数学联邦政治世界观
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特殊篇章(数学定理) (5-5)

按照定理7.10的思路,我们同样可以证明这个公式集的每个有穷子集都是可满足的。但是,这个公式集本身却不可满足,因为二阶Peano理论的模型里没有「非自然数」。因此,对二阶语言,紧致性定理不成立。既然完全性定理蕴涵紧致性定理,从此又得出,二阶逻辑没有完全性;其中的语形推演不能实现全部语义上有效的推理。我们看到,二阶量化所收获的表达力,被推演力方面的损失「抵消」了。

Lindström证明,在一个比一阶语言表达力强的语言里,紧致性定理和 Löwenheim-Skolem定理不能同时成立。因此,一阶语言唯一具有这样两个性质,它在模型论的意义上被紧致性和 Löwenheim-Skolem性质所刻画。

7.13习题证明:

1)如果 φ 为一阶语句,且

Mod(φ)包含所有无穷结构,那么存在自然数

n>0,使得Mod (φ)也包含所有基数大于 n 的结构。

2) 设 Φ ₁、Φ ₂为一阶语言Ը的语句集。如果Mod (Φ ₁ ) ∩ Mod (Φ ₂ )=∅,那么,存在Ը-语句φ,使得

Mod (Φ ₁ ) ⊆Mod (φ),且

Mod (Φ ₂ ) ⊆Mod (¬φ)。

3)设K为所有Ը-结构组成的类。如果K的子类

K ₁ 与K — K ₁ 都是初等类,则K ₁ 与K — K ₁ 都是可有穷公理化的。

4)一阶语言Ը的语句集Φ称为独立的,如果Φ中任意语句φ都不能由Φ— {φ}推出。

i)对Ը的任何有穷语句集Φ,存在Φ的独立子集Ψ,使得 Mod (Φ)=Mod(Ψ)。

ii) (如果Ը是可数的) 对每个Ը-结构组成的初等类K,存在独立的Ը-语句集Φ,使得

K=Mod (Φ)。

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