, once you have FA you can prove the above theorem by
  47. >assigning a rank to each set by the following informally described
  48. >procedure.  To rank set x, assign ranks to its elements.  This
  49. >recursive procedure is well-defined because there are no infinite
  50. >descending membership chains.  Now take the rank of x to be the least
  51. >ordinal strictly greater than the rank of any element of x.  This rank
  52. >will be 0 when x is empty, a successor ordinal when x contains an
  53. >element of rank maximal among its siblings, and otherwise a limit
  54. >ordinal.
  55.  
  56. Here is the informal procedure for ranking sets in AFA.  Rank 0 has
  57. one member, the empty set.  (You need something to start the process).
  58. Once rank a is constructed, rank a+1 consists of all sets A such that
  59. the relation E|TC(A) (membership restricted to the transitive closure
  60. of A) is isomorphic to a graph whose nodes are all of rank a.  The
  61. isomorphism type of E|TC(A) determines A exactly under AFA.  Take
  62. unions of ranks at limit ordinals.  Call rank a H(a).  It is easy to
  63. prove that H(a) and V(a) (the well founded sets of rank a in the usual
  64. sense) have the same cardinality and that H(a) includes V(a) (this is
  65. only for infinite ordinals a; the finite ranks do look different).
  66. This shows that ZFC- + AFA is _not_ significantly different from ZFC;
  67. its universe has the same hierarchical structure, and not very many
  68. sets are added at each level of the hierarchy.
  69.  
  70. There are ways to destroy the hierarchical structure of the universe
  71. in fragments of ZFC, but you must jettison both Choice and Foundation,
  72. and perhaps add some atoms, in order to do so.  AFA has the same
  73. hierarchy bulding potential as FA, because of its "strong
  74. extensionality" consequences.
  75.  
  76.  
  77. >
  78. >This informal procedure can be made rigorous as follows.  The form of
  79. >FA that I find most useful for these purposes is the Axiom Schema of
  80. >Restriction, namely one axiom for every ZF formula phi(x) with one free
  81. >variable x.  The axiom says that either phi holds of no set, or there
  82. >exists a set y for which phi holds of y but of none of its members.
  83. >
  84. >So now take phi(x) to be "for every ordinal a, x is not in V(a)".  If
  85. >phi holds of no set we are done.  Otherwise by restriction there is a
  86. >set y for which phi(y) holds but for all members z of y, phi(z) is
  87. >false.  If y is empty this contradicts the first equation defining V.
  88. >If y is nonempty then all its members have ranks.  If there is a
  89. >maximum rank b of those members then y is a subset of V(b), hence an
  90. >element of V(b+1) by the second equation.  If there is no maximum rank
  91. >then let b be the union of these ranks, necessarily a limit ordinal.
  92. >Then y is an element of V(b) by the third equation, and we are done.
  93. >(And hence of course phi holds of no sets.)
  94. >-- 
  95. >Vaughan Pratt                There's no truth in logic, son.
  96.  
  97.  
  98. -- 
  99. The opinions expressed        |     --Sincerely,
  100. above are not the "official"    |     M. Randall Holmes
  101. opinions of any person        |     Math. Dept., Boise State Univ.
  102. or institution.            |     holmes@opal.idbsu.edu
  103.