序数

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  序数汉语拼音:Xushu;英语:Ordinaln Umber),集合论的基本概念之一,用来编序的自然数第一、第二、…等的推广。序数概念是G. 康托尔首先提出来的。设A是一个非空集。如果在A上建立了一个关系≤,满足①对每个x∈4,有x≤x(自反性)。②x≤y与y≤x蕴涵x=y(反对称性)。③x≤y与y≤z蕴涵x≤z(传递性)。④对任何x∈A,y∈A,x≤y或y≤x中必有一成立,则称A为全序集。设E是全序集A的一个子集,如果E的元素a满足:对一切x∈E,有a≤x,则称a为E的最小元。如果全序集A的任一非空子集都有最小元,则称A为良序集。例如自然数集在通常≤关系下是良12序集。康托尔把序数定义为良序集的序型。如果两个良序集A和B的元素之间能够建立一一对应,并使A中一前一后的任意两个元素所对应的两个元素,在B中仍保持前后顺序不变,则这样的两个良序集就称为相似集,利用相似关系将良序集分类,凡相似的良序集划入一类。一个这样的相似集的类就称为良序集的一个序型。序型描述了一类集合构造上的共性。例如,所有单元素集互相相似,合为一类,序型相同,所有双元素集互相相似,合为一类,序型也相同,如此等等,所有可数集都可良序化,从而与自然数集 N 有相同的序型。由此可知,序数是同类良序集构造上的共性的抽象 。用0表示空集的序数,1表示单元素集的序数,等等,就可以一个接一个地将序数排列起来。用ω表示自然数集N的序数。在序数之间再给出大小关系定义,规定加法和乘法,那么将所有序数从小到大排起来,就形成一个无穷序列:

  0,1,2,…,ω,ω+1,ω+2,…,ω+ω

  =ω·2,ω·2+1,…,ω·3,…,ω·ω

  =ω2,ω2+1,…,ω3,ω3+1,…,ωω,ωω+1,…,…ωωω,…。

  1904年E. F. F. 策梅洛证明了任一集合都可以良序化 ,以后,说明了任一基数等同于一个序数。