MathLabs

解法:苏斯林假设与ZFC的独立性(延森,索洛维–滕鲍姆,1971年)

第 6/8 步:索洛维–滕鲍姆:通过迭代消灭每一棵苏斯林树
通俗地说

用某一棵具体的苏斯林树自身的序(反向)作为偏序集来力迫,会给它添加一条分支,从而摧毁它——就像终于把那条无穷却纤细的血脉补全,使它不再是一个反例。但这单独一步,原则上可能在刚扩张出来的新宇宙别处又催生出一棵全新的苏斯林树。

索洛维与滕鲍姆的诀窍是把这个摧毁步骤在一场长度为 ℵ2\aleph_2 的长接力赛中重复进行,用一个簿记装置最终把途中任何时刻可能出现的每一棵树都排入摧毁日程——同时证明这样把可数多个ccc步骤串联起来本身绝不会破坏ccc性质,因此没有任何基数会坍缩。

⟨Pα:α≤ℵ2⟩ finite-support ccc iteration  ⟹  V[Gℵ2]⊨MA+¬CH\langle \mathbb{P}_\alpha : \alpha \le \aleph_2 \rangle \text{ finite-support ccc iteration} \implies V[G_{\aleph_2}] \models \mathrm{MA} + \neg\mathrm{CH}
详细分析

索洛维与滕鲍姆(1971年)构造了一个有限支撑迭代 ⟨Pα,Q˙β:α≤ℵ2,β<ℵ2⟩\langle \mathbb{P}_\alpha, \dot{\mathbb{Q}}_\beta : \alpha \le \aleph_2, \beta < \aleph_2 \rangle:在每个阶段 β\beta,Q˙β\dot{\mathbb{Q}}_\beta 是由簿记函数选出的某个ccc偏序集(的名字),使得最终每一个可能出现的ccc偏序集(尤其是每一种摧毁树的力迫,以及确保马丁公理所需的每一个实例)都会在某个阶段被处理到。“有限支撑”是指 Pℵ2\mathbb{P}_{\aleph_2} 中的每个条件只在有限多个坐标 β\beta 上提出非平凡的要求。

他们的关键保持定理是:ccc力迫的有限支撑迭代仍然是ccc的。这是整个构造的技术核心,因为它保证在这个极长迭代的任何阶段都不会有基数坍缩,于是来自基础模型的 ℵ1\aleph_1 与 ℵ2\aleph_2 一路完好无损地保留到最终模型 V[Gℵ2]V[G_{\aleph_2}],在那里 2ℵ0=ℵ22^{\aleph_0} = \aleph_2 且 MA\mathrm{MA} 成立。

由于簿记已经把每一棵可能出现的苏斯林树排定在某个阶段被摧毁,V[Gℵ2]V[G_{\aleph_2}] 中没有任何苏斯林树幸存:那里 SH\mathrm{SH} 成立。这给出了 Con(ZFC)  ⟹  Con(ZFC+SH)\mathrm{Con}(\mathrm{ZFC}) \implies \mathrm{Con}(\mathrm{ZFC} + \mathrm{SH}),即独立性证明的后半部分——而他们的有限支撑迭代技术本身,也成为了现代迭代力迫方法的奠基之作。

本步骤中的术语
有限支撑迭代力迫
一种把一列超限的力迫概念一个接一个串联起来的方法,其中最终偏序集里的每一个条件只在该序列的有限多个阶段上提出非平凡的要求。
本步骤用到的知识