数学联邦政治世界观
超小超大

Stewart Shapiro SEP原文(一) (10-8)

正如Benacerraf所论证的那样,将“自然数”等同于一个特定的集合论体系是有问题的;或者至少,在任何绝对的意义上这样做似乎都是错误的。Benacerraf的结论是,数字不是集合,也不是任何种类的对象,而是结构中的位置。现在,人们几乎可以同意Benacerraf所说的一切,但仍想在不太绝对的意义上把“自然数”等同于某种集合论体系。在这样做的时候,人们可以承认,Dedekind-Peano公理的任何其他模型“也会做得很好”,也就是说,可以选择它来代替(也许出于实用主义的原因要排除在外,例如,能够概括到超限)。这意味着,我们所认定为同一于(identify)自然数的东西是取决于一个初始的、临时的、有点武断的选择。对于大多数数学目的来说,这样的实用性的同一化就足够了;事实上,这正是人们在标准公理集合论中所做的事情。由此产生的立场又值得算作结构主义的一种形式,正如它的辩护者所坚持的那样。使它成为结构主义的原因是,在任何更绝对意义上的对自然数的“同一性认定漠不关心(indifference to identify)”(参见Burgess 2015)。

集合论结构主义的核心,正如刚才所描述的那样,是在几个同构系统中选择一个作为“自然数”的实用性的指称对象(实数等也是类似)。在某种意义上,我们谈论“自然数”,那么也谈论 “数字0”、“数字1”等等,都是相对于这个初始选择而言的。这被看作是没有问题的,因为无论我们如何选择,我们都会得到同样的算术定理(因为公理系统的范畴性,这意味着它的语义完备性)。作为背景,我们可以再次采用Zermelo-Fraenkel集合论。但是,我们也可以通过允许“原子”或“urelements”,即不是集合的对象,来稍微扩大这个方法。因此,我们可以在我们的论域中包括凯撒大帝或某个啤酒杯,结果是它们中的任何一个都可以“是(be)”数字2,比如说,在我们选择的算术模型中占据“2-位置”。由于这个特点,我们将使用“相对主义结构主义”来称呼这个方法(参见Reck & Price 2000)。似乎也可以说,这种立场,特别是在其集合论版本中,被许多数学家明确地或隐含地接受。事实上,它可能是结构主义中最广受青睐的形式。

在集合论结构主义中,以及在更广泛的相对主义结构主义中,唯一起作用的数学对象是那些公理集合论(可能带有urelements)允许我们引入的对象。我们不需要另外假设抽象的结构。由于这个原因,这个立场是另一种形式的取消式结构主义(虽然它并不是完全取消式的,因为它接受了集合)。事实上,集合论关系系统(理论的集合论模型)本身在这里被认为是相关的结构。(在许多数学教科书中,正是这样的关系系统被称为“结构”)。然而,与后者有关的还存在另一种选择。即,比如说,我们也可以将自然数的结构等同于Dedekind-Peano公理所定义的(高阶)概念;对于其他(范畴)公理系统也同样如此。这就导致了结构主义的另一种取消式形式:“概念结构主义”(参见Isaacson 2010,Feferman 2014,也参见Ketland 2015,和其他网络资源)。

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