1874年
格奥尔格·康托尔猜测在
可列集基数和实数基数之间没有别的基数,这就是著名的
连续统假设。它又被称为希尔伯特第一问题,在1900年第二届国际数学家大会上,
大卫·希尔伯特把
康托尔的连续统假设列入20世纪有待解决的23个重要数学问题之首。1938年哥德尔证明了连续统假设和世界公认的
ZFC公理系统不矛盾。1963年美国数学家
保罗·寇恩证明连续假设和
ZFC公理系统是彼此独立的。因此,连续统假设不能在ZFC公理系统内证明其正确性与否。
连续统假设(continuum hypothesis),数学上关于连续统势的假设。常记作CH。该假设是说,无穷集合中,除了
整数集的基数,
实数集的基数是最小的。
2000多年来,人们一直认为任意两个无穷集都一样大。直到1891年,G.
康托尔证明:任何一个集合的
幂集(即它的一切
子集构成的集合)的势都大于这个
集合的势,人们才认识到无穷集合也可以比较大小。
自然数集是最小的无穷集合,自然数集的势记作
阿列夫零。康托尔证明连续统势等于自然数集的幂集的势。是否存在一个无穷集合,它的势比自然数集的势大,比连续统势小?这个问题被称为连续统问题。
康托尔猜想这个问题的解答是否定的,即连续统势是比自然数集的势大的势中最小的一个无穷势,记作C1;自然数集的势记作C0。这个猜想就称为
连续统假设。
1938年,K.哥德尔证明了CH对
ZFC公理系统(见
公理集合论)是协调的,1963年,P.J.科恩证明CH对ZFC公理系统是独立的,是不可能判定真假的。这样,在ZFC公理系统中,CH是不可能判定真假的。这是60年代
集合论的最大进展之一。然而到了21世纪,前人的结论又开始被动摇了。
康托尔证明
连续统的基数等于自然数集
幂集的基数,并把它记作2^ℵ0(其中ℵ0读作
阿列夫零)。康托尔还把无穷基数按照从小到大的次序排列为ℵ0,ℵ1,…ℵa……其中a为任意序数,康托尔猜想,2^ℵ0=ℵ1。这就是著名的连续统假设(简记CH)。一般来说,对任意序数a,断定2^ℵa=ℵ(a+1)成立,就称为
广义连续统假设(简记GCH)。在ZF中,CH和选择公理(简记AC)是互相独立的,但是由GCH可以推出AC。ZF加上可构造性公理(简记V=L)就可以推出GCH,当然也能推出CH和AC。
广义连续统假设(Generalized continuum hypothesis,简称GCH)是指: 若一个无限集A的基数在另一个无限集S与其幂集之间,则A的基数必定与或其幂集相同。