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集合论手册。分三卷。 (英语) Zbl 1197.03001号

多德雷赫特:施普林格(ISBN 978-1-4020-4843-2/hbk;978-1-4020-5764-9/电子书)。xiv,第1-736页/第1卷;xiv,第737-1447页/第2卷;xiv,第1449-2197页/第3卷。(2010).

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本手册是为研究生和研究人员编写的,因此假设读者已经具备集合论的良好基础知识。这24章和一篇长长的导言是由公认的专家、他们所在领域的主要研究人员撰写的。该手册分为三卷,第一卷专门介绍组合数学、连续统和可构造性,第二卷介绍基本嵌入和奇异基数组合,第三卷介绍内部模型和确定性。
在导言(第1-92页)中,金城明弘为现代集合论和手册提供了历史和组织框架。他概述了导致现代集合论成为数学领域的重要历史发展。他从康托、泽梅洛、哥德尔和科恩的著作开始,描述了影响现代集合论发展的最重要的思想和技术,如无限组合学、强制方法、大基数、确定性、西尔弗定理和覆盖。他处理了20世纪80年代开始的新的扩展,例如大基数的内部模型理论、确定性的一致性、Shelah关于基数运算的工作,以及Todorcevic对组合学和拓扑学的贡献。
在下文中,我们将回顾本手册的各个章节。
1.固定装置。在本章(第93-128页)中,托马斯·杰赫综述了直接涉及平稳集的工作,并提供了正则不可数基数平稳子集的基本理论。他描述了平稳集反射的可能性,并考察了非平稳理想饱和和陡峭的可能性。他研究了\(\mathcal上的闭无界滤波器{P}_{\kappa}\lambda\)并处理过滤器的应用{P}_布尔代数理论中的{\omega_1}A\)。他表明反射在马丁最大值的应用中起着重要作用,并简要描述了固定塔的作用力。
2.分区关系。 安德烈斯·哈伊纳尔让·A·拉尔森本章(第129-213页)以经典的拉姆齐定理和厄尔德定理开始。他们发展了Baumgartner、Hajnal和Todorcevic的方法,并建立了他们对Erdõs-Rado定理的推广。这种方法涉及到采用形式为(langle H(lambda),in,<^{*},dots\rangle)的基本子结构链。本文介绍了Shelah对该理论的几个重要贡献,其中包括一个涉及强紧基数的最近结果和另一个引用其pcf理论的结果。作者研究了小可数序数的配分关系。他们给出了Darby和Schipperus的结果,推广了Chang的结果,即(ω^{ω}longrightarrow(ω,3)^2)是真的(带序数指数)。
3.相干序列。 斯特沃·托多切维奇(第215-296页)系统地描述了他对不可数秩序结构的坚持分析,其中(ω1)既是一个特殊的例子,也是一个典型的例子。对于\(\omega_1\),分析以\(C\)-序列\(\langle C_{\alpha}\mid\alpha<\omega_1\rangle\)开始,其中\(C_{\ alpha+1}=\{\ alfa\}\),对于极限\(\alpha\),\(C_(\alfa}\)是顺序类型\(\amega\)的子集。这提供了一个梯子系统,可以爬上或走下。作者证明了步行对于各种距离函数具有大量的结构。给出了特殊Aronszajn树的系统版本,以及Shelah的结果,即添加Cohen实数会添加Suslin树。他给出了Hausdorff间隙、Banach空间、模型理论、图论和划分关系的应用。后来,他与红衣主教打交道。本文提供了一系列应用,包括原理(平方{\kappa})、更高的Kurepa树和Jensen矩阵。
4.Borel等价关系。 格雷格·霍尔思(第297–332页)概述了波兰空间上的Borel等价关系。对于波兰空格\(X\)和\(Y\),如果任何Borel集的前像是Borel,则函数\(f:X\rightarrow Y\)就是Borel。如果是Borel作为\(X\乘以X\)的子集,则(X\)上的等价关系为Borel。Borel等价关系有一个自然顺序(<_B\)。作者从开创性的Harrington-Kechris-Louveau“Glimm-Effros二分法”开始,讨论了各种结构定理,并以他关于湍流的工作结束。他调查了可数等价关系的结果,并处理了分类问题。
5.适当施压。在本章(第333–394页)中,乌里·亚伯拉罕清楚地说明了谢拉的正确强迫。他从基本的强制概念开始,并激发适当的强制。他证明了在可数支持迭代中保持适当性,并且在CH下,(aleph_1)-大小的长度(leq\omega_2)迭代满足(aleph_2)-链条件。他提出了在可数支持迭代中保持({}^{ω}ω)-边界性质。由此,Shelah证明了在\(\omega \)上有两个可数的基本等价结构,它们没有同构超幂。作者证明了弱({}^{ω}ω)-定界性质的保持性。通过这一点,Shelah证明了与(2^{\aleph_0}=\aleph_2\)一致的是,边界数\(\mathfrak{b}\)小于分裂数\(\ mathfrak{s}\)。
6.连续统的组合基本特征。 安德烈亚斯·布拉斯研究(第395-489页)连续体的组合基本特征。他以支配数\(\mathfrak{d}\)、边界数\(\ mathfrak{b}\)和分裂数\(\fathfrak}\)开始。他描述了Galois-Tukey的联系和二元性。他介绍了与给定理想(mathfrak{I})相对应的几个推广特征:咖啡(\(\mathfrak{I})\)。这些数字是为贫集和空集的理想而研究的。他讨论了最大几乎不相交的族和独立的族。他发展了滤波器的近相干原理,这一原理被Shelah证明是一致的。他调查了当一个人迭代地邻接一种类型的许多通用实数时,处理以下实数时,特征会发生什么:Cohen、random、Sacks、Hechler、Laver、Mathias和Miller。
7.度量和类别的不变量。 托梅克·巴托斯津斯基介绍(第491-555页)关于基数不变量的度量和范畴的最新研究。他使用与理想不变量相对应的各种准则来定义不同的集合类。他发展了Borel态射,导致了这些类之间的包含关系。给出了这些类中隶属度的组合特征。作者建立了Shelah的结果,即(text{cf(textbf{cov}}(mathfrak{L}))=\omega\)是一致的。他提供了一种系统化的方法,将Cichonn图中的每个不变量与一个通用实数关联起来,以便使用可数支持的迭代增加该不变量,但不增加其他不变量。
8.可施工性和等级强制。 西·弗里德曼(Sy D.Friedman)提供了类强制的基本理论和应用(第557-604页)。类强制一般不会保存ZFC,因此驯化的一阶性质是孤立的,这对于这种保存是必要的和充分的。本课题中最重要的技术是Jensen编码技术。作者提供了Jensen编码定理的一个证明,假设(0^{\sharp})不存在。他给出了广泛的应用程序和一个很好的开放问题列表。
9.精细结构。 拉尔夫·辛德勒马丁·泽曼提供(第605-656页)Jensen原始精细结构理论的精辟、完整的说明。该理论是对可构造层次层次上的可定义性的深入研究。它由延森发明,由延森、米切尔、斯蒂尔和其他人进一步发展。精细结构理论对于核心模型的构建是不可避免的。作者讨论了精细结构理论的纯粹部分,即与任何特定类型的可构造模型无关的部分。他们使用Mitchell-Steel(r \Sigma_n)公式讨论迭代项目和嵌入。作者分析了精细超能力。在没有(0^{sharp})的情况下,它们给出了(L)的可数闭弱覆盖性质的证明和(kappa>omega)的(平方{kappa})证明。
10\(\西格玛^*\)精细结构。 菲利普·D·韦尔奇介绍了(第657–736页)Sigma的精细结构。他从公式和超幂的(Sigma^*)层次结构开始,发展了伪超幂理论。这些伪超幂用于许多组合结构。他研究了\(\square\)原理,并导出了\(L\)中的全局\(\square\)序列。他讨论了精细结构内部模型中(平方)的变体和泛化。Jensen指出,(V=L\)意味着\(\square)的全局类版本。在这里,作者给出了这个结果的\(\ Sigma ^*\)伪超幂证明。在本章的最后,作者对有关沼泽的大量工作进行了综述。
11.初等嵌入和代数。 帕特里克·德霍诺伊研究(第737-774页)非常强的初等嵌入的代数特征。库恩表明,一个特别强烈的大尺度假设是不一致的。因此,调查较弱的假设是很自然的。一个是存在一个非恒等元嵌入(j:V_{lambda}\rightarrowV_{lambda}\),用于某个极限(\lambda\)。Martin证明,如果存在一个可迭代初等元素(j:V{\lambda}\rightarrowV{\lambda}\),那么({\boldsymbol\Pi}^1_2)-确定性成立。让\(\mathcal{电子}_{\lambda}\)是所有这些基本嵌入的集合\(\mathcal{电子}_{\lambda})在合成\(\circ\)和应用\([\;]\)下是闭合的,由\(j[k]=\bigcup_{j<\lambda}j(k\cap V{\lampda},)\定义。这些运算满足左分配律(j[k[l]]=j[k][j[l]])。拉沃尔开始了对马特拉卡尔的系统研究{电子}_{\lambda}\)。他建立了一个服从左分配律的子代数的自由度。通过此分析,Laver表明左分配律的相应单词问题是可以解决的(相对于一个生成器)。Dehornoy消除了导致Artin编织组出现意外结果的大范围假设。
12.反复强制和基本嵌入。 詹姆斯·加明斯(第775-883页)概述了集合论中迭代强制与初等嵌入相互作用的领域。他从初等嵌入的基本事实开始,描述了初等嵌入是如何用超幂和扩展器(一种特殊的极限超幂)逼近的。他介绍了强制和迭代强制的基础知识,描述了如何在足够封闭的内部模型上构建泛型对象,并讨论了泛型基本嵌入。他提出了许多申请。仅举两个例子,他建立了Magidor的结果,即最小强基数是最小可测基数,这与Baumgartner的结果是一致的:如果存在一个超紧基数,那么存在一个强制扩展,其中\(\kappa=\omega_2)和PFA成立。
13.理想和通用基本嵌入。本章(第885-1147页)由马修·福尔曼涵盖通用基本嵌入技术。与经典的基本嵌入不同的是,它们可以在\(V)的泛型扩展中定义,而不是在\(V\)本身中定义。临界点可以小到\(\omega_1\)。初等嵌入的强度可以用三个参数来描述:(j)如何移动序数;有多大且闭合(M\);提供\(j)的强制性质。强制是由理想决定的:首先从基数上的理想(I)开始,然后用(mathcal{P}(\kappa)\set减去I)进行强制,然后在地面模型上产生一个超滤器(mathcal{P}(\kapba)),最后得到地面模型的通用初等嵌入到相应的超幂中。作者提供了丰富的方法和结果。我们只提到几个:Shelah-Gitik的结果是,如果\(\kappa\)是正则的,并且\(\delta^{+}<\kappa \)则由\(\text)生成的理想{NS}_{\kappa}\)和\(\{\alpha<\kappa \mid\text{cf}(\alpha)=\delta\}\)不饱和;Kunen从一个大基数得到(aleph_1)-完全(aleph_2)-饱和理想的技巧;Foreman迭代得到每个正则\(\ kappa>\ omega \)的\(\ kappa ^+\)-完全\(\ kappa ^+\)-饱和理想;伍丁(aleph_1)-完全(aleph_1)-从一个几乎巨大的基数出发,在(omega_1)上的稠密理想。
14.基数算术。 乌里·亚伯拉罕梅纳希姆·马吉多提供(第1149–1227页)谢拉的pcf理论及其在基数运算中的应用的广泛说明。他们从基数函数模理想及其余尾序列的一般理论开始。pcf理论中的主要定义是为每一组正则基数定义的可能余终结集的集合(text{pcf}(A)),作为带超滤子的超积(prod A/D)在(A)上的所有余终结的集合。虽然可以通过强制轻松更改功率设置,但很难更改\(\text{pcf}(A)\)。作者研究了精确上界,并处理了俱乐部猜测序列。他们研究了理想(J{<lambda}[A]\),并证明了(J{<lambda}[A])是由(J{<lambda{[A]\])与单个集合(B_{lambda \substeq A\)生成的。当(aleph{omega})是强极限时,他们建立了Shelah的结果,即(2^{\aleph{\omega}}<\aleph_{\omega 4}),并给出了Shelah's修正的GCH结果。
15.单数基数的继任者。 托德·艾斯沃思(第1229-1350页)对单数红衣主教继任者的现代理论进行了系统阐述。在现代集合论中,研究奇异基数的后继函数的组合性质已成为一个独特的课题。设\(text{Refl}(\kappa)\)是每个静止\(S\subseteq\kappa\)反映的断言,即存在一个\(\alpha<\kappa/),使得\(S\cap\kappa-)在\(\阿尔法\)中是静止的。作者讨论了(平方{\kappa})如何否认(文本{Refl}(kappa{+})并建立Magidor的结果:如果有无限多个超紧基数,那么在一个强制扩展中,它们成为(aleph_n)s,(文本{Refl}。他详细研究了理想(I[\kappa]\),并对尺度和弱平方原理进行了广泛的探索。他讨论了平方拍配分关系,并讨论了奇异基数的后继Jónsson代数的存在性。
16.Prikry-type强制。 Moto Gitik公司介绍了(第1351-1447页)Prikry强迫及其应用。奇异基数问题是一个寻找描述奇异(kappa)s函数(kappa\rightarrow2^{\kappa})行为的完整规则集的问题。处理该问题的主要工具有三种:pcf理论、内模理论和涉及大基数的强制。在本章中,作者介绍了处理奇异基数幂的主要强制工具。在前半部分中,作者讨论了可数共结局。他从基本的Prikry强迫开始。然后,他提出了基于Gitik-Magidor扩展器的对相邻多个Prikry序列进行强制的最优假设。在后半部分,作者讨论了不可数的共终结性。他提出拉丁强迫。他研究了一般Prikry-type力的迭代,并给出了Magidor结果的简化证明:一致的是,最小强紧基数是最小可测基数。
17.开始内部模型理论。本章(第1449-1495页)由威廉·米切尔是关于内部模型理论的几章中的第一章。作者从(L[U]\)和(K^{DJ}\)到强基数的内部模型阐述了理论,粗理论不需要精细结构。他提出了迭代、比较、连贯和重复。他考虑了(0^{\sharp})和其他一般的sharp,并介绍了鼠标和连贯的(非重叠)扩展器序列。他讨论了涉及精细结构的进一步发展。
18.被膜。在这里,威廉·米切尔介绍了覆盖引理的变体及其应用(见第1497-1594页)。Jensen对覆盖引理的发现源于对奇异基数问题的研究。(L\)的覆盖引理如下:如果(0^{\sharp}\)不存在,那么对于任何序数集(x\),都有一个集合(y\ in L\),即(y\supseteq x\)和(|y|=|x|+\aleph_1\)。(L)的覆盖引理的Jensen论证刺激了新的内部模型的形成。作者讨论了覆盖引理的变体及其应用。他概述了Jensen和Dodd-Jensen覆盖\(L\)和\(L[U]\)结果的证明。进一步,作者给出了超滤子相干序列(mathcal U)的Mitchell核模型(K[mathcal U])的覆盖证明。
19.内部模型理论概述。 约翰·R·斯蒂尔介绍(第1595-1684页)目前已知的最普遍的基本内部模型理论。因此,这里提出的理论可以应用于那些可能满足像“有一个伍丁基数是伍丁基数的极限”这样的大范围假设的模型。他从扩展器的基本知识开始,然后继续迭代树。它们是处理重叠延长线的中心。他研究了多德-詹森引理、固体和凝聚。他提供了(K^C)结构,并在描述性集合理论中给出了应用。因此,证明了在(L(mathbb{R})中遗传顺序可定义的所有集合的模型(text{HOD}^{L(mathbb{R{)})本质上是一个扩张模型。
20.核心模型工具箱和指南。 欧内斯特·希默林本文(第1685-1751页)在涉及迭代树的层次上讨论了核心模型理论。他从(K)的基本理论开始,讨论了它在集合论中的组合应用。除了最后一节,他假设了反大范围的假设:没有合适的伍丁红衣主教阶级模型。他提供了一个工具部分。在这里,他列出了在应用程序中有用的\(K\)的属性。它们包括覆盖性、绝对性、复杂性和正确性、嵌入性和组合原理。在最后一节中,他介绍了(K)的应用。
21.AD的结构性后果。 史蒂夫·杰克逊对描述性集合理论的最新进展进行了综述(第1753-1876页)。他从事基础理论ZF+DC。他首先概述了一些基本概念,如尺度和周期、编码引理、射影序数和Wadge可约性。在下一节中,他发展了Suslin基数的AD理论,最终形成了分类定理。他继续使用“平凡”描述理论,给出了(黑体符号{\Pi}_3^1)的Kechris-Martin定理的新证明。他介绍了现代射影集理论。
22.(L(mathbb{R})中的确定性。 伊泰·尼曼研究(1877-1950页)结构(L(mathbb{R}))。伍丁表明,AD与无限多伍丁基数的存在是等价的。在这里,作者给出了这一结果的完整证明。他从Martin-Steel的迭代树理论开始。他引入了齐次Souslin集,并从可测量基数给出了\(\boldsymbol{\Pi}_1^1\)集的确定性证明。然后,他从伍丁基数给出了射影确定性的证明。通过减少普适Baire集确定性所需的大规模假设,该结果得到了改进。他表明,具有Woodin基数的模型可以在\(L({mathbb{R})\)中迭代并导出AD。
23.来自确定性的大基数。 彼得·科勒纳W·休·伍丁在这里(第1951–2119页)介绍了伍丁从确定性假设中导出大尺度强度的技术。这些结果首次出现在这里。本章的核心是生成定理,它提供了一个从精确确定性假设生成伍丁基数的模板。他们首先证明了Solovay的结果,即在ZF+AD下,(ω_1)是可测的。当他们证明(在某种强确定性上下文中)HOD可以包含许多Woodin基数和中心生成定理时,就达到了高度。他们引入了战略确定性的概念。据此,他们建立了生成定理和一些瞬时情况。他们表明,生成定理可以迭代地应用于生成无穷多个伍丁基数。他们描述了二阶皮亚诺算法的简化。
24.对确定性模型的强制。 保罗·拉森描述了(第2121–2177页)伍丁关于强迫确定性模型的工作。伍丁指出:如果存在一个大于无穷多个伍丁基数的可测基数,则确定性公理成立于L(mathbb{R})。伍丁还证明了以下几点:如果(δ)是伍丁基数的极限,并且存在一个大于(δ)的可测基数,那么(V{delta})中的强制结构不能改变(L(mathbb{R})上的理论。伍丁作品的中心是偏序({mathbb{P}}_{text{max}})。这个偏序产生了一个L({mathbb{R}})的扩张,其H(omega_2)是满足每个可执行理论的模型的结构H(omega _2)的直接极限。在这里,作者给出了对(mathbb)的基本分析的完整说明{P}_相对于已发布的结果,\(L(\mathbb{R})\)的扩展名。然后他研究了\(mathbb的变化{P}_{\text{max}})并强制使用更大的确定性模型。他还简要介绍了伍丁(Omega)逻辑。
该手册由一个广泛的索引(第2179–2197页)完成。

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03-00 与数学逻辑和基础有关的一般参考书(手册、词典、书目等)
03埃克斯 集合论
00B15号机组 杂项特定利益物品的收集
03E02号 分区关系
04年3月 有序集及其余终结性;pcf理论
03E05号 其他组合集合论
03E10年 序数和基数
03E15年 描述性集合论
03E17年 连续体的基本特征
03E35号 一致性和独立性结果
03E40型 强制模型和布尔值模型的其他方面
03E45型 内部模型,包括可构造性、顺序可定义性和核心模型
03E55型 大型红衣主教
03E60年 确定性原则
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全文: 内政部