Ensemble de tous les ensembles

Bonsoir
Je ne sais dans quel contexte on dit qu'il n'existe pas un ensemble de tous les ensembles, mais c'est un fait archi-connu que c'est vrai. Qu'en est-il des catégories ?.

De mon propre expérience, je lis toujours dans des ouvrages que la catégorie de toutes les catégories existe, et est notée : $ \mathrm{Cat} $ en plus. Pourquoi alors, le même problème qui se pose pour dire qu'un ensemble de tous les ensembles n'existe pas, ne se pose pas pour les catégories, et que effectivement la catégorie de toutes les catégories existe ?
Merci d'avance.

Réponses

  • $\mathrm{Cat}$ désigne la catégorie des petites catégories, elle n'est elle même pas petite, donc pas de problème là.
    Plus généralement, pour gérer des questions telle que "la catégorie des catégories", on triche un peu au sens où on ne prend pas vraiment la catégorie des catégories : on fixe un univers $U$, et on considère la catégorie des catégories de $U$. Cette catégorie, elle, vit dans un plus gros univers, donc en particulier elle ne se contient pas comme objet: pas de souci, donc.
  • Bonjour,
    La catégorie de toutes les catégories est appelé inproprement ainsi.
    On sous-entend par là la catégorie dont les objets sont des catégories et dont les flêches sont des foncteurs.
    Cette catégorie-là existe.
  • Pablo a écrit:
    mais c'est un fait archi-connu que c'est vrai

    Non, dit comme ça, c'est désinformant.

    il s'agit du théorème suivant (sans axiome donc dans toute théories):

    $$\forall R\forall x\exists y: (R(x,y) \iff R(x,x))$$

    trivial (suffit de prendre $y:=x$), qui dans le cas particulier où on note $R:=\in$, donne

    $$\forall x\exists y: ((x\in y)\iff (x\in x))$$

    qui appliqué à $a$ tel que $\forall x: [(x\in a) = ((x\in x)\to Paradis)]$

    donne une phrase $P$ vérifiant $P=(P\to Paradis)$, qui est telle que

    $Paradis = $
    $(P\to P) \to Paradis = $
    $(P\to (P \to Paradis)) \to Paradis = $
    $(P\ et\ P)\to Paradis)) \to Paradis = $
    $(P \to Paradis)) \to Paradis = $
    $P\to Paradis = $
    $(P\ et\ P) \to Paradis = $
    $P\to (P\to Paradis) = $
    $P\to P$

    donc offre le paradis.

    Dire qu'un truc qui offre le paradis "n'existe pas" est un choix et ça n'a pas grand sens.

    Le choix cardinal qui a inspiré de ne s'occuper mathématiquement que de "petits objets", ie de considérer que toute preuve aboutissant à "Paradis" doit faire intervenir forcément AU MOINS une définition de la forme $a:=(x\mapsto R(x))$ avec un $R$ intuitivement gros a bien servi à la science jusqu'à présent, car on a AN CHAQUE FOIS pu bien distinguer la $R$ grosse qui intervenait.

    Rien à voir avec les catégories (qui de toute façon renverraient évidemment au même phénomène (il est robuste et cardinal, il n'a rien à voir avec le type de structure concerné, il révèle juste que les grandes tailles forcent des mi-chemins entre $vrai$ et $faux$. Tu le retrouveras dans n'importe quelle implémentation. L'avantage de l'ensemblisme est qu'il n'y a aucun codage et que tout est naturel et dit comme les gens le pensent, sans interface diplomatique.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • christophe c a écrit:
    Dire qu'un truc qui offre le paradis "n'existe pas" est un choix et ça n'a pas grand sens.
    Si; tu réclames aux gens qu'ils admettent que tu as prouvé $\perp$ alors que tu as seulement prouvé $(\exists aH(a)) \to \perp$
    (où $H(y):= \forall x[(x\in x)\to \perp] \leftrightarrow (x\in y)$).
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • De mon téléphone: non mais je voulais dire que c'est refuser de voir tous les axiomes logiques derrière. En particulier le clonage ici et l'extensionnalite quand on ruse.

    La seule chose qu'on peut dire d'u e phrase À telle que À = non(À) c'est qu'elle n'est pas dans {vrai;faux}.

    De nos jours les placardiser est moins justifiable qu'aux époques ante quantique.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Bonjour à tous,
    @Pablo_de_retour : Je suis une quiche en catégories, mais tu peux peut-être y voir plus clair en considérant les univers de Grothendieck.
    Pour cela : va voir dans le fil Grands cardinaux ci-dessous, tu télécharges le fichier joint au premier message et tu lis les pages 19 et 20. (Plus peut-être quelques pages en arrière si tu ne sais pas ce qu'est un cardinal inaccessible).
    Loin de moi l'idée de penser que ce truc est la panacée universelle (sans jeu de mots), c'est juste histoire de préciser un tout petit peu ce que disait Max dans son premier post, sans forcément l'améliorer, d'ailleurs.
  • Bonsoir,

    Merci à tous et à toutes pour vos réponses ( Martial, zephir, christophe, Maxtimax ... etc ).
    Mais malgré ce que vous m'expliquez, je suis encore loin de tout comprendre :

    Par exemple :
    Maxtimax, qu'est ce que la catégorie des catégories de $ U $ ? Pourquoi vit-t-elle dans un plus gros univers ? et pourquoi ne se contient-elle pas comme objet ?

    Merci aussi à Martial que je promets de lire son document si j'aurai un peu de temps plutard. :-)
  • Pablo : si $U$ est un univers de Grothendieck (je t'épargne les détails, grosso modo : un ensemble assez gros, dans lequel on peut faire toutes les opérations ensemblistes usuelles tant qu'on utilise que des trucs qui sont déjà dedans), alors tu peux définir une notion de $U$-catégorie (ou "catégorie de $U$" comme je l'avais dit au début): c'est la même définition que "catégorie", sauf que tu demandes que $\mathrm{Ob,Ar}\subset U$ (l'idée c'est que $U$ peut être vu comme un univers à part, et que donc on demande que les objets, et flèches de la catégorie soient des "classes au sens de $U$") etc.
    Alors on peut faire toutes les constructions usuelles, et par exemple on peut définir $U-\mathbf{Set}$ comme la $U$-catégorie dont les objets sont les éléments de $U$, et les flèches sont les applications entre ces ensembles (il faut vérifier que c'est bien dans $U$, mais ça découle des détails sur la définition de "univers de Grothendieck"= etc. Cette catégorie est un ensemble, mais évidemment aux yeux de $U$ non, i.e. sa collection d'objets (qui est $U$ ) n'appartient pas à $U$.

    Bon, bah ensuite on peut faire pareil et dire "soit $C$ la catégorie des catégories de $U$". Ah ! Mais elle n'a pas sa classe d'objets incluse dans $U$ (par exemple $\mathrm{Ob}(U-\mathbf{Set}) =U$ donc $U-\mathbf{Set}\notin U$). Qu'à cela ne tienne, si $U_1$ est un univers de Grothendieck tel que $U\in U_1$, alors $C$ est une $U_1$-catégorie : on est passé à un plus gros univers. Mais en particulier, $C$ n'étant pas une $U$-catégorie, elle ne s'appartient pas comme objet : pas de problème de type Russell ici.
    C'est la manière la plus efficace de gérer les catégories en général; de dire qu'on fixe $2-3$ univers $U_0$ etc. et qu'on considère uniquement des $U_0$-catégories, et que parfois on s'autorise une excursion dans $U_1$ voire $U_2$ quand on regarde des catégories de foncteurs etc. En pratique ça ne change rien, sauf que ça justifie ce qu'on a le droit ou pas le droit de faire (et ça a l'avantage de tout faire au même niveau que ZFC, i.e. sans introduire de "classes" - bon on a rajouté des axiomes mais ils sont pas trop méchants)
  • Après cet épisode bière-téloche-whisky, je reviens au sujet initial. Je vais juste rajouter un mot au dernier post de Maxtimax : en fait, pour que sa construction marche il faut que $U$ soit un univers du type $V_{\kappa}$, où $\kappa$ est un cardinal inaccessible. Mais pour pouvoir définir l'univers $U_{1}$ il faut qu'il existe un cardinal inaccessible $\lambda>\kappa$, et ainsi de suite. Donc si on veut pouvoir continuer indéfiniment (ce qui n'est guère utile comme l'a très justement précisé Max, puisque dans la pratique on va rarement au-delà du deuxième étage), il faut supposer qu'il existe des cardinaux inaccessibles arbitrairement grands.
    C'est pour ça qu'on dit que l'axiome des univers de Grothendieck est équivalent à l'existence d'une classe propre de cardinaux inaccessibles.
  • De mon téléphone vu le peu d'ingrédients high-platon utilisés en catégories (rappel: cette spécialité vit au niveau diophantien) des V alpha très simples suffisent. Les inac évitent juste la prise de tête tatillonne du recensement.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • Il y a un théorème de complexité mais j'ai oublié son énoncé exact qui dit (grossierement) la plupart des ensembles récursivement enumerables des maths qui comptent sont tels que chacun a son ensemble de vitesses de calcul tel que pour tout f dedans il existe g dedans tel que 2^g majorée par f à l'infini.

    Autrement dit tu as pertinemment des recherches de zippage tentant de passer d'une f a une g via nouveaux outils.
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