Tom Bola schrieb am Sonntag, 15. Oktober 2023 um 18:57:41 UTC+2:
> Ganzhinterseher schrieb:
> > Tom Bola schrieb:
> >
> >> Nein, das bedeuten die Punkte: es geht immer weiter mit dem /neuen/ Nachfolger,
> >
> > Auch wenn es immer weiter geht, so können doch die Mengen so abgebildet werden, dass a keinen Partner hat:
> >
> > a
> > b-b
> > 1-1
> > 2-2
> > 3-3
> > ...
> Das geht so:
Scheinbar geht es so und so, also Mathematik nach Gutsherrenart. Die obige Zuordnung ist in jedem Falle möglich, weil sie eine identische Abbildung enthält. Die folgende lässt sich nicht überprüfen. Sie wird zwar behauptet, aber sie kann nicht richtig sein, wenn die Elemente dieselben sind wie oben. Diese Art der Abbildungen funktionieren nur in potentiell unendlichen Kollektionen.
>
> a-b
> b-1
> 1-2
> 2-3
> ...
Ganz klar und unwiderlegbar erkennt man das Versagen der Cantorschen Behauptung hier:
Abstract: Im Folgenden wird am Beispiel von Cantors Abbildung zwischen natürlichen Zahlen und positiven Brüchen bewiesen, dass seine Sichtweise aktual unendlicher Mengen die Existenz von nicht individuell verwendbaren Zahlen impliziert. Wir wollen sie dunkle Zahlen nennen.
1. Grundzüge des Beweises
(1) Wir nehmen an, dass alle natürlichen Zahlen existieren und alle ganzzahligen Brüche in einer Matrix aller positiven Brüche indizieren.
(2) Dann verteilen wir diese Indizes nach Cantors Vorschrift über die gesamte Matrix. Dabei ergibt sich, dass in jedem der von Cantor vorgegebenen Schritte die Menge der Indizes nicht zu- und die Menge der nicht indizierten Brüche nicht abnimmt.
(3) Also ist es nicht möglich, alle Brüche definierbar zu indizieren. Eine gemeinsame Indizierung vieler Brüche "im Grenzfalle" wäre undefinierbar und kann nach dem folgenden Abschnitt 2 ausgeschlossen werden. Eine schrittweise Verminderung der Diskrepanz im Verlauf der Folge würde hingegen eine erste Verminderung nach endlich vielen Schritten erfordern.
(4) Bei vollständiger Abbildung von ℕ in die Brüche, d.h. wenn jeder Index seinen endgültigen Platz bezogen hat, sind in der Matrix aber nur indizierte Brüche erkennbar.
(5) Nun schließen wir aus dem Fehlen erkennbarer nicht indizierter Brüche, dass sie sich auf nicht erkennbaren Positionen innerhalb der Matrix befinden.
(6) Aus Symmetrieüberlegungen ergibt sich, dass auch die erste Spalte der Matrix und damit auch die Menge der natürlichen Zahlen nicht erkennbare, sogenannte dunkle Elemente enthält.
(7) Bijektionen zwischen aktual unendlichen Mengen und ℕ können daher nicht existieren.
2. Ausschluss der Limes-Idee
Wenn man Cantors Abbildungen unendlicher Mengen behandelt, so werden stets nur allzubald Argumente angeführt, wonach diese Abbildungen nur im Grenzfalle gelten oder überhaupt niemals vollendet sind. Solche Argumente müssen mit Entschiedenheit zurückgewiesen werden. Es geht im Folgenden ausschließlich um Cantors Behauptungen, die hier zu diesem Zwecke eingefügt werden.
"Werden nun die Zahlen p/q in einer solchen Reihenfolge gedacht, [...] so kommt jede Zahl p/q an eine ganz bestimmte Stelle einer einfach unendlichen Reihe," [E. Zermelo: "Georg Cantor – Gesammelte Abhandlungen mathematischen und philosophischen Inhalts", Springer, Berlin (1932) S. 126]
"Die so definirte unendliche Reihe hat nun das merkwürdige an sich, sämmtliche positiven rationalen Zahlen und jede von ihnen nur einmal an einer bestimmten Stelle zu enthalten." [G. Cantor, Brief an R. Lipschitz (19 Nov 1883)]
"so erhält man den Inbegriff (ω) aller reellen algebraischen Zahlen [...] und kann mit Rücksicht auf diese Anordnung von der νten algebraischen Zahl reden, wobei keine einzige aus dem Inbegriffe (ω) vergessen ist." [E. Zermelo: "Georg Cantor – Gesammelte Abhandlungen mathematischen und philosophischen Inhalts", Springer, Berlin (1932) S. 116]
"so daß jedes Element der Menge an einer bestimmten Stelle dieser Reihe steht" [E. Zermelo: "Georg Cantor – Gesammelte Abhandlungen mathematischen und philosophischen Inhalts", Springer, Berlin (1932) S. 152]
Man beachte diese an Klarheit nichts zu wünschen übrig lassenden Formulierungen: sämtliche, alle, und jede an einer bestimmten Stelle, νte Zahl, wobei keine einzige vergessen ist.
"In der Tat bleibt nach der obigen Definition der Mächtigkeit die Kardinalzahl M ungeändert, wenn an Stelle eines Elementes oder auch an Stelle mehrerer, selbst aller Elemente m von M je ein anderes Ding substituiert wird." [E. Zermelo: "Georg Cantor – Gesammelte Abhandlungen mathematischen und philosophischen Inhalts", Springer, Berlin (1932) S. 283]
Diese Möglichkeit werden wir ausnützen, um die Paare der Bijektion durch Matrizen zu ersetzen bzw. an jedes Paar der Bijektion eine Matrix anzuschließen.
3. Beweis
Wenn alle positiven Brüche m/n existieren, dann befinden sich alle in der Matrix
1/1, 1/2, 1/3, 1/4, ...
2/1, 2/2, 2/3, 2/4, ...
3/1, 3/2, 3/3, 3/4, ...
4/1, 4/2, 4/3, 4/4, ...
5/1, 5/2, 5/3, 5/4, ...
... .
Wenn alle natürlichen Zahlen k existieren, dann können wir sie verwenden, um damit die Ganzzahlbrüche m/1 in der ersten Spalte zu indizieren. Bezeichnen wir indizierte Brüche mit X und nicht indizierte mit O, so ergibt sich die Matrix
XOOO...
XOOO...
XOOO...
XOOO...
XOOO...
... .
Cantor behauptet, dass alle natürlichen Zahlen k existieren und verwendet werden können, um alle positiven Brüche m/n zu indizieren. Das erfolgt nach der Formel
k = (m + n - 1)(m + n - 2)/2 + m
und ergibt eine Folge von Brüchen
1/1, 1/2, 2/1, 1/3, 2/2, 3/1, 2/2, ... .
Diese Folge wird hier als eine Folge von Matrizen modelliert. Wir verteilen die Indizes aus der ersten Spalte nach Cantors Vorschrift in der Matrix, so dass die Brüche in der gegebenen Reihenfolge indiziert werden.
Der Index 1 bleibt bei 1/1, dem ersten Term der Folge. Der nächste Term, 1/2, erhält den Index 2, der seiner Ausgangsposition 2/1 entnommen wird
XXOO...
OOOO...
XOOO...
XOOO...
XOOO...
... .
Dann wird der Index 3 von 3/1 für die Indizierung von 2/1 verwendet
XXOO...
XOOO...
OOOO...
XOOO...
XOOO...
... .
Dann wird der Index 4 von 4/1 für die Indizierung von 1/3 verwendet
XXXO...
XOOO...
OOOO...
OOOO...
XOOO...
... .
Dann wird der Index 5 von 5/1 für die Indizierung von 2/2 verwendet
XXXO...
XXOO...
OOOO...
OOOO...
OOOO...
... .
Und so weiter. Nach Abschluss der Indizierung, d.h. bei vollständiger Abbildung von ℕ in die Brüche, wobei jeder Index seinen endgültigen Platz bezogen hat
XXXX...
XXXX...
XXXX...
XXXX...
XXXX...
... ,
stellt sich heraus, dass in der Matrix nur noch indizierte Brüche X erkennbar sind, aber kein Bruch ohne Index. Doch ist klar, dass durch den Prozess des verlustlosen Austauschens von X und O kein O die Matrix verlassen kann, solange nur natürliche Zahlen als Indizes verwendet werden. Also sind nicht weniger Brüche ohne Index in der Matrix als am Anfang.
Wir wissen, dass alle O und ebensoviele Brüche ohne Index in der Matrix noch vorhanden sind, können aber keinen einzigen finden. Die einzig mögliche Erklärung dafür ist, dass sie sich an dunklen Positionen befinden.
Aufgrund von Symmetrieüberlegungen können wir schließen, dass jede Spalte einschließlich der Ganzzahlbrüche und daher auch die natürlichen Zahlen selbst dunkle Elemente enthalten. Cantors Indizierung betrifft nur die potentiell unendliche Kollektion aller sichtbaren Brüche, nicht aber die aktual unendlichen Menge aller Brüche. Dies gilt ebenso für jede andere Indizierungsmethode, ja sogar für die identische Abbildung. Bijektionen, also vollständige Abbildungen, zwischen aktual unendlichen Mengen und ℕ sind nicht möglich.
4. Gegenargumente
Zuweilen wird behauptet, dass trotz der in Abschnitt 2 explizit zitierten Voraussetzungen die Verwendung eines mengentheoretischen oder analytischen Grenzwertes erforderlich sei. Das bedeutet jedoch, dass alle O in allen definierten Matrizen enthalten sind, bis sie "im Grenzfalle" die Matrix-Folge in nicht nachprüfbarer Weise verlassen. Daraus ergibt sich, dass "im Grenzfalle" unendlich viele Brüche indiziert werden, ohne dass einer von ihnen einen identifizierbaren Index erhielte – im Gegensatz zur eigentlichen Bedeutung des Begriffs Indizierung.
Manche Vertreter der Mengenlehre halten es für unzulässig, die Menge der natürlichen Zahlen mit Hilfe der Ganzzahlbrüche der ersten Spalte zu "limitieren". Es handelt sich jedoch lediglich darum sicherzustellen, dass die Menge der natürlichen Zahlen genau so groß wie die Menge der Ganzzahlbrüche ist. Der einzige Unterschied zu Cantors Verfahren besteht also darin, dass im vorliegenden Falle auch die Herkunft der natürlichen Zahlen festgehalten wird. Dies bedeutet aber keine Beeinträchtigung der Indizierungsvorschrift und würde eine Bijektion nicht zerstören, wenn sie tatsächlich bestände.
Der Einwand schließlich, dass bei einem verlustlosen Austausch von O und X doch Verluste erfolgen könnten, verstößt eklatant gegen die Grundlagen der Logik.
Gruß, WM