相対性理論を学びたい人のために

まだ一度も相対性理論を勉強したことのない人は、何か一冊相対性理論の本を読みかじってみて、なぜこんなことが?という、疑問を持ってからこのブログに来てください。ブログの先頭に戻るには表題のロゴをクリックしてください

ルベーグ積分不可能な関数はないということの意味

 現在2020年6月17日17時35分である。

麻友「何か、新しい発見があったの?」

結弦「ルベーグ積分不可能な関数って、ときどきお父さん話してるよね」

私「新しい発見じゃないんだ。ただ、ずっと、どうしてこうなるのだろう? と思っていたことが、分かったんだ」

若菜「時刻の刻印は?」

私「今日(2020年6月17日)の、15時45分頃、最初の切っ掛けがあって、それから、今(17時39分)くらいにかけて、理解が進んだんだ」

結弦「そもそも、なんで、その切っ掛けがあったの?」

私「それは、一昨日(2020年6月15日)の2時40分30秒頃、

久馬栄道(きゅうま えいどう)『Q&A 数学基礎論入門』(共立出版

Q&A 数学基礎論入門

Q&A 数学基礎論入門

という本で、以下の本が、『NK,NJについてこれだけビシッと書かれた日本語の本は他にないかも』と評されていて、図書館に予約を入れたんだ。

数理論理学 (コンピュータ数学シリーズ)

数理論理学 (コンピュータ数学シリーズ)

  • 作者:晋, 林
  • 発売日: 1989/12/20
  • メディア: 単行本


若菜「お父さんは、間違えませんよね。15日の午前2時40分に、起きていたということですか?」

私「最近、21時頃、寝る前の薬を飲んで、ブログ書いたりしていて、段々眠くなってきて、もう目も開けていられないくらいになって、眠りに落ちる。ということが、多かったのだけど、この日は、20時49分頃、寝る前の薬を飲んで、

『たまには、布団に入って、その日のことを思い出したりしながら、寝るか』

と思って、そのまま、布団に入ったんだ。でも、なかなか眠れなくて、1時6分に起き出して、数学を始めたんだ。

麻友「その後、昼寝はした?」

私「7時42分から11時24分まで寝たと、手帳にメモがある」

結弦「そうすると、そのビシッと書いてある本を、図書館で借りてきたんだな?」

若菜「本当に、ビシッとしてた?」

私「『NJの完全性定理』というのが書いてあって、ちょっと聞くと、古典論理の使い方で、直観論理(NJ)が、完全だと言ってるようで、それは、言えないのではないか? と、思ったんだけど、そうではなかった。直観論理(=NJ=構成的論理)の意味論というものを、説明してあって、その意味論に基づく論理の使い方で、『NJの完全性定理』が、成り立つということだと、分かった。説明が丁寧」

麻友「それは、簡単に言うとどういうことなの?」

私「直観論理で正しい命題は、直観論理の方法(つまりNJ)で、証明できるということ」

麻友「正しいことは、全部証明できるってこと?」

私「無制限に、『正しいこと』とは、言ってない。『直観論理の意味論で、正しいこと』と、断ってあるでしょう」

麻友「うっ、恐ろしい世界」


若菜「確かに、凄い本ですね。それを、読んでいるうちに、頭が整理されたんですか?」

私「そうだね」

麻友「ルベーグ積分って、なんなの?」

私「積分の一種で、一番力の強い積分だよ」

麻友「積分って?」

私「簡単に言えば、図形の面積を測ったり、物体の体積を測ったりする、武器だよ」

若菜「『ルベーグ積分不可能な関数はない』とは、面積を測れないものは、ないということですか?」

私「まさにそういうことだよ」

結弦「ちょっと待って、今までは、面積を測れないものが、あったの?」

私「そこが、微妙だったんだけど、私は、面積を測れないものがある、と、以下の本で学んであった」

伊藤清三『ルベーグ積分入門』(裳華房

ルベーグ積分入門(新装版) (数学選書)

ルベーグ積分入門(新装版) (数学選書)

私「ところが、

藤田宏・吉田耕作『現代解析入門』(岩波基礎数学選書)

現代解析入門 (岩波基礎数学選書)

現代解析入門 (岩波基礎数学選書)

という本で、

集合論から選択公理を外し、代わりに、ルベーグ積分出来ない関数はない、という公理を付け加えても、矛盾しない』

ということを知った。2回生の12月か1月だ」

結弦「どうして、そんなに限定できるの?」

私「実は、手紙が残っているんだ。私が、『現代解析入門』を読んでて、『ルベーグ積分出来ない関数はない、という公理を付け加えるって、どういうこと?』と、びっくりしていたとき、あの名古屋へ行った先輩、吉信康夫さんから、別件で手紙をもらっているんだ」

麻友「吉信さんって、『やっほーの効果(その3)』のときの人ね。分子生物学の女の人を共有してもいい、なんて、太郎さんが勝手に考えてた」

私「そうなんだけど、レポート用紙3枚の手紙の最後に、


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 今、こちらでセミナーで読んでいるのは

Solovay : "A model of set-theory in which every set of reals is Lebesgue measurable."

という論文です。

(論文の説明は省略)

  1/17 吉信康夫

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と、書いてくれたんだ。まさに、私がそのとき知りたがっていた、ことだった。

麻友「太郎さん、ちゃんと大学時代のことも、覚えてる。リセットされてないじゃない」

私「印象に残ったことは、覚えている。この定理の証明を知りたい人のために、文献を上げておくと、

A.カナモリ『巨大基数の集合論』(シュプリンガー・フェアラーク

巨大基数の集合論

巨大基数の集合論

に、証明がある」

結弦「証明、見つけたんだ」

私「ただ、コーエンのフォーシングを使うので、まだ登頂できてない」

若菜「あっ、だから、今回、ルベーグ積分不可能な関数はないということの意味が分かって、喜んでいる段階なのですね」

私「そうなんだよ。面積を測れないものがあると、学んでいたけど、面積を測れないものは、無理矢理作らないと、存在しない。要するに、無理矢理作るというのは、選択公理を使うということなんだよ。だから、選択公理という武器を、封印すれば、面積を測れないものは、なくなる」

結弦「あっ、なんか言ってることが、少し分かった。証明とはほど遠いけど、分かった気分」

若菜「確かに、ちょっと、理解が進みましたね」

麻友「太郎さん。本当に、数学が恋人ね。私が、いなくても、幸せになれる」


結弦「でも、よく27年も前の手紙なんて、残ってるなあ」

私「これは、特に大切だから、A4のルーズリーフのクリアファイルに、きちんと、しまってあったんだ」

若菜「今日は、これで、終わりにしません? 感動も伝わったし」

結弦「夕食も、まだなんだろ」

私「じゃあ、解散」

 現在2020年6月17日20時19分である。おしまい。