在逻辑学中,悖论是指这样一个命题α:由α出发,可以找到一个命题β.然后,若假定β,就可以推出非β;若假定非β,就可以推出β.罗素曾构造了这样一个集合,用我们现在使用的符号可以表示为:
也就是说,T是由所有那些不属于自己的集合所组成.现在我们要问:集合T是否属于它自己?
倘若假定T∈T,因为T的任何元素x都满足条件xx,所以TT,这与假定T∈T矛盾.反之,倘若假定TT,因为T是由所有那些满足条件xx的x所组成,所以T∈T,这与假定TT矛盾.这个矛盾是罗素1902年发现的集合论悖论,现在简称为罗素悖论.(www.daowen.com)
由于罗素悖论所涉及的概念都是朴素集合论中的基本概念——集合与元素,因而罗素悖论的出现立即震动了整个数学界,引起了数学史上的第三次危机.为了消除悖论,人们开始寻找解决悖论的各种途径和方法.由于当时希尔伯特刚为欧氏几何学成功地建立了公理系统,因此,大家普遍认为采用公理化的方法对集合作一些必要的限制是适当的.1908年,E.策梅洛(Zermelo)给出了第一个集合论公理系统,现在人们称它为Z系统,后经T.斯柯伦(Skolem)、A.弗兰克尔(Frankel)等人的改进,形成了著名的ZF公理系统.然而,ZF系统的展开是形式化的,它是以带等词“=”和隶属关系“∈”的狭谓词演算为基础,加上关于集合基本性质的非逻辑公理组成的形式演绎体系.它的非逻辑公理有:外延公理、空集公理、配对公理、并集公理、幂集公理、子集公理、无穷公理、替换公理、正则公理.如果加上选择公理AC时,得到的系统就是ZFC(ZF+AC).在ZFC公理系统中,子集公理是一种受到限制的概括原则.用这条公理只能得到与已构造的集合相比并不太大的集合.这样就有效地阻止了悖论的产生,并且还能够得出数学中所需要的东西.除ZF系统以外,还有罗素为解决悖论建立的类型论,冯·诺伊曼(Von Neumann)、P.贝奈斯(Bernays)和K.哥德尔(G¨odel)等人建立的集合论的GB公理系统.有兴趣的读者请参看文献[1].
下面的讨论将是非形式的,因而会出现一些不够严格的情况.形式的讨论,可作为第四章之后的练习.
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