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2020 年度 実施状況報告書

計算可能性理論,記述集合論,位相空間論における階層の究極的解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K03602
研究機関名古屋大学

研究代表者

木原 貴行  名古屋大学, 情報学研究科, 准教授 (80722701)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード記述集合論 / 計算可能性理論 / ヴェブレン階層 / 整列擬順序 / 余解析的集合 / 超算術的階層 / クラスカルの木の定理
研究実績の概要

今年度は,まずは最初の目標として掲げていた Louveau の分離定理のベター擬順序値関数への拡張を,指導学生の笹木健太氏と共同で達成した.このための道具として, Wadge 次数をある種の代数的言語の項として表現するシンタックス的手法を整備した.この言語は,クラスカルの木の定理の無限化を扱う言語に加えて ω_1 ベースの Veblen 関数を組み込んだ強力な言語で,非常に複雑な組合せ構造を取り扱うことができる.Louveauの分離定理は,位相的概念(太字類)を計算的概念(細字類)に変換する強力な実効化定理であるが,ただこれを関数へ拡張するだけでなく,太字関数の細字全域拡張,細字支配に関する定理などの様々な変種も証明することができた.この結果は論文としてまとめ,数理論理学の専門誌に投稿中である.
さらに,第二の目標として挙げていた,ボレル可測を超える複雑性として,余解析集合の差の階層の Wadge 次数の分析の研究を大きく発展させることができた.まず,決定性公理の仮定下で,余解析集合の下降差の階層と Wadge 階数 ω_2 の対応を述べる Kechris-Martin の定理のより構成的な別証明を与えた.さらに,余解析集合の上昇差と下降差のギャップに関する Fournier の問題に解決を与えた.このために,有限心変わり付き超算術的還元の手法を導入し,Σ^1_1-最小値原理,Π^1_1-最小値原理との対応についても明らかにした.この結果をまとめた論文は,現在準備中である.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

Louveauの定理のベター擬順序値関数への拡張は当初の計画通りであるが, Kechris-Martin の定理の別証明の発見や, Fournier の問題の解決は,想定以上の結果であり,当初の計画以上の結果を得ることができた.第一の結果については,結果自身だけでなく,ボレル可測関数の Wadge 次数に対するシンタックス的手法を整備できたという点が大きい.第二・第三の結果についても,結果自身はもちろん,有限心変わり付き超算術的還元の理論を整備できたという点が理論自体の大きな進展である.

今後の研究の推進方策

本研究の最大の目的は, Solecki のダイコトミーとマーティン予想の関連性を追求するものである.この関連性は,報告者と R. Carroy 氏との共同で2018年に発見されたものであるが,2020年度末に,カリフォルニア大学バークレー校の研究者である P. Lutz 氏らによって,この報告者らの発見の分析が推し進められ,順序保存写像に対する第一マーティン予想の解決が宣言された.これは,報告者が計画書に記した予想が正確であったことを証明したものである.今後の研究として, Lutz らの結果の分析を推し進め, Solecki のダイコトミーとマーティン予想の更に深い関連性を追求していく.
それ以外の研究方策としては,次年度以降も,今年度に引き続き,ボレル可測でないものを含む関数の Wadge 次数の分析を進め,特に,そのシンタックス的手法を確立させる.

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍のため,予定していた国際会議参加や国際共同研究実施のための出張等が中止となり,予算を使い切れなかった.

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Turing degrees in Polish spaces and decomposability of Borel functions2020

    • 著者名/発表者名
      Gregoriades Vassilios、Kihara Takayuki、Ng Keng Meng
    • 雑誌名

      Journal of Mathematical Logic

      巻: 21 ページ: 1~41

    • DOI

      10.1142/S021906132050021X

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Decomposing functions of Baire class 2 on Polish spaces2020

    • 著者名/発表者名
      Ding Longyun、Kihara Takayuki、Semmes Brian、Zhao Jiafei
    • 雑誌名

      The Journal of Symbolic Logic

      巻: 85 ページ: 960~971

    • DOI

      10.1017/jsl.2020.57

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Brouwer invariance theorems in reverse mathematics2020

    • 著者名/発表者名
      Kihara Takayuki
    • 雑誌名

      Forum of Mathematics, Sigma

      巻: 8 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1017/fms.2020.52

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Degrees of non-computability of homeomorphism types of Polish spaces2020

    • 著者名/発表者名
      Hoyrup Mathieu、Kihara Takayuki、Selivanov Victor
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science

      巻: 12098 ページ: 189~192

    • DOI

      10.1007/978-3-030-51466-2_16

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Around the Wadge rank $\omega_2$2021

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kihara
    • 学会等名
      Japan-Russia Workshop on Effective Descriptive Set Theory, Computable Analysis and Automata
    • 国際学会
  • [学会発表] Some Lifschitz-like realizability notions separating non-constructive principles2021

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kihara
    • 学会等名
      Fourth Workshop on Mathematical Logic and its Applications
    • 国際学会
  • [学会発表] Degrees of non-computability of homeomorphism types of Polish spaces2020

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Kihara
    • 学会等名
      Computability in Europe 2020, Beyond the horizon of computability
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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