【摘 要】
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反推数学是现如今数理逻辑领域的一个研究热点。通常的数学研究往往热衷于为某指定命题寻找证明或构造反例;而反推数学与之不同,它更关心已有的定理证明。研究者们预先设计了
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反推数学是现如今数理逻辑领域的一个研究热点。通常的数学研究往往热衷于为某指定命题寻找证明或构造反例;而反推数学与之不同,它更关心已有的定理证明。研究者们预先设计了五个二阶算术子系统(即RCA0、WKL0、ACA0、ATR0和Π11-CA0,简称五大子系统);对目标数学定理,通过细致分析其证明过程,将其纳入某子系统,如此达到将数学定理井然有序分门别类的目的。但是,随着研究的深入,人们发现愈来愈多的定理不能被分类。拉姆齐定理及其衍生相关的若干组合数学定理是重要例子。关于拉姆齐定理的强度研究,在过去乃至现在的若干年间,一直都是反推数学的研究重点。本文力图用通俗不失严谨的语言,循序渐进地概述拉姆齐定理的强度研究成果。该研究是在反推数学背景下进行的,我们首先交代反推数学的历史背景、拉姆齐定理的起源,并回顾作为反推数学基础的可计算理论。然后正式定义二阶算术系统Z2,重点分析五大子系统中的RCA0、WKL0和ACA0,并阐明三者证明强度依次严格上升的特性。之后沿着过去近五十年的历程,叙述二元二染色拉姆齐定理(RT22)的强度探索;从七十年代针对该问题的Specker和Jockusch等人的开创性探讨,到Seetapun定理,到刘路定理,一直到近年Chong,、Slaman和Yang等人的新结论,我们尽力把研究历程的各个要点脉络勾勒清楚。在前述基础上,我们围绕二元二染色稳定拉姆齐定理(SRT22),进一步考察其稳定染色函数的定义,通过限定该定义中的可计算关系,构造新组合数学原则WSRT22;而后就反推数学的背景,对其强度进行讨论:阐明ACA0可以证明WSRT22;并提出关于RCA0不能证明WSRT22的充分条件。
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