¿Todos los modelos de aritmética peano se describen utilizando lógica de primer orden no estándar?

Se sabe que existen modelos no estándar de Aritmética de Peano cuando se describe utilizando lógica de primer orden. Mi pregunta es si existe un modelo estándar (uno que no contenga elementos no estándar) de PA descrito en FOL. ¿Cuál es un ejemplo de tal modelo canónico?

Respuestas (2)

No está claro qué significa "descrito en FOL".

La teoría de primer orden de la Aritmética de Peano ciertamente tiene un modelo estándar, que consiste en los números naturales estándar con sus operaciones aritméticas habituales. Peano Arithmetic también tiene muchos modelos no estándar.

Lo que no se puede hacer en la lógica de primer orden es hacer una teoría T tal que el único modelo de T es el modelo estándar de la aritmética. Esto no tiene nada que ver con la aritmética per se; una teoría de primer orden que tiene un modelo infinito tiene infinitos otros modelos infinitos, independientemente del tema de la teoría de primer orden.

Entonces, ¿sospecho bien que , { } , { { } } , . . . ¿El modelo estándar de Peano Arithmetic está formalizado en First Order Logic?
Esa no suele ser la forma en que se define en ZFC, pero esa forma de definir los números (junto con las interpretaciones habituales de las operaciones de suma y multiplicación) funcionaría. Hay muchas formas equivalentes (isomorfas) de definir el modelo estándar. La forma habitual de hacerlo en ZFC es dejar que el modelo estándar consista en los ordinales de von Neumann finitos, que son 0 = , 1 = { 0 } , 2 = { 0 , 1 } , 3 = { 0 , 1 , 2 } , ...

Según los teoremas de incompletitud de Gödel, cualquier construcción de un modelo para PA debe trascender PA. Usando un poco de teoría de conjuntos (algún pequeño fragmento de ZF) se puede demostrar que ω (el primer ordinal transfinito de von Neumann) junto con las operaciones aritméticas definibles apropiadas forma un modelo de PA y no tiene elementos no estándar.