在數學的集合論中,馬丁公理(Martin's axiom)是一個由唐纳德·A·馬丁(英语:Donald A. Martin)和羅伯特·M·梭羅維(英语:Robert M. Solovay)引進的[1]公理,這公理獨立於慣常的、帶有選擇公理的策梅洛-弗蘭克爾集合論(ZFC)。這公理在連續統假設成立的狀況下成立,但也與否定連續統假設的ZFC公理系統相容。
用較不正式的講法,馬丁公理講的是任何小於連續統 c {\displaystyle {\mathfrak {c}}} 的基數,其行為會與 ℵ ℵ --> 0 {\displaystyle \aleph _{0}} 大體類似。這公理背後的想法可藉由研究羅修娃-西葛斯基引理的證明得知;而這是用以控制特定力迫論證的其中一個原則。
給定任意的基數 κ κ --> {\displaystyle \kappa } ,我們可以定義一個如下的陳述,並將這陳述給記做 MA --> ( κ κ --> ) {\displaystyle \operatorname {MA} (\kappa )} :
對於任意滿足可數鏈條件的偏序 P {\displaystyle P} 及任意 P {\displaystyle P} 的稠密集的集族 D {\displaystyle D} 而言,若 D ≤ ≤ --> κ κ --> {\displaystyle D\leq \kappa } ,則存在一個 P {\displaystyle P} 上的濾子 F {\displaystyle F} ,使得對於任意的 d ∈ ∈ --> D {\displaystyle d\in D} 而言, F ∩ ∩ --> d {\displaystyle F\cap d} 非空。
由於這是一個使得 MA --> ( c ) {\textstyle \operatorname {MA} ({\mathfrak {c}})} 不成立的ZFC定理之故,因此馬丁公理可表述如下:
馬丁公理(MA):對於任意的 κ κ --> < c {\displaystyle \kappa <{\mathfrak {c}}} , MA --> ( κ κ --> ) {\displaystyle \operatorname {MA} (\kappa )} 成立
在這情況(應用可數鏈條件)下,一個反鏈 A {\displaystyle A} 是 P {\displaystyle P} 的子集,且這子集使得 A {\displaystyle A} 的任意兩個元素不兼容(若在偏序中存在一個低於兩者的共通元素,則說兩個元素是兼容的),而這與樹等情況下的反鏈是不同的。
MA --> ( ℵ ℵ --> 0 ) {\textstyle \operatorname {MA} (\aleph _{0})} 為真,而這即是羅修娃-西葛斯基引理。
MA --> ( 2 ℵ ℵ --> 0 ) {\textstyle \operatorname {MA} (2^{\aleph _{0}})} 為假: [ 0 , 1 ] {\displaystyle \left[0,1\right]} 是一個緊緻豪斯多夫空間,因此是個可分空間並滿足可數鏈條件。這集合沒有孤立點,因此其中的點是無處稠密的;但這集合是 2 ℵ ℵ --> 0 = c {\displaystyle 2^{\aleph _{0}}={\mathfrak {c}}} 這麼多的點的聯集。(也可參見下述的與 MA --> ( c ) {\displaystyle \operatorname {MA} ({\mathfrak {c}})} 等價的條件)
以下陳述與 MA --> ( κ κ --> ) {\displaystyle \operatorname {MA} (\kappa )} 等價:
馬丁公理在組合數學、數學分析跟拓樸學上有許多有其他有趣的結果: