Диагональный аргумент

Диагональный аргумент (диагональный метод Кантора) — доказательство теоремы Кантора о том, что множество всех подмножеств данного множества имеет бо́льшую мощность, чем само множество. В частности, множество всех подмножеств натурального ряда имеет мощность большую, чем алеф-0, и, значит, не является счётным[1]. Доказательство этого факта основано на следующем диагональном аргументе:

Диагональный аргумент Кантора: Каждое множество записывается как последовательность 0 и 1, где 1 на месте значит, что является элементом множества. Красным выделена последовательность на диагонали. Последовательность является дополнением этой последовательности: . Тогда отличается от всех хотя бы в одном месте (а именно — в месте ).
Пусть есть взаимнооднозначное соответствие, которое каждому элементу множества ставит в соответствие подмножество множества Пусть будет множеством, состоящим из элементов таких, что (диагональное множество). Тогда дополнение этого множества не может быть ни одним из А следовательно, соответствие было не взаимнооднозначным.

Кантор использовал диагональный аргумент при доказательстве несчётности действительных чисел в 1891 году. (Это не первое его доказательство несчётности действительных чисел, но наиболее простое)[2].

Диагональный аргумент использовался во многих областях математики. Так, например, он является центральным аргументом в теореме Гёделя о неполноте, в доказательстве существования неразрешимого перечислимого множества и, в частности, в доказательстве неразрешимости проблемы остановки[3].


Примечания