超限數是大于所有有限數(但不必為絕對無限)的基數或序數,分別叫做超窮基數(英語:transfinite cardinal number)和超窮序數(英語:transfinite ordinal number)。術語“超限”(transfinite)是由格奧爾格·康托爾提出的,他希望避免詞語無限(infinite)的某些暗含,即那些只不過不是有限(finite)的對象。盡管當時其他作者對此有所疑惑,現在被接受的用法是稱超限基數或序數為無限的。但是術語“超限”仍在使用。
介紹
超限數是大于所有有限數的仍不必定絕對無限的基數或序數。術語超限(transfinite)是康托爾提出的,他希望避免詞語無限(infinite)的與只不過不是有限(finite)的那些對象有關的某些暗含。很少的當代作者共有這些疑惑;現在被接受的用法是稱超限基數或序數為無限的。但是術語超限仍在使用。對于有限數,有兩種方式考慮超限數,作為基數和作為序數。不象有限基數和序數,超限基數和超限序數定義了不同類別的數。最小超限序數是ω。第一個超限基數是aleph-0,整數的無限集合的勢。如果選擇公理成立,下一個更高的基數是 aleph-1。如果不成立,則有很多不可比較于 aleph-1 并大于 aleph-0 的其他基數。但是在任何情況下,沒有基數大于 aleph-0 并小于 aleph-1。
超窮序數可以確定超窮基數,并導出阿列夫數序列。連續統假設聲稱在aleph-0和連續統(實數的集合)的勢之間沒有中間基數:就是說,aleph-1是實數集合的勢。已經在數學上證實了連續統假設不能被證明為真或假,由于庫爾特·卡塞雷斯和沃爾特·科恩的不完備性定理的影響。
某些作者,比如Suppes、Rubin使用術語超限基數來稱呼戴德金無限集合的勢,在可以不等于無限基數的上下文中;就是說在不假定可數選擇公理成立的上下文中。給定這個定義,下列是等價的:
- {\displaystyle \mathbf{m} }是超限基數。就是說有一個戴德金無限集合A使得A的勢是{\displaystyle \mathbf{m} }。
- {\displaystyle \mathbf{m} +1=\mathbf{m} }。
- {\displaystyle \aleph _{0}\leq \mathbf{m} }。
- 有一個基數{\displaystyle \mathbf{n} }使得{\displaystyle \aleph _{0}+\mathbf{n} =\mathbf{m} }。
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