Le topos $ \mathbb{Ens}$

Bonjour,

J'ai une petite question un peu naîve que je voudrais vous poser, mais je ne peux rien faire. :-(

Soit $ \mathbb{Ens} $ la catégorie des ensembles.
Est ce que pour $ 0 , 1 \in \mathbb{N} $, on a : $ \{ 0 , 1 \} \in \mathbb{Ens} $ ?

En théorie des Topoî, on dit que $ \{ 0 , 1 \} $ est l'object classifiant du Topos $ \mathbb{Ens} $, cela signifie que : $ \{ 0 , 1 \} \in \mathbb{Ens} $. Mais, est ce que c'est vrai que $ \{ 0 , 1 \} \in \mathbb{Ens} $ ?

Pardon si ma question est complètement ''id***e''. :-S

Merci pour votre éclairage.

Réponses

  • Dans le paradigme topos, c'est $P(1)$ qui sert d'ensemble de valeurs de vérité. Il faut des hypothèses nettement plus fortes (et en fait rendre les topos inutiles) pour avoir $P(1) = \{0;1\}$ car

    $$ \{a;b\} := \{x\mid x=a\ ou \ x=b\}$$

    Rappel: $1:=\{\emptyset \}$
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  • Mais tu ne réponds pas directement à ma question Christophe. :-)
    Est ce que $ \{ 0 , 1 \} \in \mathrm{Ens} $ ?
  • Pour ceux qui n'ont pas compris les affirmations de Christophe plus haut :
    Si $ \mathcal{C} $ est une catégorie ayant des limites finies. Alors $ \mathcal{C} $ admet un classifiant de sous objets $ \Omega $ si et seulement si $ \Omega $ represente le foncteur $ X \to \mathrm{Sub}_{ \mathcal{C} } (X) $ ( i.e : $ \mathrm{Sub}_{ \mathcal{C} } ( X ) = \mathrm{Hom} ( X , \Omega ) $ ).
    Pour $ X \in \mathcal{C} $, $ \mathrm{Sub}_{ \mathcal{C} } (X) $ est la sous catégorie quotient pleine de la catégorie $ \mathcal{C} / X $ de monomorphismes, dont la relation du quotient est la relation d'isomorphie.
    Lorsque $ \mathcal{C} = \mathrm{Ens} $, on a : $ \mathrm{Sub}_{ \mathrm{Ens} } (X) = \mathcal{P} (X) $ pour $ X \in \mathrm{Ens} $ et $ \mathcal{P} (X) $ est l'ensemble des parties de $ X $. L'objet classifiant $ \Omega $ dans ce cas là est $ \Omega = \{ 0 , 1 \} $, et on a : $ \mathcal{P} (X) = \mathrm{Hom} (X , \{ 0 , 1 \} ) $
    Et donc, d'après Christophe : $ \mathcal{P} ( \mathrm{1} ) = \mathrm{Hom} ( \{ * \} , \{ 0 , 1 \} ) = \{ 0 , 1 \} $ avec : $ \mathrm{1} = \{ * \} $.
    Non ?
  • oui
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  • Merci Christophe. :-)
  • Bonjour à tous,


    Toujours dans le cadre du Topos $ \mathbb{Ens} $ :

    Je peux comprendre par exemple que $ K = \mathbb{C} $ est un modèle pour la théorie suivante ayant un seul énoncé qui suit : Si $ f \ : \ K^n \to K^n $ est une application linéaire entre deux espaces vectoriels et si $ f $ est injective, alors $ f $ est surjective. Mais, que voudrait dire que le topos $ \mathbb{Ens} $ qui est une catégorie est un modèle pour la Théorie axiomatique ZFC ?. Pouvez vous m'expliquer pourquoi ?

    Merci d'avance.
  • Le topos Ens n'a rien d'un modèle de ZF (encore moins de ZFC). Les topos "singent" un paradigme ensembliste à travers le fait qu'il y a une possibilité d'associer à chaque énoncé borné du langage $\{\in ; \forall ; connecteurs\}$ une flèche de sorte que ça ne marche pas trop mal (et moyennant quelques ajouts, on peut le faire même pour les énoncés non bornés).

    Mais ce n'est qu'un changement psychologique. Mathématiquement et froidement tout ceci revient + ou - à faire les mêmes choses en enlevant ceci ou cela des axiomes. Le fait que ce soit fait en catégories permet de donner "une signature" à ce retrait (sinon, n'importe qui pourrait arriver et dire "je retire ceci, cela, je garde ceci, cela" et quand on lui demanderait "pourquoi", il répondrait comme le héros de la pub orangina)

    Je ne comprends pas trop pourquoi tu sembles vouloir jouer avec des topos avant d'étudier les catégories cartésiennes fermées qui contiennent déjà tout et plus que nécessaire.

    Je te rappelle que:

    1/ $(x\in y)$ n'est rien d'autre que $y(x)$ avec $y$ à valeurs dans un machin qui s'appelle pour les humains traditionnels $\{faux; vrai\}$

    2/ $(\forall xR(x)) = ([x\mapsto R(x)] = Constante(vrai) )$

    3/ $(A\ et\ B) = ((A,B)=(vrai,vrai))$

    etc, etc

    Le toposisme (ne pas confondre avec les topos) est un cadre philosophico-technique où on va plutôt traduire $(A\Rightarrow B)$ par $A\subset B$, $vrai$ par $1$ et $faux$ par $\emptyset$. Ca désarbitrarise qui sont $vrai$ et $faux$. Mais leur caractère arbitraire n'était de toute façon pas gênant. De plus, l'aspect catégorique apporte le handicap (volontaire) de mettre au second plan les différences entre des choses isomorphes, donc propose une autre langue pour lire qui apporte, avec ses avantages et ses inconvénients des trucs important à certaines spécialités qui privilégient cet aspect (l'algèbre plus particulièrement).

    Les traductions sont évidentes une fois qu'on a compris à quel jeu on joue, mais je crois (avis subjectif) que tu fantasmes peut-être un peu tout ça, quand je croise tes divers fils. On n'a rien sans rien, ces traductions ont leur intérêt, mais ne résolvent rien toutes seules.
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  • Je n'ai pas compris Christophe.
    Tu voudrais dire que les modèles de ZFC ne sont pas de type Topoi, mais d'une autre nature ? Quelle est cette nature ?
  • Un modèle de ZF c'est un couple $(E,R)$ où $R\subseteq E^2)$ et non pas une catégorie, c'est tout, rien de plus. On peut "fabriquer un topos" avec un modèle de ZF, mais c'est autre chose. Dans un topos tu n'as pas de relation d'appartenance, tu la simules d'une façon spéciale.
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  • Merci Christophe. J'apprends beaucoup de toi et de tes connaissances lorsque je lis ce que tu écris sur le forum.
    Oui, je suis d'accord avec toi qu'un modèle de ZF est un couple $ (E,R) $ ou $ R \subset E^2 $, mais pour me convaincre, pourquoi ici par exemple : http://www.normalesup.org/~cagne/cagne_rapport_ter_m1.pdf , page : $ 43 $, on dit que le topos de Grothendieck $ \mathrm{Sh} ( \mathrm{P} , J_{ \neg \neg } ) $ ( Topos de Cohen ) est un modèle de ZFC + $ \neg $ HC, si d'après ce que tu dis, un topos n'est pas un modèle de ZF, mais ''on fabrique un topos'' avec un modèle de ZF ?

    La construction du Topos de Cohen est celui qui a valu à Cohen d'obtenir la médaille de Fields en je ne sais quelle année pour montrer que l'hypothèse du continu est indémontrable par la théorie axiomatique de ZFC, n'est ce pas ?

    Désolé si mon message contient des passages erronés.

    Merci d'avance.
  • Certes mais c'est juste du blabla de café du commerce entre experts. De mon téléphone.

    Tu n'apprendras pas les idées de fond de Cohen dans ce langage. Les inter traductions sont t bien entendu toutes possibles puisqu'on peut singer la TDE dans le cadre topos mais le fait de faire ces remarques est surtout une action promotionnelle pour "vanter" les categories. Un peu comme si pour vanter Matiyasevic tu t'amusais à traduire quelques bons livres d'informatique théorique en liste de pages remplies d'équations diophantiennes.

    Donc tout dépend de ton but. Apprendre les catégories (dans ce cas vas plutôt vers ce qu'elle gére bien et associativement: l'algèbre, la géométrie algébrique) ou apprendre la logique et la partie graduée du platonisme scientifique c'est à dire les résultat de fond du genre "telle théorie est plus forte que telle autre de manière "absolue"". Dans ce cas où lié le plus vite possible qu'on peut aller de Marseille à Aubagne en passant par Paris même si c'est VRAI. Sinon tu auras pas assez de 10vies :-D. Et pour info l'équivalent de ces activités d'experts existent même en arithmétique de base: wikipédia te donne un polynome dont les valeurs positives sont exactement les nombres premiers. Mais :-D je te déconseille de la même façon et pour les mêmes raisons cette définition pour prouver qu'il y a une infinité de nombres premiers.
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  • Merci beaucoup Christophe.
  • De rien: en gros il y a des outils pour l'infini et d'autres pour le fini. Ceux pour l'infini ONT INTERET ET SE DOIVENT DE "ne pas voir le fini" (on peut le prouver).
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