在数学中有一个“无穷”的概念。
自然数是无穷的,1、2、3……永远也数不到头,因为数字是无穷尽的:只要有一个数字“n”,就有一个“n 1”紧紧地跟着它——没有最大、只有更大。这是大的无穷,叫做“无穷大”。
早在战国时期就有“一尺之棰,日取其半,万世不竭”的提法,意思是说一尺长的木棒,每天截掉它的一半,永远也截不完。“1”是最小的自然数,我们拿它来除以2、再除以2、再除以2……,数字会越来越小,但永远也不会等于“0”。这是小的无穷,叫做“无穷小”。
正是因为有了无穷,事物变得奇妙起来。
实数集是现实生活中我们能用得到的最大数集,自然数、整数、大于0的数、小于0的数、能写出来的数、写不出来的数,都在它的里面包含着,所以其中数字的个数是无穷多的。我们拿“a”来代表其中的任意一个数,那么“a 8”很容易算得出来——现在,我们把实数中的每一个数字都作一次“a”,计算出“a 8”来形成一个新的数集,那么新生成的这个数集是不是仍然是实数集呢?新的数集等于原来的数集,但我们都知道“a≠a 8”,是不是有些奇怪了呢?
把“ ”换成“×”,是不是也有上面的现象呢?把“8”换成“1”、“2”、“3”或是任意一个实数“b”(注意用“×”的时候“b”不能为0),都能得到上面的结果,是不是非常神奇?
大于0小于1的数有多少呢?答案是无穷多;大于1小于2呢?也是无穷多;大于2小于3,还是无穷多……前面说了,自然数是无穷多的,于是就得到:无穷多个无穷多仍是无穷多。
自实数中拿掉“1”以后余下的是无穷多个数,拿掉“1”和“2”后余下的还是无穷多个数,得到:无穷多个减去有限个还是无穷多;自实数中拿掉1-2中间的数,余下的仍然是无穷多,得到:无穷多减去无穷多仍能是无穷多。
数轴代表实数。实数是无穷的,数轴也是没有边际的。在数轴上任取一段,无论大小,其中都包含着无穷多的数字。无穷多的任何一部分,仍是无穷多。
神奇吧?!
自然界中也有很多的无穷。
宇宙是很大的,我们都不知道它的边沿在哪里。从太阳系到银河系,再到河外星系,我们能探测到的地方越来越多、越来越远,而我们不知道的东西、无法解释的现象也越来越多。宇宙空间有多大?质量有多少?蕴藏的能量有多少?时间有开始和结束吗?这是宏观的无穷、大的无穷。
自然界中的物质由分子组成,分子可以分成原子,原子有原子核和核外电子,原子核中有质子和中子……现代物理研究证明,质子和中子仍然可以再分。以前认为光是没有质量的,现在证明光也是有质量的,光是由光子组成的,光子是不是还可以再分呢?这是微观的无穷、小的无穷。
看到一个苹果的落地,牛顿发现了万有引力,我们知道了宇宙中的任何两个物体都在相互吸引着,吸引力量的大小与物体的质量及它们之间的距离有关。吸引力大的,光也不能逃脱,形成“黑洞”;吸引力小的,它的存在对事物毫无影响——或者是说,这种影响我们观察不到。宇宙中有多少物体?每两个物体之间都有吸引力,那么宇宙间又有多少的吸引力呢?每个物体都又可以分成数个或无数个的更小的物体,吸引力是否也是无穷的多呢?正是这无穷的吸引力,使宇宙间的万物都有了或大或小的直接联系和影响。
真的是神奇!
你还能发现更多这样的神奇吗?
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