Autor Tema: Conjuntos inductivos sin necesidad del Axioma de infinitud

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13 Noviembre, 2016, 06:10 pm
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Proyecto_dos

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Hola,


Sea el conjunto:  \( X=\left\{{x\in{A}\,|\,\phi(x)}\right\} \) ,  para:  \( \phi \) =  Ser un conjunto que no tiene elementos.

Entonces:  \( x=\emptyset \)  \( \wedge \)  \( X=\left\{{\emptyset}\right\} \)  \( \Rightarrow{} \)  \( X=1 \)

Sea ahora:  \( X'=\left\{{x\in{A}\,|\,x=1}\right\} \)

Entonces:  \( X'=\left\{{X}\right\}\,=\,\left\{{\left\{{\emptyset}\right\}}\right\} \)  \( \Rightarrow{} \)  \( X'=2 \)

Sea:  \( X''=\left\{{x\in{A}\,|\,x=2}\right\} \)

Entonces:  \( X''=\left\{{X'}\right\}\,=\,\left\{{\left\{{\left\{{\emptyset}\right\}}\right\}}\right\} \)  \( \Rightarrow{} \)  \( X''=3 \)

Sea ahora por recursión:

\( X^{'(n)}=\left\{{x\in{A}\,|\,x=n}\right\} \)  \( \wedge \)   \( X^{'(n)}=n+1 \)

Entonces existirá una aplicación biyectiva  "\( g \)" ,  tal que:  \( g\,:\,\,A\rightarrow{\mathbb{N}} \)  y diremos que A es un conjunto inductivo.


Un saludo,
  La individualidad es el engaño útil del verdadero objetivo general.  F. Moreno 

13 Noviembre, 2016, 10:56 pm
Respuesta #1

Carlos Ivorra

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En primer lugar no está claro qué es ese conjunto A que consideras desde el principio.

En segundo lugar, para demostrar el teorema de recursión tienes que tenr definidos ya los números naturales, que son ya un conjunto inducivo. Estás usando lo que pretendes demostrar. Además no lo usas correctamente.

En tercer lugar, no usas correctamene el teorema de recursión, pues te daría una aplicación con dominio \( \mathbb{N} \), no A.

Hay alguna sutileza más que se podría discutir, pero creo que esto basta para que quede claro que el argumento no vale.

13 Noviembre, 2016, 11:33 pm
Respuesta #2

Proyecto_dos

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Ok a todo. Me queda claro que está mal o incluso muy mal.

Pero antes de olvidarme de esta entrada, me gustaría saber qué pasaría si le pongo estos parches:

1) Sea A un conjunto (de entrada) no vacío. Por lo tanto la aplicación "g" de A sobre N sería suprayectiva entonces

2) Me olvido de la "recursión". Realmente quería decir "repetición" -pero tengo dudas ahora de si esto es correcto o no-. ¿Puedo llegar hasta  \( X^{'(n)} \)  por simple iteración?


Un saludo,
  La individualidad es el engaño útil del verdadero objetivo general.  F. Moreno 

14 Noviembre, 2016, 12:03 am
Respuesta #3

Carlos Ivorra

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1) Sea A un conjunto (de entrada) no vacío. Por lo tanto la aplicación "g" de A sobre N sería suprayectiva entonces

¿Y qué pasa si \( A \) es, por ejemplo, \( A=\{\emptyset\} \) (un conjunto no vacío)? ¿Qué clase de conjunto inductivo pretendes definir a partir de un conjunto con un único elemento? Sin el axioma de infinitud no puedes asegurar que existan conjuntos infinitos, y si tu conjunto \( A \) es finito, no hay mucho que hacer con él.


2) Me olvido de la "recursión". Realmente quería decir "repetición" -pero tengo dudas ahora de si esto es correcto o no-. ¿Puedo llegar hasta  \( X^{'(n)} \)  por simple iteración?

Tendrías que definir "iteración", pero lo cierto es que sin el axioma de infinitud no es posible demostrar la existencia de conjuntos inductivos, porque los conjuntos hereditariamente finitos son un modelo de ZFC sin el axioma de infinitud. Es posible programar un ordenador de modo que si le das una prueba rigurosa de que existe un conjunto inductivo sin usar el axioma de infinitud, el ordenador te devuelva una demostración de que \( 0\neq 0 \) en ZF.

14 Noviembre, 2016, 10:11 am
Respuesta #4

Proyecto_dos

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Hola,


Ok. Si el conjunto unión de 2 conjuntos hay que postularlo como axioma por qué no el conjunto inductivo. Pero pienso que se debería llamar así: "Axioma del conjunto inductivo" ó algo parecido. Lo de Axioma de infinitud a mí por lo menos me resulta confuso.

Entiendo (a un nivel básico por ahora) que el Axioma de especificación en ZF restringe mucho el poder construir un conjunto inductivo sin necesidad de postularlo. En NFA, hasta dónde he visto (C. Ivorra - Revista del Foro), sí se pueden definir los Conjuntos inductivos a partir del Conjunto de todos los cardinales; pero claro, hay que lidiar primero con la idea (también confusa) de un conjunto de todos los cardinales


Un saludo,
  La individualidad es el engaño útil del verdadero objetivo general.  F. Moreno 

14 Noviembre, 2016, 10:42 am
Respuesta #5

Carlos Ivorra

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Ok. Si el conjunto unión de 2 conjuntos hay que postularlo como axioma por qué no el conjunto inductivo. Pero pienso que se debería llamar así: "Axioma del conjunto inductivo" ó algo parecido. Lo de Axioma de infinitud a mí por lo menos me resulta confuso.

Se llama axioma de infinitud porque sin él es imposible demostrar que existan conjuntos infinitos, es decir, es el axioma que introduce en la teoría los conjuntos infinitos.

Entiendo (a un nivel básico por ahora) que el Axioma de especificación en ZF restringe mucho el poder construir un conjunto inductivo sin necesidad de postularlo.

No es un problema del axioma de especificación. Simplemente, todos los demás axiomas se cumplen igualmente en un universo formado exclusivamente por conjuntos finitos.

En NFA, hasta dónde he visto (C. Ivorra - Revista del Foro), sí se pueden definir los Conjuntos inductivos a partir del Conjunto de todos los cardinales; pero claro, hay que lidiar primero con la idea (también confusa) de un conjunto de todos los cardinales

NFA está llena de trucos técnicos que permiten cosas como ésa.

18 Noviembre, 2016, 12:33 pm
Respuesta #6

Raúl Aparicio Bustillo

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Yo creo que la demostración está mal desde el principión. La descripción de X no se corresponde con el conjunto {{}}, sino con el propio {}

18 Noviembre, 2016, 02:25 pm
Respuesta #7

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Hola,


Yo lo que pensé es que como "x" sólo puede ser  \( \emptyset \)  y por el axioma de extensionalidad no puede haber 2 conjuntos vacíos distintos; entonces:  \( x\,\,(único)\,=\,\emptyset\,\in{X} \)  \( \wedge \)  \( X=\left\{{\emptyset}\right\} \) .  De todas formas pienso que no merece la pena darle más vueltas; quedó claro -a mí por lo menos- por las respuestas de Carlos Ivorra, que la misma forma de plantear la cuestión era errónea.


Un saludo,
  La individualidad es el engaño útil del verdadero objetivo general.  F. Moreno 

18 Noviembre, 2016, 10:46 pm
Respuesta #8

Raúl Aparicio Bustillo

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Bueno, aunque estaría muy bien conseguir la inducción transfinita por métodos finitistas, era uno de los propositos del llamado programa de Hilbert. El problema es que Gödel demostró con su primer teorema que era imposible crear una teoría isomorfa a una que contuviera inducción transfinita que fuera finitista. La inducción transfinita, que requiere el axioma del infinito y el axioma de partes, es una generalización a conjuntos infinitos del principio de inducción de PA2. El problema es que las teorías de conjuntos (bueno, no todas, en NFU+axioma de elección+axioma de computo, que es más debil que ZFC y relativamente consistente con respecto a esta, el axioma de infinito es un teorema, si admitimos como noción primitiva el par ordenado)

Naturalmente, al contrario de estructuras, como los números reales, que sabemos que son infinitos, pero podemos representarlos no como puntos como es habitual, sino con vectores libres pero restringiendo su movimiento al eje de coordenadas ya tenemos un modelo para\(  (\mathbb{R},+,>) \). Vale, nos falta sólo las propiedades del producto y la distributiva que une las 2. Sin embargo, hay una axiomática de Tarski, que nunca he conseguido ver, en el que el producto no es un término primitivo, es decir, que las fórmulas que tratan de productos se pueden traducir en fórmulas de sumas. Esto en los numeras naturales es trivial, pero en los reales, no lo es en absoluto

Aprovecho ya mi comentario para preguntar, ¿alguien conoce la axiomatización de los reales de Tarski?



En cambio, a la hora de elegir la jerarquía de Von Neumann como modelo de ZFC, cuando pasamos del nivel V_{\omega}, ese infinito se nos escapa a la imaginación igual que el espacio de 4 dimensiones, o nuestro espacio tridimensional, que aunque es casi plano, es en realidad curvo, pero nuestro cerebro hasta al menos el momento de la evolución en la que se encuentra el ser humano, no es capaz de visualizarlo

De hecho, esa es la razón por la que sólo algunos libros de matematícas, llegan a aplicar recursivamente hasta los transfinito el axioma de unión y el de partes, lo que plantea serias dudas acerca de la consistencia de ZFC, cosa que en las lógicas de orden finito no ha lugar. Es por eso que salvo algún libro muy técnico de alguna disciplina matemática, todos los libros de Enseñanzas de matematicas no universitarias, y la mayoría de los libros de las carreras experimentales, trabajan con lógicas de orden finito, sin preocuparse demasiado hasta que orden máximo de lógica necesitan aplicar.

Los primerordenistas aluden a la falta de un sistema deductivo que puede ser recursivo y correcto, en lógica de cualquier orden, aunque nunca completo, por el teorema de Gödel, pero el problema es el mismo que trabajando en teoría de conjuntos, tampoco puede ser completa exactamente por el teorema de Gödel. Todos las paradojas de Cantor son consecuencia de aplicar inducción transfinita, o de la circularidad en axiomas y definiciones.

Podría interesarte, aunque en la física en concreto no sirve para formular la lógica de 2º orden, los distintos sistemas de la llamada matemática reversa, que es lo más parecido al programa de Hilbert, y que todas ellas son más debiles que PA2, pero es sorprendente la cantidad de teoremas, aunque sólo es a nivel de curiosidad matemática, que se pueden demostrar

19 Noviembre, 2016, 07:48 pm
Respuesta #9

Proyecto_dos

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Hola Raúl, gracias por la información


No sé si has entendido de lo que ha tratado este hilo. Es algo mucho más básico (OJO: básico  \( \neq \)  trivial). El tema es que yo estoy empezando en esto de la teoría de conjuntos (dada como tiene que darse, no como bolitas que están o no dentro de una cerca). Y lo que ha ocurrido es que en el desierto de mi ignorancia he creído ver un espejismo: ¿Para qué hace falta postular un Axioma de la infinitud si yo puedo construir inductivamente un conjunto infinito a partir de cero? Esto lo ha visto muy bien Carlos Ivorra. Claro, que Carlos (primero) es un Maestro en estas cuestiones y (segundo) me conoce y muchas veces sabe mejor que yo lo que quiero decir. Me explico con un ejemplo un tanto filosófico -mi terreno- antes de llegar a la conclusión.

Imaginemos una sociedad (aislada) de monos idealmente superdotados y comparémosla con otra sociedad, aislada también, de hombres retrasados. Ambas sociedades saben contar en el uso de sus actividades cotidianas y también, por lo tanto, sumar y restar; pero nada más. No tienen el concepto de número negativo ni saben multiplicar y, mucho menos, dividir. Pero existe una diferencia: Por razones genéticas la sociedad humana tiene la noción de conjunto infinito mientras que la de los monos avanzados no. Pues bien, si les exigiéramos a ambas sociedades que elaborasen un sistema lógico que fundamentase sus conocimientos matemáticos; sólo la sociedad de los humanos sería capaz de "construir" el conjunto de los números naturales.

Se podría objetar, a bote pronto, que la sociedad de los monos superdotados sabe sumar y que son capaces de entender que si se añade una unidad a otro número se obtiene otro número mayor; y sería cierto. Pero aún así no podrían "construir" el conjunto de los números naturales porque no tienen "la idea" de un infinito contable. Para ellos, por ejemplo, sería evidente que el cardinal del conjunto de números que se obtienen sumando 2 desde 1 es "naturalmente" mayor que el cardinal del conjunto de los números obtenidos cada 3 posiciones a partir de uno.

En conclusión, yendo a lo concreto que planteé en este hilo: ¿Qué es el conjunto A que pretendo construir? Es en realidad un conjunto infinito contable; y porque lo "es" puedo construirlo como un conjunto inductivo. Pero entonces es algo que ya "existe" previamente y que necesita de un Axioma en la teoría para que a partir de él se pueda derivar válidamente cualquier conjunto inductivo y, en concreto  \( \mathbb{N} \)  como el menor conjunto inductivo incluido en cualquiera de ellos.

Forzando la analogía que he puesto se podría pensar también en una sociedad extraterrestre avanzada para la que la noción de infinito no numerable fuera también una idea evidente puesta como axioma en una supuesta teoría lógica de fundamentación matemática; donde por ejemplo, la hipótesis del continuo sería entonces un simple teorema (y no de los más complicados). No sé si me pasé de filosofía jeje


Un saludo,
  La individualidad es el engaño útil del verdadero objetivo general.  F. Moreno