Un panorama historique de la théorie des ensembles 


Martial Leroy

Les travaux autour de la notion d’infini ont abouti à des paradoxes. Cela a contraint les mathématiciens à formaliser la théorie des ensembles. L’axiomatisation progressive a mené au système ZFC actuel, néanmoins sujet à diverses insuffisances suite aux travaux de Kurt Gödel et Paul Cohen.

Les penseurs de l’Antiquité savaient qu’il y avait plus de nombres entiers que toute valeur donnée à l’avance, mais refusaient de considérer la totalité de tous ces nombres. Seuls quelques grands précurseurs, comme Galilée,
Leibniz, Bolzano, Riemann et Dedekind, vont faire accepter progressivement l’existence de l’infini actuel (qui devient un objet parmi d’autres et non plus un indéfini flou). Richard Dedekind (1831-1916), le premier, propose une définition de l’infini : un ensemble X est infini s’il existe une bijection (qu’il appelle correspondance biunivoque) entre X et une partie stricte de lui-même. Par exemple, l’application successeur de ℕ dans ℕ \ {0} qui à n associe n + 1 est une bijection : tout élément de ℕ a un successeur unique dans ℕ \ {0}, et tout élément de ℕ \ {0} a un prédécesseur unique dans ℕ. 

 

Richard Dedekind vers 1886.

 

Les paradoxes et la crise des fondements

À partir des années 1870, Georg Cantor (1845-1918) s’intéresse de près à l’infini. Il démontre, en 1873, que les ensembles ℤ et ℚ sont dénombrables, au sens où ils peuvent être mis en bijection avec ℕ ; en revanche, ℝ n’est pas dénombrable : il y a, ... Lire la suite


références

- 

Histoire de la théorie des ensembles. Jean-Pierre Belna, Ellipses, 2009.
- Set Theory and the Continuum Hypothesis. Paul J. Cohen, Dover Publications, 2008.
- 
La théorie des ensembles – Introduction à une théorie de l’infini et des grands cardinaux. 
Patrick Dehornoy, Calvage & Mounet, 2017.
- Large Cardinals beyond Choice. Joan Bagaria, Peter Koellner et W. Hugh Woodin, 
Bulletin of Symbolic Logic vol. 25 n°3, 2019.

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