純粋・応用数学・数学隣接分野（含むガロア理論）20

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563(12): 現代数学の系譜雑談 ◆yH25M02vWFhP 06/15(日)12:01 ID:lv2xCBEK(5/12) AAS
さすがですね
下記で、赤ペン先生の補習をしておきますね

Inter-universal geometry とABC 予想57
2chｽﾚ:math
(引用開始)
>無限公理が存在を主張する集合全体
無限公理が存在を主張する集合全体？
(引用終り)

1）ペアノ公理の自然数の集合論的構成で、ノイマンによるものの説明が下記です
　ここで、”N:=∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}”、”Aは無限公理により存在する集合を任意に選んだもの”
　とあるので、集合の積∩は任意A つまり全てのA と読めます
　ノイマンの最初の論文がこうだったという都市伝説がある（私は原論文は未確認）
2）で、wikipediaの記載はこうだとしても・・
　任意Aあるいは全てのAの集合の積∩を考えるというのは当然突っ込みどころであります
3）下記の筑波大 Akito Tsuboi 先生は、下記数理論理学IIでは
　ここは、少し技巧的な記述をしています
（ここの式を手で写すのは面倒なので（どうせ原文見る方がいいしｗ）、各人原文をご覧あれ）
以上

(参考)
外部ﾘﾝｸ:ja.wikipedia.org
ペアノの公理
自然数の集合論的構成
現代数学において標準的な数学の対象はすべて集合として実現されている。集合論における自然数の標準的な構成法としては、
・N:=∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}
・0:=∅
・S(x):=x∪{x}
がある。ただしここでAは無限公理により存在する集合を任意に選んだものである。
これらの集合は存在して、ペアノの公理を満たすことが確かめられる。
この構成法はジョン・フォン・ノイマンによる[7]。

外部ﾘﾝｸ:www.math.tsukuba.ac.jp
Akito Tsuboi 筑波大
学部（数学類）関連
外部ﾘﾝｸ[pdf]:www.math.tsukuba.ac.jp
数理論理学II

P8
1.1.9 無限公理
無限公理：
略
そのようなが存在することを主張するのが無限公理である．直観的には，自然数全体のような集合が存在することを意味する．無限公理によって保証される集合は
・・・
しかし余分な元を含んでいるかも知れない．
そこでを条件
略
を満たす最小の集合として定義したい：無限公理によって保証される無限集合を一つ選び，
略
とする
このようにすれば、ωは集合であり，φ(x)を満たす最小のものになる（もちろんのX取り方に依存しない）．

564(3): 06/15(日)12:32 ID:Eap/oGjV(2/13) AAS
>>563
>2）で、wikipediaの記載はこうだとしても・・
>　任意Aあるいは全てのAの集合の積∩を考えるというのは当然突っ込みどころであります
どう突っ込むと？

565(1): 06/15(日)12:52 ID:Eap/oGjV(3/13) AAS
>>563
>2）で、wikipediaの記載はこうだとしても・・
>　任意Aあるいは全てのAの集合の積∩を考えるというのは当然突っ込みどころであります
>3）下記の筑波大 Akito Tsuboi 先生は、下記数理論理学IIでは
>　ここは、少し技巧的な記述をしています
∀xφ(x)はまさに「任意A」だろ。
共通部分を用いた定義と本質的な違いは無いから君は>>564に回答できない。バカだねえ。

566: 06/15(日)12:54 ID:Eap/oGjV(4/13) AAS
>>563
>下記で、赤ペン先生の補習をしておきますね
補習してあげたが、理解できたかな？

567: 06/15(日)13:01 ID:Eap/oGjV(5/13) AAS
>>563
>このようにすれば、ωは集合であり，φ(x)を満たす最小のものになる（もちろんのX取り方に依存しない）．
Xの取り方に依存しなくても、∀xφ(x)（＝任意A）を用いる必要がある。つまり
>　任意Aあるいは全てのAの集合の積∩を考えるというのは当然突っ込みどころであります
がまったく的外れで、突っ込み食らったのは君自身。

君は補習したり突っ込んだりする立場にないこと自覚しようなオチコボレさん

569(8): 現代数学の系譜雑談 ◆yH25M02vWFhP 06/15(日)14:22 ID:lv2xCBEK(6/12) AAS
>>564-565
(引用開始)
>3）下記の筑波大 Akito Tsuboi 先生は、下記数理論理学IIでは
>　ここは、少し技巧的な記述をしています
∀xφ(x)はまさに「任意A」だろ。
共通部分を用いた定義と本質的な違いは無いから君は>>564に回答できない。バカだねえ。
(引用終り)

ふっふ、ほっほ
筑波大坪井明人先生に、たてつくか？ｗ
元気があってよろしい！ｗｗ
だが、普通は >>563の数理論理学II pdfは

1）講義用テキストで、講義に使ったもので（何回講義したかは知らず）
　一応大きなバグは取れているはず
2）坪井明人先生は、見るところこれら基礎論や数理論理がご専門で
　”共通部分を用いた定義と本質的な違いは無い”と見る君が滑っているのでは？
　つまり、このPDF P9の記載
　”無限公理によって保証される無限集合X を一つ選び”と
　”ω= {y ∈X：・・・} ”の記述
　この二つが効いてる
　そもそもの”無限公理”の規定は、自然数Nを含む集合の存在を規定するのみであって
　つまり、本当は自然数Nの存在を公理としたいのだが、自然数Nが未定義なので
　まずは、単純に”無限公理”で無限集合の存在を言って、そこから次に
　自然数Nの存在を導くという二段作戦なのだ
3）繰り返すが、もし PDF P9の記載がバグっていて
　それを、講義を受けた筑波大生が見過ごすなど・・
　いや、そもそも、上記の2)の記載は、きっとなにかタネ本（or 論文）があって
　そこから採用したと考えられるから、バグの可能性は極めて低いだろう

まあ、PDF P9の記載の辺り ”1.1.9 無限公理” の節をじっくり読み返してみな
君のはやとちりが、分るんじゃないの？
で、なお坪井明人先生の間違いと思うならば、坪井明人先生にメールしてあげてねｗ；ｐ）

571(6): 現代数学の系譜雑談 ◆yH25M02vWFhP 06/15(日)15:45 ID:lv2xCBEK(7/12) AAS
>>564
(引用開始)
>2）で、wikipediaの記載はこうだとしても・・
>　任意Aあるいは全てのAの集合の積∩を考えるというのは当然突っ込みどころであります
どう突っ込むと？
(引用終り)

ふっふ、ほっほ
　>>563のように
自然数の集合Nを
・”N:=∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}”
ここに Aは無限公理により存在する集合を任意に（全て "∀"）選んだものである
とするのは
素朴ではあるが、問題がある
つまり、カントール集合論で、自然数Nは無限集合で最小の集合であるのだが
問題は、無限公理により存在する集合全て "∀"が、きちんと定義できているのか？
だ
簡単に例示すると、5つの集合A,B,C,D,Eにおいて
∩{A,B,C} 3つだけの積集合と
∩{A,B,C,D,E} 5つ全部の積集合とでは
当然積集合の大きさが異なる
つまり、無限公理の集合全て "∀"がきちんと尽くされたという保証がないと
最小無限集合たる自然数Nの定義に曖昧さが残ることになる

なお、>>569 筑波大坪井明人 PDF P9からの記載のぶりは
下記 en.wikipedia xiom of infinityの Extracting the natural numbers from the infinite setからの
”Alternative method”の記載類似と思われる
おそらく、種本が同じなのだろう

(参考)
外部ﾘﾝｸ:en.wikipedia.org
Axiom of infinity
Extracting the natural numbers from the infinite set
Alternative method
An alternative method is the following. Let Φ(x) be the formula that says "x is inductive"; i.e.
Φ(x)=(∅∈x∧∀y(y∈x→(y∪{y}∈x))).
Informally, what we will do is take the intersection of all inductive sets. More formally, we wish to prove the existence of a unique set
W such that
∀x(x∈W↔∀I(Φ(I)→x∈I)). (*)
For existence, we will use the Axiom of Infinity combined with the Axiom schema of specification.

This definition is convenient because the principle of induction immediately follows: If I⊆ω is inductive, then also
ω⊆I, so that I=ω.

575: 06/15(日)17:08 ID:Eap/oGjV(8/13) AAS
>>563
>2）で、wikipediaの記載はこうだとしても・・
>　任意Aあるいは全てのAの集合の積∩を考えるというのは当然突っ込みどころであります
あらら、君、筑波大坪井明人先生に、たてついちゃったね
いやそれどころかZF公理系に、ひいては現代数学そのものにたてついちゃったね
元気があってよろしい！ｗｗ

585(1): 現代数学の系譜雑談 ◆yH25M02vWFhP 06/15(日)23:33 ID:lv2xCBEK(12/12) AAS
>>580
>>N:=∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}
>においてAはひとつの集合を表しているから、「ここでAは無限公理により存在する集合を『全て』選んだものである」では、意味が通らないから誤読。

なるほど
それは、理屈だ

それでは
N:=∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]} (ただしここでAは無限公理により存在する集合を任意に選んだものである) from 「ペアノの公理」外部ﾘﾝｸ:ja.wikipedia.org
　vs
ω = {y∈X：∀x(φ(x)→y∈x)} ここに Xは無限公理によって保証される無限集合を一つ選ぶとする
また φ(x) は ∅∈x∧∀y(y∈x →S(y)∈x) である*) from 数理論理学II p9 坪井明人筑波大外部ﾘﾝｸ[pdf]:www.math.tsukuba.ac.jp (>>563)
注*)このようにすれば、ωは集合であり，φ(x)を満たす最小のものになる（もちろんのX取り方に依存しない）

この二つの比較
ja.wikipedia
　vs
数理論理学II坪井明人
だね

そして、数理論理学II坪井明人 P9に記されている通り
ωを条件 ∅∈x∧∀y(y∈x →S(y)∈x)
を満たす最小の集合x として定義したい”という意図も分るよね
（”∅∈x∧∀y(y∈x →S(y)∈x)”が、無限公理の条件であることは、P8に記載がある）

さて、ja.wikipedia の記載の問題点は、積∩の記号（集合の共通部分）をつかっていること
一方、坪井明人は、積∩の記号は不使用だ

積∩の記号不使用で済ませられるならば
その方が、すっきりしてないか？　；ｐ）

597(8): 現代数学の系譜雑談 ◆yH25M02vWFhP 06/16(月)22:11 ID:8WY20Dqi(2/2) AAS
>>589-596
ID:rbeJ8doGは、御大か

囲碁将棋をやらない人は、プロのすごさが分らない
おサルさん、君は御大には”セイモクフウリン”だぞ
まあ、レベルが低すぎると相手のレベルの高さが分らないものだが；ｐ）

そもそも>>563より
Inter-universal geometry とABC 予想57
2chｽﾚ:math
(引用開始)
>無限公理が存在を主張する集合全体
無限公理が存在を主張する集合全体？
(引用終り)

補足すると
”>無限公理が存在を主張する集合全体”について
これ私の発言なのだが、ツッコミが・・
つまり、ZFCなどの無限公理により、無限公理の存在のみを認めるが
存在する無限集合が、はたして自然数の集合Nであることは保証しない
カントールやデデキントの素朴集合論では
自然数の集合Nが、最小の無限集合であって、かつ任意の無限集合はすべてNを含むことは既知
それを、公理的に構築するのがZFCなどの公理の目的
だから、結論を先取りすると
出来た無限集合全体の最小部分、全ての無限集合の共通部分が、自然数の集合Nだと言えるのです（cf.カントールの順序数理論）

ところで、上記にプロ数学者のするどいツッコミが・・
”無限公理が存在を主張する集合全体？”と入ったのです
確かに、そこはツッコミどころでは、あった（＾＾

そこで見つけたのが、>>563の数理論理学II 筑波大坪井先生PDF 外部ﾘﾝｸ[pdf]:www.math.tsukuba.ac.jp
だった

今回は追加で下記をば（こいつは、いつものように jp.wikipedia 無限公理から辿れます）
外部ﾘﾝｸ:en.wikipedia.org
Axiom of infinity
”Extracting the natural numbers from the infinite set”があり
google訳を抜粋する。式も略すが、∩は使われていない！（＾＾
（下記の”非公式には、すべての帰納的集合の共通部分を取ることになります。より正式には、唯一の集合Wの存在を証明したいのです”を百回音読してね）
　記
”無限集合I は自然数の上位集合である。自然数自体が集合を構成することを示すために、指定の公理スキームを適用して不要な要素を削除し、すべての自然数からなる集合Nを残すことができる
自然数を抽出するには、どの集合が自然数であるかを定義する必要があります。自然数は、外延公理と帰納公理以外の公理を仮定せずに定義できます。つまり、自然数は0かその次の要素のいずれかであり、その各要素は0か、その次の要素のいずれかです。正式な言葉で言えば、定義は次のようになります
略
もっと正式にはこうです:
略
代替方法
代替の方法は次のとおりです
Φ（×）「xは帰納的である」という式である。つまり
略
非公式には、すべての帰納的集合の共通部分を取ることになります。より正式には、唯一の集合Wの存在を証明したいのです。
略
つまり
Wは、Ｉは、他のすべての帰納的集合の元でもある。これは明らかに（*）の仮定を満たす
一意性については、まず、(*)を満たす任意の集合はそれ自体が帰納的であることに注意する
略
これらの方法は両方とも、 2階算術の公理を満たすシステムを生成します
(引用終り)
以上

688(4): 現代数学の系譜雑談 ◆yH25M02vWFhP 06/22(日)16:23 ID:e5q/Q8+J(3/4) AAS
>>685
ふっふ、ほっほ

(引用開始)
>”∩{x⊂A|{}∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}”は、そもそも何者なのか？
だからAの部分集合族の共通部分って教えてあげたよね？
(引用終り)

ここの ”∩{x⊂A|{}∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}”は
　最初 >>563 より
”N:=∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}”、”Aは無限公理により存在する集合を任意に選んだもの” by 外部ﾘﾝｸ:ja.wikipedia.org ペアノの公理
で登場した式だよね

で、問題は ”N:=∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}”が、正しいかどうか？
おれは、こんなところで ∩を使うのは如何かと行っているのだ

いま記号を変えて、M =∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]} と書くよ
人は、無限集合としての自然数の集合Nが、空集合∅を含んで
かつyの後者たるy∪{y}を、無限に含むと知っている（カントールやノイマンによる）

これを、公理的に導きたいのだが
そのときに、積記号∩を使うのが適当かどうか？
”M＝N”が証明できれば、無問題（望ましくは ”一意”の証明もね）
やってみてｗｗ　；ｐ）
（以前にも書いたが、話の順で順序数の構成までいけば、それは結論としては可能だが
　（実際渕野氏は >>677で示した通り ”補題2.22
　(1)自然数の要素は自然数である．
　(2)集合Xを∅∈Xですべてのy∈Xに対しy∪{y}となるようなものとすると，Xはすべての自然数を含む．
　補題2.22の証明は，以下に述べるＯn上の帰納法の説明の後まで保留する．”
　などとしている。（ここに”Ｏn”は、順序数）））

921(1): 現代数学の系譜雑談 ◆yH25M02vWFhP 07/19(土)15:34 ID:jT6bEcWg(3/5) AAS
つづき

ことの始まりは、>>563 より
(参考)
外部ﾘﾝｸ:ja.wikipedia.org
ペアノの公理
自然数の集合論的構成
現代数学において標準的な数学の対象はすべて集合として実現されている。集合論における自然数の標準的な構成法としては、
・N:=∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}
・0:=∅
・S(x):=x∪{x}
がある。ただしここでAは無限公理により存在する集合を任意に選んだものである。
これらの集合は存在して、ペアノの公理を満たすことが確かめられる。
この構成法はジョン・フォン・ノイマンによる[7]。

1）ペアノ公理の自然数の集合論的構成で、ノイマンによるものの説明です
　ここで、”N:=∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}”、”Aは無限公理により存在する集合を任意に選んだもの”
　とあるので、集合の積∩は任意A つまり全てのA と読めます
　ノイマンの最初の論文がこうだったという都市伝説がある（私は原論文は未確認）
2）で、wikipediaの記載はこうだとしても・・
　任意Aあるいは全てのAの集合の積∩を考えるというのは当然突っ込みどころであります
(引用終り)

上記ペアノの公理 ja.wikipedia における
『N:=∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}』
なる式をだれかが書いたらしい

∩は、集合の積で intersection
上記の Axiom of infinity
”Informally, what we will do is take the intersection of all inductive sets.
More formally, we wish to prove the existence of a unique set W such that
∀x(x∈W↔∀I(Φ(I)→x∈I)). (*)”
における Informally ”take the intersection of all inductive sets.”をなんか勘違いして
だれかが書いたと思うんだよね
ところが、この『N:=∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}』を必死で擁護するやつがいるんだ
自分が書いた式でもないし

繰り返すが en.wikipedia Axiom of infinity ”Extracting the natural numbers from the infinite set”では
”More formally, we wish to prove the existence of a unique set W such that・・”と
”∩”を使ってないよと指摘したら、発狂する人がいるんだｗ
自分で書いた式でもないだろうし、intersection は en.wikipedia では ”Informally”なのに・・ｗｗ（＾＾
以上

930(2): 現代数学の系譜雑談 ◆yH25M02vWFhP 07/19(土)23:39 ID:jT6bEcWg(4/5) AAS
>>920-921 補足

補強しておくよ　；ｐ）
　>>563より
外部ﾘﾝｸ:ja.wikipedia.org
ペアノの公理
自然数の全体を特徴づける公理
自然数の集合論的構成
N:=∩{x⊂A∣∅∈x∧∀y[y∈x→y∪{y}∈x]}*
0:=∅
S(x):=x∪{x}
具体的な自然数は
1:=S(0)={0}={∅}
2:=S(1)={0,1}={∅,{∅}}
3:=S(2)={0,1,2}={∅,{∅},{∅,{∅}}}
4:=S(3)={0,1,2,3}={∅,{∅},{∅,{∅}},{∅,{∅},{∅,{∅}}}}
のようになる。この構成法はジョン・フォン・ノイマンによる**[7]。
( 注*)ここに ∩ を使っているが、下記坪井明人筑波大は ∩は使わない
　**)この構成法のS(x):=x∪{x}で、S(x)はそれまでの自然数をすべて含み
　例えば4の濃度は4 などとなり、綺麗な自然数構成になる（by スレ主）)

対して
外部ﾘﾝｸ[pdf]:www.math.tsukuba.ac.jp (>>563)
数理論理学II 坪井明人筑波大
P8
1.1.9 無限公理
無限公理：
集合 x に対して，x ∪ {x} を S(x) で表す．例えば，S(∅) = {∅}, S^2(∅) =S(S(∅)) = {∅, {∅}} である．
S は，successor の頭文字で，次の元*)という意味を持たせている．
( 注*)しばしば後者あるいは後者関数と呼ばれる（by スレ主）)
無限公理：
∃x(∅ ∈ x ∧ ∀y(y ∈ x → S(y) ∈ x)).
x は ∅（0 と思う）を含んでいて，y が x に属すれば，y の次の元 S(y) も x に
属している．そのような x が存在することを主張するのが無限公理である．
直観的には，自然数全体のような集合が存在することを意味する．
無限公理によって保証される集合は， ∅, S(∅), S^2(∅), S^3(∅), . . . をすべて元
として含む集合である．しかし余分な元を含んでいるかも知れない．そこで自然数全体の集合 ω を
{∅, S(∅), S^2(∅), S^3(∅), . . . }
として定義したい．しかし「. . . 」の部分は直観的な説明としては容認できるが，
我々の立場では定義とは言い難い 1．そこで ω を条件
∅ ∈ x ∧ ∀y(y ∈ x → S(y) ∈ x)
を満たす最小の集合 x として定義したい：無限公理によって保証される無限集合 X を一つ選び，
ω = {y ∈ X : ∀x(φ(x) → y ∈ x)}*
とする．ここで φ(x) は ∅ ∈ x ∧ ∀y(y ∈ x → S(y) ∈ x) である．このようにす
れば，ω は集合であり，φ(x) を満たす最小のものになる（もちろん X の取り
方に依存しない）．
( 注*)ωは最初の無限順序数を表し、ノイマン構成では ω＝Nである
　坪井明人は、∩を使わない。この方が簡明に思える（by スレ主）)
(引用終り)

要するに坪井明人筑波大の方が、ja.wikipediaのペアノの公理自然数の集合論的構成の
記号 ∩ を使った人よりもちょっと賢い気がする今日この頃だなｗ；ｐ）

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