数学联邦政治世界观
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(1) ZFC对于ZF在Π¹₄ 语句上保守:任何 Π¹₄ 语句如果能用ZFC证明,ZF就也能证明

(2) ZFC+GCH对ZF+DC在Π²₁ 语句上保守:任何 Π²₁ 语句如能用ZF+GCH证明,那么ZF+DC就能证明

(1)的证明:假设ZFC⊢∀xφ(x) ,其中 φ(x) 复杂度为 Σ¹₃ . 现在从ZF中论证:对于任意 α∈ℝ,L[α]╞ φ(α) ,这是因为 L[α] 满足ZFC. 而根据Shoenfield绝对性定理, L[α]╞ φ(α) 蕴涵 φ(α) ,而由于 α 是任意选取的,所以 ∀xφ(x) 得证。

(2)的证明:假设ZF+DC不能证明∀X⊆ℝφ(A),其中 φ 是二阶算术语句,那么就存在一个模型 M╞ ZF+DC+∃X⊆ℝφ(A) 。对它的 ω₁ 加入一个Cohen subset G ,这会使得 M[G]╞ CH。在这个扩张中取 L(R,A,G) ,注意到这个模型跟M中有着一样的实数,所以我们就得到一个 ZFC+GCH+∃X⊆ℝφ(A) 的模型,这也就说明了ZFC+GCH也不能证明 ∀X⊆ℝφ(A) 。

Remarks:

• 根据对证明的观察,可得知定理(1)中的ZFC可以被加强为ZFC+∃α∈ℝ(V=L[α]) ,而由于广义连续统假设GCH是∃α∈ℝ(V=L[α])的推论,所以也能得知ZFC+GCH对于ZF在 Π¹₄ 语句上保守。定理(2)说得则是一个稍微强的事实,那就是ZFC+GCH对ZF+DC在 Π²₁ 的语句上保守(所以这也包括了所有二阶算术语句)

• 同时我们知道 ∃α∈ℝ(ℝ=ℝ∩L[α]) 复杂度为 Σ¹₄ ,它是ZFC+∃α∈ℝ(V=L[α])的定理但不是ZF的定理。

• 连续统假设 2ω=ω₁ 等价于三阶算术中的 Σ²₁ 语句“存在一个实数上的关系,使得实数在这个关系下被排为良序,其中每一个真前段都可数”。定理(2)就相当于宣告了连续统假设不能等价于任何 Π²₁ 语句。

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