罗素悖论:设集合S是由一切不属于自身的集合所组成,即“S={x|x ∉ x}”。罗素悖论还有一些更为通俗的描述,如理发师悖论、书目悖论。
罗素悖论是由罗素发现的一个集合论悖论,其基本思想是:对于任意一个集合A,A要么是自身的元素,即A∈A;A要么不是自身的元素,即A∉A。根据康托尔集合论的概括原则,可将所有不是自身元素的集合构成一个集合S1,即S1={x∉x}。
20世纪之初,数学界甚至整个科学界笼罩在一片喜悦祥和的气氛之中,科学家们普遍认为,数学的系统性和严密性已经达到,科学大厦已经基本建成。例如,德国物理学家基尔霍夫(G.R.Kirchhoff)就曾经说过:“物理学将无所作为了,至多也只能在已知规律的公式的小数点后面加上几个数字罢了。
”英国物理学家开尔文(L.Kelvin)在1900年回顾物理学的发展时也说:“在已经基本建成的科学大厦中,后辈物理学家只能做一些零碎的修补工作了。

”法国大数学家彭迦莱(Poincar6)在1900年的国际数学家大会上也公开宣称,数学的严格性,现在看来可以说是实现了。然而好景不长,时隔不到两年,科学界就发生了一件大事,这件大事就是罗素(Russell)悖论的发现。
悖论的解决
罗素构造了一个集合S:S由一切不属于自身的集合所组成。然后罗素问:s是否属于S呢?根据排中律,一个元素或者属于某个集合,或者不属于某个集合。因此,对于一个给定集合,问是否属于它自己是有意义的。但对这个看似合理的问题的回答却会陷入两难境地。如果s属于S,根据S的定义,s就不属于S;反之,如果s不属于S,同样根据定义,s就属于S。无论如何都是矛盾的。
罗素悖论提出后,数学家们纷纷提出自己的解决方案。人们希望能够通过对康托尔的集合论进行改造,通过对集合定义加以限制来排除悖论,这就需要建立新的原则。“这些原则必须足够狭窄,以保证排除一切矛盾;另一方面又必须充分广阔,使康托尔集合论中一切有价值的内容得以保存下来。”解决这一悖论主要有两种选择,ZF公理系统和 NBG公理系统。

1908年,策梅罗(Ernst Zermelo)在自己这一原则基础上提出靠前个公理化集合论体系,后来这一公理化集合系统很大程度上弥补了康托尔朴素集合论的缺陷。这一公理系统在通过弗兰克尔(Abraham Fraenkel)的改进后被称为ZF公理系统。在该公理系统中,由于分类公理(Axiom schema of specification):P(x)是x的一个性质,对任意已知集合A,存在一个集合B使得对所有元素x∈B当且仅当x∈A且P(x);因此{x∣x是一个集合}并不能在该系统中写成一个集合,由于它并不是任何已知集合的子集;并且通过该公理,存在集合A={x∣x是一个集合}在ZF系统中能被证明是矛盾的,因此罗素悖论在该系统中被避免了。
除ZF系统外,集合论的公理系统还有多种,如冯·诺伊曼(von Neumann)等人提出的NBG系统等。在该公理系统中,所有包含集合的“collection”都能被称为类(class),凡是集合也能被称为类,但是某些 collection太大了(比如一个collection包含所有集合)以至于不能是一个集合,因此只能是个类。这同样也避免了罗素悖论。




