現在2023年7月7日21時04分である。(この投稿は、ほぼ2937文字)
今年の4月に、以下の投稿を、書きかけていたが、証明を完成させるのが遅れ、投稿しそびれていた。本来、真理のカメさんが、存在することを、証明するつもりだったが、ひとまず証明の流れを見てもらい、完全な証明を与えるのは、後に日を改めて、行うことにして、投稿することにした。
現在2023年4月16日20時11分である。
麻友「昨日遊んだから、真面目に始めるかな?」
私「そうしようか。自由超フィルター( な超フィルター)の存在の部分を、書こうか」
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自由超フィルター
1.1.11 定義
を無限集合, を 上の超フィルターとする. に属する可算個の元 で、 なるものが存在するとき、 を自由超フィルター(free ultrafilter)と言う.
注意
これは慣用と著しく異なる用法である.普通,この条件をみたす超フィルターは,(訳せば可算級非完備)と呼ばれ,《自由》は《非単項》と同義である.我々が使うのはもっぱらこの種の超フィルターであるのに,この名称は長すぎるし,否定辞を含んでいるのも,気に入らない.それに,非単項で自由でない超フィルターは存在するかどうか分っていない.(ここに、脚注がある)こういう理由であえて慣用を破った.ほかの本や論文を見るときは注意を要する.
脚注
これはいわゆる可測基数の存在問題である.もしゲーデルの を仮定すれば可測基数は存在しない.
1.1.12 命題
無限集合 上の超フィルター に関するつぎの三条件は同値である.
a) は自由( な)超フィルターである.
b) に属する可算個の元 で, なるものが存在する.
c) の可算個の類への分割 で、どの も に属さないものが存在する.
証明
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『超積と超準解析』(12ページから13ページ)
私「眠くなっちゃったから、続きは、明日ね。解散」
現在2023年4月16日21時52分である。中断。
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1.1.13 命題
自由( な)超フィルターは単項でない.とくに が、可算集合なら、逆も成立つ.
証明
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(以上、『超積と超準解析』の13ページの一部)
この命題から、次の定理が得られ、『真理のカメさんが、存在する』というか、『真理のカメさんが、作れる』ということが、分かるのである。
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1.1.14 定理
無限集合 の任意の無限部分集合を含む自由( な)超フィルターが存在する.とくに, 上に自由( な)超フィルターが存在する.
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(以上、『超積と超準解析』の13ページから14ページの一部)
真理のカメさんの作り方
ちょっと出だしだけ、見せておこう。
まず、真理のカメさんの場合、 であり、自然数全体の集合は、可算集合だから、 1.1.13 命題 で、言っている、逆が成り立ち、非単項なら、 な超フィルターである。真理のカメさんの条件 e)により、 上の は、有限集合を含まないから、非単項であり、よって今、 は、 であることが、確かめられた。そして、 1.1.14 定理 より、 上に、 な超フィルターが存在するのである。
ところで、気になっているのが、超実数、
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みたいなのと、
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とを、同じにしていいか? もう少し言うと、これらの数列で、一致しているところの番号、
を、カメさんが見て、ああこれは、持ってるなと分かった場合は、いいのだが、(つまり、それまでに、『持ってる』と、答えたことを覚えている場合)、一方まだ、未体験のものだった場合、持っていると、答えるか、持っていないと、答えるか、判断しなければ、ならない。これは、今までに答えたことと、矛盾しないように答える必要がある。だけど、1通りには、決まらないことがある。だから、真理のカメさんは、目に見える形には、構成できないのである。
私「今日は、ここまでにする。定理の証明は、後できちんとする。まず、可算級善良超フィルターというものの使い方に、触れて欲しかった。それでは、解散」
現在2023年7月7日22時40分である。おしまい。