Naivní teorie množin

Jako naivní teorie množin je dnes označována původní teorie množin vytvořená Georgem Cantorem v druhé polovině 19. století. Název naivní je používán pro zdůraznění protikladu mezi Cantorovým intuitivním pojetím pojmu množina a dnes používanými axiomatickými systémy teorie množin.

Naivní teorie množin se nezabývá přesnou definicí pojmu „množina“, „uspořádaná dvojice“ apod. a pracuje s nimi způsobem, který se učí na základních a středních školách. +more Pouze odborníci, kteří se věnují matematice do hloubky, potřebují postavit svoje studium na pevném základu a proto pracují s axiomatickou teorií množin.

I přes použité slůvko naivní, které má v případě matematické teorie trochu hanlivý nádech, je Cantorova teorie naprosto dostačující jako množinový základ pro většinu ostatních matematických disciplín a bylo v ní dosaženo mnoha vynikajících výsledků v oblasti zkoumání vlastností nekonečných množin (Cantorova věta, kardinální aritmetika, transfinitní indukce) - což byla ostatně hlavní Cantorova motivace pro její vytvoření.

Problémy nastávají teprve ve chvíli, kdy se naivní teorie množin pokouší pracovat s „příliš velkými“ množinami, jako je potence univerzální množiny v případě Cantorova paradoxu - obdobné je to ostatně i v případě mnohem známějšího Russellova paradoxu. Axiomatická teorie množin na tyto rozpory nachází solidní a konzistentní odpovědi.

Co je množina

Na otázku, co je to množina, odpovídá naivní teorie množin v podstatě obdobně jako paní učitelka v první třídě základní školy před tabulí plnou magnetických jablek a hrušek:

Množina je dobře definovaný soubor objektů.

Objektem obsaženým v množině může být v tomto pojetí cokoliv - čísla, lidé, jiné množiny atd. Důležité je, aby bylo „dobře definováno“ (nejlépe jazykem matematické logiky), které objekty do konkrétní množiny patří a které ne.

Rovnost a náležení

Jediným faktem, který hraje roli při práci s množinou v rámci teorie množin, je to, které objekty do ní náležejí. Relace náležení je obvykle značena x \isin A \,\. +more a znamená „objekt x je prvkem (náleží do) množiny A“.

Pokud přijmeme jako jeden ze způsobů, jak dobře definovat množinu, možnost vyjmenovat všechny její prvky, pak můžeme jako A = \{ 2,3,5,7 \} \,\. označit čtyřprvkovou množinu, která obsahuje čísla 2, 3, 5 a 7 (tj. +more 2 \isin A \,\. , ale 4 \notin A \,\. ).

Důležité je, že nemá smysl mluvit o tom, kolikrát nebo v jakém pořadí prvky do množiny patří - každý do ní prostě buď patří, nebo nepatří. Vrátíme-li se k A = \{ 2,3,5,7 \} \,\. +more, můžeme napsat:.

A = \{ 3,5,7,2 \} = \{ 2,2,5,3,5,7,7,7,7 \} = \ldots \, ,

ale na druhou stranu

A \neq \{ 2,3,4,5,7 \} \,\!, protože 4 \notin A \, .

Dostáváme se k tomu, co vlastně znamená rovnost dvou množin: Dvě množiny jsou si rovny (nebo také shodné), pokud obsahují stejné prvky, formálně zapsáno:

A = B \Leftrightarrow ( \forall x)(x \in A \Leftrightarrow x \in B) \, .

Tato definice rovnosti si našla cestu i do axiomatických teorií množin jako axiom extenzionality.

Vydělení na základě výroku a množinové operace

Pokud je V(x) \,\. jakýkoliv výrok s parametrem x \,\. +more (například „x je sudé číslo“, „x má slabý magnet“, „x je kamarád kamaráda bývalého poslance PČR za ČSSD“) lze pomocí něj rozdělit všechny myslitelné objekty na dvě části - na množinu těch, které V(x) \,\. splňují, kterou označíme S = \{ x : V(x) \} \,\. , a na množinu těch, které jej nesplňují - mluvíme o doplňku množiny S \,\. .

Možností vydělovat objekty pomocí výroku (opět se této možnosti nevzdaly ani axiomatické systémy - viz schéma axiomů vydělení) získáváme velice silný nástroj, pomocí kterého můžeme definovat všechny běžně známé množinové operace - průnik, sjednocení, doplněk, kartézský součin, potenční množina.

V axiomatické teorii množin, kde je mnohem pečlivěji hlídáno, co je a co není množina, jsou k těmto účelům často zavedeny speciální axiomy, které tyto operace umožňují - viz například axiom sumy nebo axiom potence v článku Zermelova-Fraenkelova teorie množin.

Zajímavosti

Cantor při vytváření této teorie byl údajně ovlivněn křesťanskou filosofií novotomismu.

Odkazy

Reference

Související články

Burali-Fortiho paradox

Externí odkazy

[url=http://www.cs.vsb.cz/duzi/okruh5.pdf]Naivní teorie množin - učební text VŠB[/url] * [ftp://math.feld.cvut.cz/pub/velebil/yd01mlo/handout01.pdf Naivní teorie množin - učební text ČVUT]

Kategorie:Teorie množin Kategorie:Překonané vědecké teorie Kategorie:Dějiny matematiky