Aleph-Funktion

Die Aleph-Funktion, benannt nach dem ersten Buchstaben des hebräischen Alphabets und auch als ℵ geschrieben, ist eine in der Mengenlehre, genauer in der Theorie der Kardinalzahlen, verwendete Aufzählung aller unendlichen Kardinalzahlen.

Definition

Die Klasse der unendlichen Kardinalzahlen ist unter Verwendung des Auswahlaxioms in der Klasse 𝐎𝐧 der Ordinalzahlen enthalten, wobei jede Kardinalzahl κ mit der kleinsten zu κ gleichmächtigen Ordinalzahl identifiziert wird. Ferner ist das Supremum einer Menge von Kardinalzahlen stets wieder eine Kardinalzahl. Daher gibt es genau einen Ordnungsisomorphismus ℵ von 𝐎𝐧 auf die Klasse der unendlichen Kardinalzahlen. Den Wert von ℵ an der Stelle α bezeichnet man mit ℵα, das heißt, ℵα ist die α-te unendliche Kardinalzahl.

Die Aleph-Funktion lässt sich mit transfiniter Rekursion wie folgt definieren:

Eigenschaften

Die kleinste unendliche Kardinalzahl ist ℵ0, die Kardinalität der abzählbar unendlichen Mengen. Die Nachfolger-Kardinalzahl, das heißt die kleinste Kardinalzahl größer als ℵ0, ist ℵ1, und so weiter. Die Frage, ob ℵ1 gleich der Mächtigkeit der Menge der reellen Zahlen ist, ist als Kontinuumshypothese bekannt.

Allgemein ist ℵα eine Nachfolger-Kardinalzahl, falls α eine Nachfolger-Ordinalzahl ist, anderenfalls eine Limes-Kardinalzahl.

Üblicherweise bezeichnet ω die kleinste unendliche Ordinalzahl. Diese ist gleich ℵ0, aber als Index für die Aleph-Funktion verwendet man lieber die Ordinalzahl-Schreibweise. ℵω ist damit die kleinste Limes-Kardinalzahl und kann als supn<ωℵn geschrieben werden.

Es gilt stets α≤ℵα für alle Ordinalzahlen α. Man kann zeigen, dass es Fixpunkte geben muss, das heißt solche Ordinalzahlen α, für die α=ℵα gilt. Der kleinste Fixpunkt ist der Limes der Folge ℵ0,ℵℵ0,ℵℵℵ0,…, der informal als ℵℵ⋱ dargestellt wird. Ebenso sind schwach unerreichbare Kardinalzahlen Fixpunkte der Aleph-Funktion.

Siehe auch

Literatur