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yayaweha
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发表于 2012-1-28 12:38
一个很有意思的数学兼哲学问题,请高手解释下
在无限大的范围内,究竟是正整数多还是完全平方数多?====================肯定很多人说是正整数多。理由如下:正整数集合包含完全平方数集合且比他大,所以正整数比完全平方数多。但是有一种诡辩的论证证明两者一样多:因为在无限的范围内,一个正整数永远可以对应一个完全平方数,所以两者是一样多的。这种说法乍一看很有道理。到底哪个对!!!!!
GAM
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发表于 2012-1-28 13:20
康托尔笑了
kuing
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发表于 2012-1-28 13:28
集合势
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①②③④⑤⑥⑦
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发表于 2012-1-29 10:34
本帖最后由 ①②③④⑤⑥⑦ 于 2012-1-29 10:38 编辑
我们怎么比较数量的多少?
可以用“对应”,找一个单射,一个对应一个,哪一方有多出来的无法对应的,那就是数量多。如果整体和其中的一部分相比,可以用最自然的和自身对应的方式,这样有了“整体大于部分”,当然还可以发展出更多的方法,如果不涉及无限,无论怎样更换单射的方式,结果不变,多的总是多,少的总是少。
但是一旦涉及到了无限之间的比较,会发现这些规律不是这么好使,自然数和全体平方数比较,当然可以用自然的和自身对应,全体平方数是自然数的一部分,但是我们并不只有这一种对应方式,比如说 $f(n)=n^2$,这就形成了一一对应,表示两者一样多?我们还能这样: $f(n)=4n^2$,这下好,自然数集和平方数集的一个真子集建立一一对应了,那么平方数比自然数更多?
有这些例子,使我们明白了,原来的这些比较的方法不能简单的推广到无限的情形,解决方法无非是:1) 不比较,所有无限都一样。 2) 抛弃某些规则,并尽量采用兼容于有限的比较的法则。
放弃是很容易的,原有规则不成立,我们索性就不要比了,比如复数我们就不谈比较大小。但如果确实有用的话,还是会做些努力的,当然要有用,Cantor就做了这么件事情,尝试对无限进行分类,集合论的产生本来就是想要理清无限之间的关系,当然,同样能适用于有限的情形。没有采用“整体大于部分”,因为这很不好用,如果保留这条而抛弃一一对应的办法,不存在包含关系的就比较不起来,这么做是没有实用性的,数学家们当然不会这么干。他们保留了一一对应的方法,当然,严格来说是定义了集合的势这个新的名词,是可以互相比较,两个集合间只要存在一种一一对应的方法,就说是“等势”的,这种方法兼容有限集之间的比较,对于无限集,也有了一些办法,并且有了很多实际应用,得到了很多好的成果。所以现在,都是采用这些方法。现在把这些再拿出来,不能称之为诡辩什么的了,已经有了统一的规则了。
当然,事情远没有那么简单,建立的集合论,是有缺陷的,比如著名的罗素悖论。朴素集合论过渡到公理集合论,哪些可以作为公理?就像欧氏几何的平行公理会遭人怀疑一样,集合论里面的选择公理,也会令某些人不爽,而这又关系到势的三歧性,也就是我们要比较两个集合的势(通俗地讲,比较两者的多少),除了|A|=|B|,|A|<|B|(从A集合能构造到B的子集的一一对应,但不可能构造到B本身的一一对应,B也不能和A的任何子集建立一一对应),|A|>|B|外,会不会有第四种可能,也就是A、B之间无法建立任何一个一一对应,同时,A可以和B的某个子集一一对应,B也可以和A的某个子集一一对应。选择公理是“构造主义”所极其不喜欢的,因为承认它,就得接受有那种宣告存在但是无论如何都无法精确构造出来的对象,当然,作为构造主义的一类的“直觉主义”更不会喜欢它,因为他们不承认无穷对象的存在。
选择公理这些东西,才真正是数学、逻辑学、哲学的交汇处,事实上有时不用管什么“主义”,对我们构造出来的抽象世界,到底需要哪些规则,各人自然可以有不同的看法,存在性、合理性也都是人为认定的,最终关注的无非是方便、有用、无矛盾(在这片抽象世界中大多数人不能接受的事物)。你可以不接受平行公理,但也不是直接抛弃就完事的,不接受,就要允许各种更复杂的几何的存在,研究更麻烦的问题。同时,在实际应用中,可能在某些时候还是用的欧式几何,当然,使用者可以说这只是近似而图方便什么的(数学家不会那么小气的,合适的地方使用合适的理论)
yayaweha
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发表于 2012-1-29 13:39
讲的这么深奥
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