现代数学基础:集合论---序

现代数学基础:集合论---序

集合论的任务就是以最为简单的方式来研究数、序和函数等基本概念,并借此建立整个算术和分析的逻辑基础。集合论已经成为现代数学的基础。

如果说欧几里得几何体系,或者后来的希尔伯特几何公理化体系是为了更好地研究“图形和图形关系”,那么,集合论公理化系统则是为了更好地研究“数量和数量关系”。

集合是由元素唯一确定的,元素与集合之间存在属于关系。在数学教学,特别是在中学数学的教学过程中,应当先用一些例子从各个角度对集合建立直观认识,在直观认识的基础上抽象出上面谈到的,建立集合必须确认的两个最少条件,然后再进行符号抽象。

现在通用的集合论公理化系统的基础是策梅罗1908年给出的,后经弗兰克尔少量修改,人们称这个集合论公理化系统为ZF系统。

在ZF系统中,选择公理是不能忽视的,不接受选择公理会使数学家们举步维艰,许多需要选择公理才可能证明的定理,已经成为现代分析学、拓扑学、抽象代数、超限数理论以及其他一些相关研究领域的基础性定理。但是,没有选择公理的ZF系统也是成立的。

集合论之所以能够成为现代数学的基础,是因为现代数学从有限走向无限、从定量走向变量、从四则运算走向极限运算,这就不能不涉及对于包括实数在内的无穷量的定义和性质研究,而这些恰恰是集合论的核心内容。

在前面的讨论中,我们已经在很多场合涉及集合的概念,并且利用集合的语言来论证问题,我们可以体会到,利用集合的语言来论证问题是非常方便的。在这一讲,我们将集中讨论集合的含义、性质,讨论集合论公理系统,以及与这些内容有关的一些问题。如果说欧几里得几何体系,或者后来的希尔伯特几何公理化体系是为了更好地研究“图形和图形关系”,那么,这一讲将要讨论的集合论公理化系统则是为了更好地研究“数量和数量关系”。但是,与几何公理体系不同的是,集合论本身的研究也成为了数学的一个研究领域,这是因为抽象了的“数”远远要比抽象了的“图”更加便捷,更具有一般性,因而问题的研究也更加深刻,正如我们在《统计学的发展》中所说,“数”特别是“数据”几乎可以成为任何信息的载体。


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