形式陈述
设 是力迫预序公理库力迫预序Forcing preorder · Forcing notion · Forcing poset以条件及其信息加强关系规定泛型扩张中可逐步逼近对象的力迫结构。,并约定更强条件更小。子集 称为在 中稠密,若
在 以下稠密,若对每个 都存在 落在 中。若 还向更强条件闭合,
则称为稠密开集。任意稠密 的向下闭包
是稠密开集。
集合 称为 predense,若每个 都与某个 相容;等价地, 稠密。Predense 不要求从 本身加强后直接落入 ,故不能在未说明向下闭包时与 dense 混用。
直觉
稠密集是一项无法永久逃避的任务:无论已经选择哪个条件,总有一种不推翻现有承诺的加强方式完成它。泛型滤子之所以能产生总函数、决定公式或避开旧对象,都是因为相应要求被编码成模型中的稠密集,并被泛型性逐一命中。
“稠密”不是拓扑中“每个开集相交”的字面借用,尽管二者通过偏序拓扑和 Boolean completion 有深刻联系。力迫定义只谈条件的可加强性;任务是否有意义取决于具体预序。
例子与边界
在 Cohen 力迫 中,对每个 定义
给定任意有限条件 ,若它尚未定义 ,任选一位补上即可得到 且 ;若已经定义,则取 。所以 稠密。滤子若命中全部 ,其条件并集就在每个自然数位置有值,成为总实数。
固定 后,
并不稠密:一个已承诺 的条件没有进入 的相容加强。两者之并 才稠密。这个边界说明稠密任务可以要求“作出决定”,不能预先要求所有分支给出同一个答案。
若 是传递模型且 ,断言“ 在 中稠密”只含对 的有界量词,通常在 与外部宇宙间绝对。但“所有稠密子集”不绝对:外部宇宙可能拥有许多不属于 的稠密集。-泛型只需命中 所拥有的那些集合。
最大反链与稠密集可以相互转换。最大反链 的向下闭包稠密,泛型滤子至多取到一个互不相容的反链元素,并必须与其中某个元素相容。若偏序只在 内被认为有某个最大反链,相关结论也应标明模型。
推论与应用
对任意力迫公式 ,能决定 的条件通常形成稠密集:从任意 出发,要么某个加强迫使 ,要么已有一个区域没有条件能迫使 ,从而可进一步迫使否定。泛型滤子命中这个稠密集后,扩张中的真值便由其中某个条件预测。
证明新对象具有某性质时,常把性质拆成一族稠密任务。例如 Cohen 实数的全定义性由 保证;它不同于每个地面实数 ,则由“在某个坐标与 分歧”的稠密集保证。任务族是否属于基模型、数量能否从外部枚举,决定 Rasiowa–Sikorski 构造能否实施。
稠密嵌入 使每个 都可加强到某个 ,并保持次序与不相容性。这样的嵌入允许在两个条件表示之间传递泛型滤子;只存在任意单调映射则不够,因其可能漏掉不可回避的任务。
参考资料
- Thomas Jech, Set Theory, 3rd millennium ed., Springer, 2003, Chapter 14, dense sets, antichains, and generic filters。
- Kenneth Kunen, Set Theory, College Publications, 2011, Chapter IV, §§1–2, dense sets and genericity。
- John L. Bell, Set Theory: Boolean-Valued Models and Independence Proofs, 3rd ed., Oxford University Press, 2005, Chapter 2。