模型论的定义

2025-03-21 18:40:28
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回答1:

一个模型可以形式化的定义在某种语言L的上下文中。 模型由两个对象组成:
一个全集 U 包含所有相关的对象(论域)。
一个映射,从L到U (称为计算映射或解释函数),它的定义域为该语言中的所有常数、谓词和函数符号。
一个理论定义为一个自洽的句子的集合;通常它也定义为必须在推理规则下封闭。例如,在某种模型(如实数)下为真的所有句子的集合是一个理论。
哥德尔完备定理表明理论有一个模型当且仅当它是自洽的,也就是说没有矛盾可以被该理论所证明。这是模型论的中心,因为它使得我们能够通过检视模型回答关于理论的问题,反之亦然。不要把完备定理和完备理论的概念混淆。一个完备的理论是包含每个句子或其否命题的理论。重要的是,一个完备的自洽理论可以通过扩展一个自洽的理论得到。
紧定理说一组语句S只有在其每一个有限的亚组是可满足的情况下才是可满足的(即有一个模型)。在证明理论的范围内类似的定义是下显而易见的,因为每个证明都只能有有限量的证明前提。在模型论的范畴内这个证明就更困难了。已知的有两个证明方法,一个是库尔特·哥德尔提出的(通过证明论),另一个是阿纳托利·伊万诺维奇·马尔采夫提出的(这个更直接,并允许我们限制最后模型的基数)。
模型论一般与一阶逻辑有关。许多模型论的重要结果(例如完备性和紧致性定理)在二阶逻辑或其它可选的理论中不成立。在一阶逻辑中对于一个可数的语言,所有无限的基数都是相同的。这在勒文海姆-斯科伦定理中有表达,它说任何有一个无限模型A的理论有各种无限基数的模型,它们和A在所有语句上一致,即它们初等等价。