证明论序数:修订间差异
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|<math>\rm \Pi_1^1-CA</math> | |<math>\rm \Pi_1^1-CA</math> | ||
|<math>\rm W-KPl</math> | |<math>\rm W-KPl</math> | ||
|<math>\rm W-ID_\omega</math> | |<math>\rm W-ID_\omega</math><br><math>\rm ID_{<\omega}^2</math> | ||
<math>\rm ID_{<\omega}^2</math> | |||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\Omega_\omega\cdot\Omega)</math> | |<math>\psi(\Omega_\omega\cdot\Omega)</math> | ||
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|<math>\psi(\psi_\omega(0))</math> | |<math>\psi(\psi_\omega(0))</math> | ||
|<math>\rm \Pi_1^1-CA+BI</math> | |<math>\rm \Pi_1^1-CA+BI</math> | ||
| | |<math>\rm KPl</math> | ||
| | |<math>\rm ID_\omega</math><br><math>\rm BID_\omega^2</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\Omega_{\omega^\omega})</math> | |<math>\psi(\Omega_{\omega^\omega})</math> | ||
|<math>\rm \Delta_2^1-CR</math> | |<math>\rm \Delta_2^1-CR</math><br><math>\rm (\Pi_1^1-CA_{<\omega^\omega})</math> | ||
<math>\rm (\Pi_1^1-CA_{<\omega^\omega})</math> | |<math>{\rm KPl}_{\omega^\omega}^r</math> | ||
| | |<math>\rm ID_{<\omega^\omega}</math> | ||
| | |||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\Omega_{\varepsilon_0})</math> | |<math>\psi(\Omega_{\varepsilon_0})</math> | ||
|<math>\rm \Delta_2^1-CA</math> | |<math>\rm \Delta_2^1-CA</math><br><math>\rm \Sigma_2^1-AC</math><br><math>\rm (\Pi_1^1-CA_{<\varepsilon_0})</math> | ||
<math>\rm \Sigma_2^1-AC</math> | |<math>{\rm KPl}_{\varepsilon_0}^r</math><br><math>\rm W-KPi</math><br><math>{\rm W-KP}\beta</math> | ||
<math>\rm (\Pi_1^1-CA_{<\varepsilon_0})</math> | |<math>\rm ID_{<\varepsilon_0}</math><br><math>\rm ID_{<\varepsilon_0}^2</math><br><math>\rm BID_{<\varepsilon_0}^2</math> | ||
| | |||
| | |||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\Omega_{\nu\cdot\omega})</math> | |<math>\psi(\Omega_{\nu\cdot\omega})</math> | ||
|<math>\rm (\Pi_1^1-CA_\nu^+)_0</math> | |<math>\rm (\Pi_1^1-CA_\nu^+)_0</math> | ||
| | |<math>{\rm KPl}_{\nu+}^r</math> | ||
| | |<math>\rm ID_{<\nu\cdot\omega}</math><br><math>\rm (PID_\nu^2)_0</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\Omega_\gamma\cdot\omega)</math> | |<math>\psi(\Omega_\gamma\cdot\omega)</math> | ||
|<math>\rm (\Pi_1^1-CA_{\gamma-})_0</math> | |<math>\rm (\Pi_1^1-CA_{\gamma-})_0</math> | ||
| | |<math>{\rm KPl}_\gamma^r</math> | ||
| | |<math>\rm (NUID_\gamma^2)_0</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\Omega_{\nu\cdot\omega}\cdot\varepsilon_0))</math> | |<math>\psi(\Omega_{\nu\cdot\omega}\cdot\varepsilon_0))</math> | ||
|<math>\rm \Pi_1^1-CA_\nu^+</math> | |<math>\rm \Pi_1^1-CA_\nu^+</math> | ||
| | |<math>\rm W-KPl_{\nu+}</math> | ||
| | |<math>\rm W-ID_{\nu\cdot\omega}</math><br><math>\rm PID_\nu^2</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\Omega_\gamma\cdot\varepsilon_0)</math> | |<math>\psi(\Omega_\gamma\cdot\varepsilon_0)</math> | ||
|<math>\rm (\Pi_1^1-CA_\gamma)</math> | |<math>\rm (\Pi_1^1-CA_\gamma)</math><br><math>\rm \Pi_1^1-CA_{\gamma-}</math> | ||
<math>\rm \Pi_1^1-CA_{\gamma-}</math> | |<math>\rm W-KPl_\gamma</math> | ||
| | |<math>\rm W-ID_\gamma</math><br><math>\rm ID_\gamma^2</math><br><math>\rm NUID_\gamma^2</math> | ||
| | |||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\Omega_{\nu\cdot\omega}\cdot\Omega))</math> | |<math>\psi(\Omega_{\nu\cdot\omega}\cdot\Omega))</math> | ||
|<math>\rm \Pi_1^1-CA_\nu^++BR</math> | |<math>\rm \Pi_1^1-CA_\nu^++BR</math> | ||
| | | | ||
| | |<math>\rm PID_\nu^2+BR</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\Omega_\gamma\cdot\Omega)</math> | |<math>\psi(\Omega_\gamma\cdot\Omega)</math> | ||
|<math>\rm \Pi_1^1-CA_{\gamma-}+BR</math> | |<math>\rm \Pi_1^1-CA_{\gamma-}+BR</math> | ||
| | | | ||
| | |<math>\rm NUID_\gamma^2+BR</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\Omega_{\omega^\gamma})</math> | |<math>\psi(\Omega_{\omega^\gamma})</math> | ||
|<math>\rm (\Pi_1^1-CA_{\omega\gamma})_0</math><br><math>\rm (\Pi_1^1-CA_{<\omega\gamma})</math><br><math>\rm (\Pi_1^1-CA_{<\omega\gamma})+BI</math> | |||
| | | | ||
| | |<math>\rm (ID_{\omega^\gamma}^2)_0</math><br><math>\rm ID_{<\omega^\gamma}</math><br><math>\rm BID_{<\omega^\gamma}^2</math><br><math>\rm (ID_{<\nu}^2)+BI</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\psi_\nu(0))</math> | |<math>\psi(\psi_\nu(0))</math> | ||
| | |<math>\rm (\Pi_1^1-CA_\nu)_0</math> | ||
| | |<math>\rm KPl_\nu</math> | ||
| | |<math>\rm ID_\nu</math><br><math>\rm (ID_\nu^2)_0</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\psi_\nu(\varepsilon_0))</math> | |<math>\psi(\psi_\nu(\varepsilon_0))</math> | ||
|<math>\rm \Pi_1^1-CA_\nu</math> | |||
| | | | ||
| | |<math>\rm ID_\nu^2</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\psi_\nu(\Omega))</math> | |<math>\psi(\psi_\nu(\Omega))</math> | ||
|<math>\rm \Pi_1^1-CA_\nu+BR</math> | |||
| | | | ||
| | |<math>\rm ID_\nu^2+BR</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\psi_\nu(\psi_\nu(0)))</math> | |<math>\psi(\psi_\nu(\psi_\nu(0)))</math> | ||
| | | | ||
| | | | ||
| | |<math>\rm BID_\nu^2</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\psi_{\nu+1}(0))</math> | |<math>\psi(\psi_{\nu+1}(0))</math> | ||
| | |<math>\rm \Pi_1^1-CA_\nu+BI</math> | ||
| | |<math>\rm KPl_{\nu+1}</math> | ||
| | |<math>\rm ID_{\nu+1}</math><br><math>\rm ID_\nu^2+BI</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\psi_{\nu\cdot\omega}(0))</math> | |<math>\psi(\psi_{\nu\cdot\omega}(0))</math> | ||
| | |<math>\rm \Pi_1^1-CA_\nu^++BI</math> | ||
| | |<math>\rm KPl_{\nu+}</math> | ||
| | |<math>\rm ID_{\nu\cdot\omega}</math><br><math>\rm PID_\nu^2+BI</math><br><math>\rm PBID_\nu^2</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\psi_\gamma(0))</math> | |<math>\psi(\psi_\gamma(0))</math> | ||
| | |<math>\rm (\Pi_1^1-CA_\gamma)_0</math><br><math>\rm (\Pi_1^1-CA_\gamma)+BI</math><br><math>\rm \Pi_1^1-CA_{\gamma-}+BI</math> | ||
| | |<math>\rm KPl_\gamma</math> | ||
| | |<math>\rm ID_\gamma</math><br><math>\rm (ID_\gamma^2)_0</math><br><math>{\rm ID}_\gamma^i(\mathcal{O}){\rm BID}_\nu^2</math><br><math>\rm ID_\gamma^2+BI</math><br><math>\rm NUID_\gamma^2+BI</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi(\psi_\Omega(0))</math> | |<math>\psi(\psi_\Omega(0))</math> | ||
| | | | ||
| | |<math>\rm KPl^*</math><br><math>{\rm KPl}_\Omega^r</math> | ||
| | |<math>\rm ID_{\prec*}</math><br><math>\rm BID^{2*}</math><br><math>\rm ID^{2*}+BI^2</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi_{\Omega_1}(\psi_I(0))</math> | |<math>\psi_{\Omega_1}(\psi_I(0))</math> | ||
| | |<math>\rm \Pi_1^1-TR_0</math><br><math>\rm \Pi_1^1-TR_0+\Delta_2^1-CA_0</math><br><math>\rm \Delta_2^1-CA+BI(impl\ \Sigma_2^1)</math><br><math>\rm \Delta_2^1-CA+BR(impl\ \Sigma_2^1)</math><br><math>\rm RCA_0+\Delta_2^0-det.</math><br><math>\rm RCA_0+\Delta_1^1-RT</math> | ||
| | |<math>{\rm Aut-KPl}^r</math><br><math>{\rm Aut-KPl}^r+{\rm KPi}^r</math><br><math>\rm KPi^\omega+FOUNDR(impl-\Sigma)</math><br><math>\rm KPi^\omega+FOUND(impl-\Sigma)</math> | ||
| | |<math>{\rm Aut-ID}_0^{pos}</math><br><math>{\rm Aut-ID}_0^{mon}</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi_{\Omega_1}(\psi_I(0)\cdot\varepsilon_0)</math> | |<math>\psi_{\Omega_1}(\psi_I(0)\cdot\varepsilon_0)</math> | ||
| | |<math>\rm \Pi_1^1-TR</math> | ||
| | |<math>\rm W-Aut-KPl</math> | ||
| | |<math>{\rm Aut-ID}^{pos}</math><br><math>{\rm Aut-ID}^{mon}</math><br><math>\rm Aut-KPl^\omega</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi_{\Omega_1}(\psi_{\Omega_{\psi_I(0)+1}}(0))</math> | |<math>\psi_{\Omega_1}(\psi_{\Omega_{\psi_I(0)+1}}(0))</math> | ||
| | |<math>\rm \Pi_1^1-TR+BI</math> | ||
| | |<math>\rm Aut-KPl</math> | ||
| | |<math>{\rm Aut-ID}_2^{pos}</math><br><math>{\rm Aut-ID}_2^{mon}</math><br><math>\rm Aut-BID</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi_{\Omega_1}(\psi_I(I^\omega))</math> | |<math>\psi_{\Omega_1}(\psi_I(I^\omega))</math> | ||
|<math>\rm \Delta_2^1-TR_0</math><br><math>\rm \Sigma_2^1-TRDC_0</math><br><math>\rm \Delta_2^1-CA_0+\Sigma_2^1-BI</math> | |||
| | | | ||
| | |<math>{\rm KPi}^r+(\Sigma-{\rm FOUND})</math><br><math>{\rm KPi}^r+(\Sigma-{\rm REC})</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi_{\Omega_1}(\psi_I(I^{\varepsilon_0}))</math> | |<math>\psi_{\Omega_1}(\psi_I(I^{\varepsilon_0}))</math> | ||
|<math>\rm \Delta_2^1-TR</math><br><math>\rm \Sigma_2^1-TRDC</math><br><math>\rm \Delta_2^1-CA+\Sigma_2^1-BI</math> | |||
| | | | ||
| | |<math>\rm KPi^\omega+(\Sigma-FOUND)</math><br><math>\rm KPi^\omega+(\Sigma-REC)</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi_{\Omega_1}(\varepsilon_{I+1})</math> | |<math>\psi_{\Omega_1}(\varepsilon_{I+1})</math> | ||
| | |<math>\rm \Delta_2^1-CA+BI</math><br><math>\rm \Sigma_2^1-AC+BI</math> | ||
| | |<math>\rm KPi</math><br><math>{\rm KP}\beta</math><br><math>\rm CZF+REA</math> | ||
| | |<math>\rm T_0</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi_{\Omega_1}(\Omega_{I+\omega})</math> | |<math>\psi_{\Omega_1}(\Omega_{I+\omega})</math> | ||
| | | | ||
| | |<math>\rm KPi^+</math> | ||
| | |<math>\rm ML_1\ W</math><br><math>\rm KP_1\ W</math><br><math>\rm IARI</math> | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi_{\Omega_1}(\varepsilon_{M+1})</math> | |<math>\psi_{\Omega_1}(\varepsilon_{M+1})</math> | ||
| | |<math>\rm \Delta_2^1-CA+BI+(M)</math> | ||
| | |<math>\rm KPM</math><br><math>\rm CZFM</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi_{\Omega_1}(\Omega_{M+\omega})</math> | |<math>\psi_{\Omega_1}(\Omega_{M+\omega})</math> | ||
| | | | ||
| | |<math>\rm KPM^+</math> | ||
| | |<math>\rm MLM</math><br><math>\rm Agda</math> | ||
|- | |- | ||
| | |<math>\Psi_{\Omega_1}^0(\varepsilon_{K+1})</math> | ||
| | |<math>{\rm ACA+BI}+\Pi_4^1-\beta\text{-model-Reflection}</math> | ||
| | |<math>{\rm KP}+\Pi_3^{\rm set}\text{-Reflection}</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | |<math>\Psi_\mathbb{X}^{\varepsilon_{\xi_n+1}}</math> | ||
| | |<math>{\rm ACA+BI}+\Pi_{n+5}^1-\beta\text{-model-Reflection}</math> | ||
| | |<math>{\rm KP}+\Pi_{n+4}^{\rm set}\text{-Reflection}</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | |<math>\Psi_\mathbb{X}^{\varepsilon_{\Xi+1}}</math> | ||
| | |<math>{\rm ACA+BI}-\beta\text{-model-Reflection}</math> | ||
| | |<math>{\rm KP}+\Pi_\omega^{\rm set}\text{-Reflection}</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
|<math>\Psi_\mathbb{H}^{\varepsilon_{\Upsilon+1}}</math> | |||
| | | | ||
| | |<math>{\rm KPi}+\forall\alpha\exists\kappa(L_\kappa\prec_1L_{\kappa+\alpha})</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | |<math>\psi(\Omega_{\mathbb{S}+\omega})</math> | ||
| | |<math>\rm \Pi_1^1-CA_0+\Pi_2^1-CA^-</math> | ||
|<math>{\rm KPl}^r+\exists M(\text{Trans}(M)\land M\prec_1 V)</math> | |||
| | |||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | |<math>\Psi_\mathbb{K}^{\varepsilon_{I+1}}</math> | ||
| | |<math>\rm \Delta_2^1-CA+BI+\Pi_2^1-CA^-</math> | ||
| | |<math>{\rm KPi}+\exists M(\text{Trans}(M)\land M\prec_1 V)</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | |<math>\mathcal{I}_\omega\cap\omega_1^{\rm CK}</math> | ||
| | |<math>\rm \Pi_2^1-CA_0</math><br><math>\rm \Delta_3^1-CA_0</math> | ||
| | | | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | |<math>\mathcal{I}_{\omega+1}\cap\omega_1^{\rm CK}</math> | ||
| | |<math>\rm \Pi_2^1-CA+BI</math> | ||
| | |<math>\rm KP+\Sigma_1^{set}-Separation</math><br><math>{\rm KPi}+\forall\alpha\exists\beta(\beta>\alpha)(\beta\text{ stable})</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | |<math>\mathcal{I}_{\varepsilon_0}\cap\omega_1^{\rm CK}</math> | ||
| | |<math>\rm \Delta_3^1-CA</math><br><math>\rm \Sigma_3^1-AC</math> | ||
| | | | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | |<math>\text{maybe }\psi_\Omega(\varepsilon_{\mathbb{I}+1})</math> | ||
| | |<math>\rm \Delta_3^1-CA+BI</math><br><math>\rm \Sigma_3^1-AC+BI</math><br><math>\rm \Sigma_3^1-DC+BI</math> | ||
| | |<math>{\rm KP}+\Delta_2^{\rm set}\text{-Separation}</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
|<math>\psi_\Omega(\varepsilon_{\mathbb{I}+1})</math> | |||
| | | | ||
| | |<math>{\rm KP}+\Pi_1^{\rm set}\text{-Collection}</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | | | ||
| | |<math>\Pi_{n+3}^1{\rm-CA+BI}</math> | ||
| | |<math>{\rm KP}+\Sigma_{n+2}^{\rm set}\text{-Separation}</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | | | ||
| | |<math>\Pi_{n+3}^1{\rm-CA}+\Sigma_{n+3}^1{\rm-AC+BI}</math> | ||
| | |<math>{\rm KP^-}+\Sigma_{n+2}^{\rm set}\text{-Separation}+\Sigma_{n+2}^{\rm set}\text{-Collection}</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | | | ||
| | |<math>\rm Z_2=\Pi_\infty^1-CA</math><br><math>\rm \Delta_1^2-CA_0</math><br><math>\rm Z_2+\Sigma_\infty^1-AC</math> | ||
| | |<math>{\rm KP}+\Sigma_\omega^{\rm set}\text{-Separation}</math><br><math>{\rm KP^-}+\Sigma_\omega^{\rm set}\text{-Separation}+\Sigma_\omega^{\rm set}\text{-Collection}</math><br><math>\rm ZFC^-=ZFC-Powerset</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | | | ||
| | |<math>{\rm Z}_{n+3}=\Pi_\infty^{n+2}{\rm-CA}</math><br><math>\Delta_1^{n+3}{\rm-CA_0}</math> | ||
| | |<math>{\rm ZFC^-+V=L+}\exists\omega_{n+1}</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
| | | | ||
| | |<math>\rm Z_\infty=\Pi_0^\infty-CA</math> | ||
| | |<math>\rm Z</math><br><math>\rm ZC</math><br><math>\rm IZ</math> | ||
| | | | ||
|- | |- | ||
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| | | | ||
|<math>\rm IZF=CZF+Powerset+\Pi_\omega^{set}-Reflection</math><br><math>\rm ZF=CZF+LEM=IZF+LEM</math><br><math>\rm ZFC</math><br><math>\rm ZFC+V=L</math><br><math>\rm AST</math><br><math>\rm IST</math><br><math>\rm NBG=GBC</math><br><math>\rm GB</math> | |||
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2025年7月22日 (二) 21:19的版本
证明论序数(或称证明论强度序数,Proof-Theoretic Ordinal)是衡量形式理论强度的核心工具,通过将理论映射到序数上,刻画其能证明的良序关系的复杂度。该概念源于希尔伯特的证明论计划,旨在通过有限方法证明数学基础理论的一致性,后由阿克曼(Wilhelm Ackermann)和根岑(Gerhard Gentzen)发展为序数分析技术。
定义和性质
序数是良序集的序型,满足超限归纳原理:,其中 是任意性质。
对形式理论 ,其证明论序数 (在 googology 语境中,可写为 )定义为满足以下条件的最小序数 :
- 存在一种自然表示序数 的递归记号系统
- 通过超限归纳至 ,可证明 的一致性(即 )
- 能证明所有初等递归函数在 的序数上总停止
或者说,是理论 能用超限归纳证明的原始递归良序的序型最大值。
证明论序数满足:
- 不可达性(Inaccessibility):若 ,则 无法证明“存在序数 使得 ”的良序性
- 递归性(Recursivity):证明论序数必为递归序数(recursive ordinal),即存在递归关系定义其良序
证明论序数表
证明论序数 | 算术论体系 | 集合论体系 | 其他体系 |
---|---|---|---|
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