1940 року Курт Гедель довів, що у системі аксіом Цермело—Френкеля з аксіомою вибору (ZFC), континуум-гіпотезу не можна спростувати (за припущення про несуперечність ZFC[Прим. 1]); а 1963 року американський математик Пол Коен довів, що континуум-гіпотезу не можна довести, виходячи з тих же аксіом (також у припущенні про несуперечність ZFC). Таким чином, континуум-гіпотеза не залежить від аксіом ZFC.
Еквівалентні формулювання
Відомо кілька тверджень, еквівалентних континуум-гіпотезі:
Пряма може бути розфарбована в зліченну кількість кольорів так, що ні для якої одноколірної четвірки чисел не виконується умова [1]
Площина може бути повністю покрита зліченним сімейством кривих, кожна з яких має вигляд (тобто має єдину точку перетину з кожною вертикальною прямою) або (має єдину точку перетину з кожною горизонтальною прямою).[2]
Простір можна розбити на 3 множини так, що вони перетинаються з будь-якою прямою, паралельною осям Ox, Oy і Oz, відповідно, лише в скінченній кількості точок.[3]
Простір можна розбити на 3 множини так, що для кожної з них існує така точка P, що ця множина перетинається з будь-якою прямою, що проходить через P, лише в скінченній кількості точок.[4]
Узагальнення
Узагальнена континуум-гіпотеза стверджує, що для будь-якої нескінченної множини S, кожна множина, кардинальне число якої більше, ніж у S, має кардинальне число, яке більше або дорівнює 2S.
Узагальнена континуум-гіпотеза також не суперечить аксіоматиці Цермело-Френкеля, і, як довели Серпінський 1947 р. і Шпеккер 1952 р., з неї випливає аксіома вибору.
Примітки
↑Несуперечність системи аксіом Цермело—Френкеля з аксіомою вибору (ZFC) є необхідною умовою (оскільки в суперечливій системі можна довести будь-яке твердження). Однак, несуперечність ZFC неможливо довести в межах самої ZFC (відповідно до другої теореми Геделя про неповноту).