很有意思的问题,想了下,发现有必胜策略等价于连续统假设。
如果 .此时,不妨就用 代替 来玩这个游戏。
对每个序数 , 取定一个 上的偏序 使得 与 是序同构,玩这个游戏的三位数学家要事先记住所有这些序同构。那么这三个数学家玩这个游戏的策略就是:当某个人看到另两个人的帽子上的序数是 时,他就猜 .
然后说明,这确实是一个必胜策略,如果三顶帽子上的序数是 ,并且 , 那么在全序 里的元素 一定能比较出大小,那么头戴 或 帽子中较小号码的那个人肯定猜中了他戴的帽子上的数。
如果 ,我们说明此时任何策略都不能保证猜出所有的三元组 .采用评论里甜甜甜菜同学的思路。三个人各自采取了一个策略,每个策略其实是一个 到 的映射。假设这三个策略是 , 如果是赢的策略的话,那么就是对于任意的 都有 或 或
取出 和 , 然后取出 ,
必定存在一个 使得 ,这样 对每个 都成立。
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最后,我觉得应该有这个结论: 个人玩这个游戏是有必胜策略当且仅当 .
如果是可数无穷个人来玩会怎么样呢?
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2.20更新:
说一下两个人猜零测集玩这个游戏的必胜策略的条件。为此,要介绍关于零测集的几个基数特征:
表示多少个零测集的并不是零测集的临界基数;
表示最小的不是零测集的实数子集的基数;
表示最小的能覆盖实数集的零测子集族的基数。
表示所有零测集形成的集族。
不难知道:
除此以外并没有在ZFC下可以证明的关系。在科恩力迫模型里, . 而在random real 的力迫模型里,则是 .
这些可见 Bartoszynski 和 Judah的 set theory: on the structure of the real line.
就是说, 与 这两个关系都是独立于ZFC的。因此,下面的结论将说明,这个游戏有没有必胜策略是独立于ZFC的。
下面证明:两个人玩猜零测集的游戏里,
1,若 ,则这两个人没有赢的策略。
证明:设 不是零测集,如果 是这两个人的赢的策略,即它们都是从 到 的映射,满足 ,
由于 可知 不是覆盖族,于是可取一点
, 这样就有 对所有 成立,这就与 是零测集矛盾。
接下来本来我想去证明如果 , 则这两个人有赢的策略,但是却卡主了,只能去证明下面的弱一点的结论:
2, , 则这两个人有赢的策略
证明:如果 , 则取出基数为 的零测子集族 覆盖了实数集。这时,对 , 都可选取一个序数 ,使得 .那么这两个人玩这个游戏策略就是,当看到另一个人头上的帽子是实数 时,他就猜测集合 (这是小于 个零测集的并,确实还是零测集)。 如果两人的帽子上的数字是 的话,那么 较小的那个人肯定猜中了自己帽子上的数。
现在的问题是:如果 (这也是与ZFC相容的),我就不知道这两个人玩猜零测集的游戏是否有必胜策略了。
当然如果以上将零测集换成第一纲集或者别的什么理想的话,也是一样的。比如可数集理想 的那几个基数特征比较容易算, , ,所以可以得到两个人猜可数集时 有必胜策略当且仅当 .