¿Cuántos sistemas axiomáticos hay (excepto ZF y ZFC)?

Estoy tratando de entender la pregunta, y en su mayor parte la respuesta de David Joyce llega al corazón de la misma. Sin embargo, analicemos lo que está preguntando.

Jens Oliver Gutsfeld te preguntó si te referías a sistemas fundamentales, porque hay un número infinito de sistemas axiomáticos. Cuando se vuelven interesantes y no son inconsistentes (y a veces cuando lo son), construimos una teoría detrás de esto.

Entonces, mencionas ZF y ZFC, lo que me indica que pretendías hablar sobre sistemas fundamentales. Hablemos de lo que eso significa.

ZFC es muy popular, porque nos permite construir algo llamado conjuntos, para lo cual esos conjuntos se pueden usar para definir todo, desde la lógica a los enteros, a los reales, a la topología, a (inserte aquí sus matemáticas favoritas). Es casi universal, ya que puedes hablar sobre cualquier parte de las matemáticas con alguna combinación de axiomas fundamentales. Sin embargo, como notaron, no es el único conjunto de axiomas en la ciudad.

Más recientemente, hemos visto New Foundations (NF), que también funciona con la teoría de conjuntos. Existen alternativas al uso de conjuntos como base, como la teoría de conjuntos alternativos. Recientemente, también se ha dedicado mucho trabajo al uso de la teoría de tipos de homotopía como base, que funciona con tipos en lugar de conjuntos (y ha visto muchas pruebas codificadas en Coq y Agda).

De hecho, gran parte de su pregunta se puede responder aquí.

Hay uno para cada teoría de primer orden. Existen varios sistemas axiomáticos diferentes para la teoría de conjuntos que difieren según los axiomas más allá de los básicos que se incluyen.

Además, cada sistema algebraico tiene una teoría de primer orden. Algunos ejemplos son la teoría de números, la teoría de grupos y la teoría de campos. A menudo no se expresan como teorías de primer orden, sino como modelos de las teorías.

Por ejemplo, en lugar de establecer la teoría de los grupos de primer orden, se define un grupo. El grupo es un modelo de la teoría de primer orden.

Un grupo es un conjunto [matemático] G [/ matemático] junto con una operación binaria (escrita aquí multiplicativamente) de manera que

  • Para cada [matemática] x, y, [/ matemática] y [matemática] z [/ matemática] en [matemática] G [/ matemática], [matemática] (xy) z = x (yz) [/ matemática].
  • Existe un elemento [matemática] e [/ matemática] en [matemática] G [/ matemática] tal que para todos [matemática] x [/ matemática] en [matemática] G [/ matemática], [matemática] ex = xe = x [/ matemáticas].
  • Para cada elemento [matemática] x [/ matemática] en [matemática] G [/ matemática], existe un elemento [matemática] y [/ matemática] en [matemática] G [/ matemática] tal que [matemática] xy = yx = e [/ matemáticas].

La teoría de los grupos de primer orden no menciona ningún conjunto particular. Hay un símbolo de operación binaria (escrito aquí multiplicativamente) de modo que

  • [matemáticas] \ para todos x, \ para todos y, \ para todos z, (xy) z = x (yz) [/ matemáticas]
  • [matemática] \ existe e, \ para toda x, ex = xe = x [/ matemática]
  • [matemática] \ para todos x, \ existe y, xy = yx = e [/ matemática]

Un modelo de esta teoría de primer orden en conjuntos es precisamente lo que se define como un grupo arriba.