“一阶紧致性定理常用于证明向上版本,Skolem hull 用于向下版本。两者共同控制一阶理论的模型基数谱,支持可数模型方法、饱和模型构造、初等子模型和非范畴性分析,也揭示一阶逻辑无法在所有无…”
形式陈述 ​
固定语言
直觉
理论是一组对同一类结构提出的句子约束;模型是满足全部约束的世界,理论的语义闭包则收集这些世界共同强制的所有结论。
一阶理论是一组在固定语言中的句子,可看成对允许模型施加的公理约束。理论不一定有限、完备或可判定;它可以只描述一类结构的共同性质,而不唯一确定某个模型。语义后果取所有模型的交,句法闭包则取所有可证明句子,完备性定理把两者连接。
例子与边界
群理论由群公理组成,有许多非同构模型,因而并不决定每个句子。固定结构
群论由群公理组成,其模型是所有群;Peano 算术试图描述自然数,却还有非标准模型。稠密无端点线性序理论在可数模型间高度刚性,但仍有不同基数的模型。向理论加入某句或其否定可得到不同完备化,只要保持一致。
推论与应用
理论组织代数类、算术和组合结构,模型论研究其模型谱、完备性、消去量词和分类性质。公理化方式还决定自动推理和可判定性。
一阶逻辑提供语言与推理规则,结构成为理论的模型。可靠性和完备性刻画可证明后果,紧致性、模型完备性与可判定性则研究公理集合的全局性质。
参考资料
- David Marker, Model Theory: An Introduction, Springer, 2002,§1.2, theories, models, and complete theories。
- Wilfrid Hodges, Model Theory, Cambridge University Press, 1993,Chs. 1–2, theories and elementary classes。