也可是,更多出现与代数几何,范畴有关的领域里。
不过也仅仅是等价于强不可达性大基数的存在 (即一个无限基数 κ 会使得Vκ⊨ZFC.它可以断言 Con(ZFC)
Grothendieck宇宙其实就是在 ZF 运算下封闭的一个类,其实质就是 Vκ,其中 κ 是一个强不可达基数。
不过比较有趣的是Grothendieck作出如下假设:对于任意集合 X,都存在宇宙 U 满足
X∈U。
这个假设等价于“对于每个序数都有比这个序数大的强不可达基数”,或者“存在无界多的强不可达基数”。
Grothendieck宇宙中不一定有不可达基数,而是说Grothendieck宇宙本身的高度和宽度是不可达基数。
比如说如果k是最小的不可达基数,那么Vk是Grothendieck宇宙,并且其中没有任何不可达基数Grothendieck宇宙的封闭性质使得它强于单纯的传递模型,例如说对幂集封闭导致了它必然是不可数的,而传递模型可以是可数的。
考虑到大部分数学命题涉及的集合不会超过
Vω+ω,(这里的两个欧米伽加欧米伽,应为小写右下角)Grothendieck宇宙是一个相当大的框架(不得不感慨集合论与其它数学分支相比是走得太偏又太远了)。
所有集合的全域可以如下递归地的定义:V0=ф,ф 是空集(φ=Φ,这里是格式错误)
Vα+1=P(Vα),α 是任意序数
Vα=∪α≺βVβ,α 是极限序数。
最后令V=Uα ∈ ONVα,ON是所有序数的类。
在 ZF 里可以证明 V 就是所有集合的全域。对任意集合 x,可以定义x在全域V中的秩,rank(x)=min{α:x ∈ Vα+1},可以证明对每一
序数α,Vα就是那些所有秩小于 α 的集合构成的集合,即Vα={x:rank(x)≺α}
直观的说,每个集合都是由幂集算子“沿着序数不断迭代产生的,每个集合都在V的某个序数前段中被创造出来。
而类可能无法属于任何一个序数前段(即
Vα),真类与集合全域V一样“高”。
设 κ 是一个强不可达基数,那么Vκ 就是一个Grothendieck宇宙。
并且,我们可以证明Vκ是 ZF 的一个传递模型。
在假设选择公理的情况下,Vκ 也是 ZFC 的一个传递模型。
反过来,假设 U 是一个Grothendieck宇宙,那么它的基数|U|是强不可达的并且
U=Vκ,其中κ=|U|。
因此,存在Grothendieck宇宙与存在强不可达基数是等价的。
Vκ 虽然也是V的一个序数前段,但是 κ 对于它之下的那些序数是“不可达的”。
对于 κ 之下的那些序数来说,κ 就像所有序数的类ON一样,而Vκ 对于那些属于 Vκ 的集合(即秩小于 κ 的集合)就像所有集合的全域V一样。
所以,在范畴论里将某个宇宙U元素称为“集合”无非就是指那些秩小于某个强不可达基数的集合而已。
通过假设存在Grothendick宇宙U,我们可以自由地谈论那些(相对于ZFC的)“大范畴”。
通常,我们会添加Tarski-Gronthendieck公理:
对任意集合x,都存在一个宇宙U,使得
x∈U。
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