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整列性の証明論的研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K03599
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分12030:数学基礎関連
研究機関東京大学

研究代表者

新井 敏康  東京大学, 大学院数理科学研究科, 教授 (40193049)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードproof theory / 証明論 / 順序数解析 / 整列性
研究開始時の研究の概要

整列性というのは、再帰的定義の基本となる原理である。最も簡単なのが自然数の順序だがそれをより大きい順序へ拡張したのが整列順序である。
この整列順序の型が順序数と呼ばれる。順序数解析はこの順序数を通じて、公理系に潜む原理を摘出することをしている。今回の研究は、この順序数解析の道具である順序数そのものに焦点を当てて、それを公理系として捉えて、順序数によりこの公理系を分析する。

研究成果の概要

順序数上の正則関数gによる整列性原理WOP(g)は「任意の整列集合Xに対してg(X)も整列」という主張であり,正則関数gの取り方によりその証明論的強さが異なることが知られていたが, それらの結果は, 既に証明論的強さが既知であったComprehension AxiomなどとWOP(g)が同等であることを通じて得られていた.
そこで 一般にWOP(g)の証明論的順序数は正則関数gの最小不動点と等しいことを示した. 証明の鍵は, 整礎性の証明から埋め込みを抽出すること, 及びその埋め込みのg(X)におけるg-項の識別不可能性を用いた拡張にある.

研究成果の学術的意義や社会的意義

整列性原理WOP(g)は証明論において考察するのが極めて自然な原理である. その証明論的強さを正則関数gによらずに一様に与えた学術的意義は小さくない. さらにgの微分g'による整列性原理WOP(g')が「任意に大きいWOP(g)のオメガモデルの存在」と同等であるという事実も示したが, これも逆数学の文脈で意義のある結果である. それらの定理の証明に用いた事実は二つあった.一つは整礎性の証明から埋め込みを抽出すること, 二つ目にその埋め込みのg(X)におけるg-項の識別不可能性を用いた拡張にある. 前者はGentzen-Takeutiの結果から得られるが, 後者は全く新しい観点に基づいている.

報告書

(6件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Wellfoundedness proof with the maximal distinguished set'2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiyasu Arai
    • 雑誌名

      Archives for Mathematical Logic

      巻: 62 ページ: 333-357

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wellfoundedness proof with the maximal distinguished set.2022

    • 著者名/発表者名
      Toshiyasu Arai
    • 雑誌名

      Archives for Mathematical Logic

      巻: - 号: 3-4 ページ: 333-357

    • DOI

      10.1007/s00153-022-00840-8

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] GOODSTEIN SEQUENCES BASED ON A PARAMETRIZED ACKERMANN?P?TER FUNCTION2021

    • 著者名/発表者名
      ARAI TOSHIYASU、WAINER STANLEY S.、WEIERMANN ANDREAS
    • 雑誌名

      The Bulletin of Symbolic Logic

      巻: 27 号: 2 ページ: 168-186

    • DOI

      10.1017/bsl.2021.30

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A simplified ordinal analysisi of first-order reflection2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiyasu Arai
    • 雑誌名

      Journal of Symbolic Logic

      巻: 85 ページ: 1163-1185

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Predicatively unprovable termination of the Ackermannian Gioodstein process2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiyasu Arai, David Fernandez-Duque, Stan Wainer, Andreas Weiermann
    • 雑誌名

      Proceedings of American Mathematical Society

      巻: 148 ページ: 3567-3582

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Proof-theoretic strengths of the well ordering principles2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiyasu Arai
    • 雑誌名

      Archive sfor Mathematical Logic

      巻: 59 ページ: 257-275

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Predicatively unprovable termination of the Ackermannian Goodstein process2020

    • 著者名/発表者名
      Arai Toshiyasu、Fern?ndez-Duque David、Wainer Stanley、Weiermann Andreas
    • 雑誌名

      Proceedings of the American Mathematical Society

      巻: - 号: 8 ページ: 1-1

    • DOI

      10.1090/proc/14813

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 順序数解析を考えている2021

    • 著者名/発表者名
      新井敏康
    • 学会等名
      証明と計算の理論と応用
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Some results in proof theory2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyasu Arai
    • 学会等名
      Logic Colloquium
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mahlo classes for first-order reflections2019

    • 著者名/発表者名
      Toshiyasu Arai
    • 学会等名
      Workshop on Proof Theory, Modal Logic and Reflection Principles
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 数学基礎論 増補版2021

    • 著者名/発表者名
      新井 敏康
    • 総ページ数
      610
    • 出版者
      東京大学
    • ISBN
      9784130629270
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
  • [図書] Ordinal Anakysis with an Introduction to Proof Theory2020

    • 著者名/発表者名
      Toshiyasu Arai
    • 総ページ数
      313
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811564581
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://researchmap.jp/tosarai/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/tosarai

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://researchmap.jp/tosarai

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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