康托尔发现集合论后,提出集合论有互异性、确定性和无序性后,有的数学家耻笑康托尔集合无序性的原则。对康托尔说:“无序性会有什么作用?”
康托尔反驳:“我们把东西堆在一起,形成一个集合就行,不需要给他排序。”
克罗内克笑道:“你研究集合论是研究有理数和无理数个数时开始的,对数字不讲顺序,你着集合算什么数学?是个不知大小没有高低的东西?那证明里的归纳法如何用集合问题取解决?”
康托尔这时才深深的感觉到,良序定理是“思维的基本原理”。他对数学家们说:“所有集合都可以被良序排序。”
康托尔不仅仅要面对一般的数学归纳法,还要面对超限归纳法,数学归纳法时后继序数,而超限归纳法不是后继序数。
策梅洛提出了良序定理,其内容表述为对任何集合S,存在S上的二元关系R,使得是良序集。
良序定理是非常重要,因为它确保所有集合适用超限归纳法的强力技术。
后来为了证明良序定律,策梅洛提出了选择公理,表述为设c为一个由非空集合所组成的集合。那么,我们可以从每一个在c中的集合中,都选择一个元素和其所在的集合配成有序对来组成一个新的集合。
要证明选择公理,并非一件容易的事,其中一个原因是选择公理不单是一条简单的数学命题,而是牵涉较基层的数学──集合论。而集合论正就是数学的基础理论,所以在证明时,工具也会较少。
而这里又出现了新情况,就是左恩引理的出现。
佐恩引理在1922年首先被库拉托夫斯基所发现,1935年佐恩亦独立地发现此结论。
表述是在任何一非空的偏序集中,若任何链(即全序的子集)都有上界,则此偏序集内必然存在(至少一枚)极大元。
佐恩引理,良序定理和选择公理彼此等价,在集合论的公理基础上,上述三者中从任一出发均可推得另外两个。