1963 年,科恩(Paul Cohen)发明了称为力追法的有力工具,并证明了连续统假设的否定的一致性,即
(2.2.2) ZFC ╞ Con(ZFC)→Con(ZFC+¬CH).
与哥德尔对已有 ZFC 模型 M 进行限制从而得到满足特定命题的子模型 LM 的构造方式不同,力迫法所构造的模型 M[G] 是包含给定模型 M 为其子模型的更大的模型.
假设 ZFC 一致,那么由哥德尔的逻辑完全性定理8,就存在一个 ZFC 的集合模型.再由定理 2.3.5,及 Mostowski 坍塌,可以得到一个 ZFC 的可数传递模型。我们一般把可数传递模型作为力追法的原模型(ground model).9
假设 M 是一个可数传递模型,令(P,<) ∈ M 是 M 中的一个偏序。由于 M 是传递的,P,<以及任意 p ∈ P 都在 M 中。10为了直观,我们把 P 中元素称作条件(condition)。对 p,q ∈ p,若 p ≤ q(p<q或p=q),我们称条件 p 比 q 强;若 p⊥q,即不存在 r ∈ P 满足 r ≤ p 且 r ≤ q,则称条件 p 与 q 不相容或不能同真.
定义 2.2.6 假设 P 是偏序,我们称 D ⊆ P 是稠密的(dense),当且仅当对任意 p ∈ P,存在 q ∈ D 满足 q ≤ p.
给定 p ∈ P,我们说 D ⊆ P 在 p 之下稠密,当且仅当 D∩P↑p 是 P↑p 的稠密子集。其中 P↑p = {q ∈ P | q ≤ p}.
定义 2.2.7 假设 P 是偏序。我们称 F ⊆ P 是偏序 P 上的滤,当且仅当
(1) F ≠P,
(2) 若 p ∈ F且 p<q,则 q ∈ F,
(3)若 p,q ∈ F,则存在 r ∈ F并且 r ≤ p 且 r ≤ q
定义 2.2.8 假设 P 是模型 M 中的偏序, G 是偏序 P 上的滤。我们称 P上的滤 G 是 M-脱殊滤(generic filter),当且仅当对任意 D ∈ M,若 D 是 P 的稠密子集,那么 G∩D ≠ Ø.
我们一般要求力迫法的原模型 M 是可数的,是因为这样的话,对任意 M 中的偏序 P 只有可数个 M 中的 P 上的稠密集.假设{Di | i < κ }是 M 中所有的 P 上的稠密集。任取 p0 ∈ D0。对任意 i,取 pi+1 ∈ Di+1 使得 pi+1 ≤ pi。因为所有 Di 都是稠密的,所以 pi 总能够取到。令 G ={q ∈ P | ∃i < κ(pi ≤ q)}.容易证明, G 是滤,并且是 M-脱殊滤。因此,可数模型中的任意偏序上总存在脱殊滤。
严格来说,我们对于用来力迫的条件集,即偏序 P 没有任何额外要求.但在力迫法的实际运用中,偏序集 P 都满足如下性质:
(2.2.3) 对任意 p ∈ P,存在 q ≤ p,r ≤ p,满足 q ⊥ r.
定理 2.2.9 P ∈ M 是偏序. P 满足 (2.2.3),当且仅当任意 P 上脱殊滤 G ∈M.
因此,对于不满足(2.2.3)的偏序,存在其上脱殊滤 G ∈ M.又根据定理 2.2.16,由此生成的脱殊模型 M[G]= M,将没有意义,我们称之为平凡力迫。
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