首个不可数序数

作為集合不可數的最小序數

数学中,首个不可数序数,传统记之为ω1(或有时为Ω),是众多序数当中,视为集合不可数的最小的一个。它是所有可数序数的最小上界。ω1 作为集合有不可数多个元素,但每个元素皆为可数序数。

与任何序数相像(冯·诺伊曼的方法),ω1是一个良序集合,以集合从属性("∈")作为序的关系。ω1是一个极限序数,意即并不存在一个α使得α + 1 = ω1[1]

集合ω1,是第一个不可数基数——ℵ1阿列夫数1号。是故ω1乃是ℵ1的起始序数。而且,在大部分的构造中,ω1 与 ℵ1 是同一个集合(见冯·诺伊曼基数指派)。推而广之,若α为任意序数,我们定义ωα 为基数ℵα的起始序数。

ω1的存在性,可以在没有选择公理的情况下被证明(见哈特格斯数)。

拓扑性质

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任一序数上都可定义序拓扑(即以开区间组成的集族为的拓扑),故可视为一个拓扑空间。视 ω1 为拓扑空间时,通常记为 [0,ω1) ,以强调其为所有小于 ω1 的序数组成的空间。

[0,ω1) 中的每个递增 ω-序列都收敛到某个在 [0,ω1) 中的极限,因为由可数序数组成的可数集的(亦即序列的上确界)也是个可数序数。[1]

拓扑空间 [0,ω1) 是序列紧,但不是紧的[1]于是,无法将之度量化。不过,其为可数紧的英语countably compact space,故不是林德勒夫空间。由可数性公理观之, [0,ω1) 第一可数,但不可分,也不第二可数

空间 [0,ω1] = ω1 + 1 为紧,但不第一可数。[1]通常用 ω1 来定义长直线,作为拓扑学上的重要反例。

参见

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参考文献

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  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 Schechter, Eric. Handbook of Analysis and Its Foundations. Academic Press. 1997: 472–473. ISBN 978-0-12-622760-4. MR 1417259. doi:10.1016/B978-0-12-622760-4.X5000-6.