这是一座普通城市的普通中学的一趟普通的初中英语课,但却是费晓马最不喜欢的课程。费晓马本来就对英语不感兴趣,偏又遇上一个脾气古怪,整天板着脸的中年女英语老师。这天的英语课教的是序数词,费晓马例行地想心事,根本没在听。
英语老师看费晓马走神了,直接让他回答问题:“费晓马,请你中译英这句话:我上次考试得了第一名”?费小马条件反射地站了起来,一词一顿地说:“啊,I am first in last exam......”。
还没等费晓马说完,老师直接打断了他:“我已经说过无数次了,序数词前要加定冠词‘the’,the first......你还要我说几遍啊!回去把今天的例句抄10遍!”
费晓马沮丧地坐了下来,心想:这堂课赶紧过去吧。脑子又开始放空,开始思考一些数学题来。费晓马很喜欢数学,绰号”小费马”,数学是他最喜欢的科目。
想着想着,忽然不知不觉中,英语老师不见了,数学老师站在讲台上,好像数学课开始了。
数学老师是费晓马最喜欢的李老师,年轻,举止文雅,谈吐幽默,很能跟学生打成一片。这时李老师提问了:“上一堂课我们教‘递归’概念的时候,讲了个有“递归”的故事,谁还记得那个故事?”
费晓马在数学课上最积极了,马上站了起来,说:老师,我记得。那个故事是这样的,从前有座山,山上有座庙,庙里有个老和尚和小和尚。有一天,老和尚对小和尚说:从年有座山,山上有座庙,庙里有个老和尚和小和尚......就这么下去,老和尚和小和尚的故事怎么也说不完”。
“很正确!”,李老师追问:“那么费晓马,如果你是故事里最里面的那个老和尚,你会怎么终结故事呢?”
费晓马不假思索地说:“那个老和尚对小和尚说:‘这个故事,我已经说了无数次了啊!’” 听到费晓马说出了英语老师的口头禅,教室里哄堂大笑。
李老师也笑了,说:“你为什么认为‘我已经说了无数次了’这句话可以终结这个故事呢?”
费晓马说:“无数次嘛,就表示后面还可以说很多很多次,但都省略不说了,所以就用无数次概括了。但是,没有人真的可以说无数多次,所以这样说大概不太对”。
李老师微微一笑,推了一下眼镜,说:“其实,‘我已经说了无数次’, 这句话也并非没有完全意义,如果我们把这句话用序数来理解的的话。”
费晓马一下子紧张了:“老师,这不会跟英语里的序数词有啥关联吧?”
李老师说:“费晓马,你不用怕英语到这程度吧。别怕,不考你英语。我们就看看能不能赋予’我已经说了无数次’,这句话一点意义,但会牵扯到数学里的序数概念。你看,如果我们把‘无数次’算作一个数字的话,那‘我已经说了无数次’这句话,就跟我们平时说的,‘我已经说了一百次,一千次’一样,都是有意义的。”
“但是老师,‘无数次’到底算是一个什么数字呢”?
李老师说:“比任何自然数都大的一个数!我知道这很难理解,但这是数学里很有意思的地方,因为它是一个可以与‘无穷大’打交道的学科。
“比全体自然数大,这句话确实无法理解,因为在常规的大和小的意义下,这句话是不对的。但数学里有其他比大小的方法,比如集合中的包含和子集。一个集合里的元素完全可以是无穷多的,它也可以包含其他有无穷多个元素的集合,没有问题。”
费晓马似懂非懂地问:“这跟‘无数次’有什么关系吗’?
李老师说:“有啊,你可以这样理解:
“我已经说了n次” 这句话,相当于‘我说:“我已经说了n-1次了”’,你看,这是不是很像一个集合包含了另一个集合,也有点像递归?”
“对”,很多学生同时答到。
“那我们我再定义:‘我已经说了无数次了’,这句话描述了一个集合,其中包含了所有的‘我说了n次’的情况,n可以是任何的自然数,这样,‘我已经说了无数次了’,这句话不就有意义了吗?
费晓马思索了一下,困惑地说:老师,这样真有什么意义吗?‘说了n多次,无数次’,这种话,我们平时开开玩笑而已,数学里有什么用吗?”
李老师说:“现在看确实没啥用,但是如果我们能在‘无数次说’了之后,再‘说一次’,那就有意思了。”
“无数次之后再说一次?”费晓马更困惑了。
李老师暗下一乐,说:“既然我们在说集合,并且一个集合包含另一个集合,就表示前者更大,那我们只要定义一个集合,包含了‘我说了无数次’这个集合就可以了。你们想下这句话:‘我说:我已经说了无数次了’,那么你们觉得我一共说了几次呢?”
“难道是无数次加一?”,费晓马问?
李老师说:“对啊,根据我们之前集合递归包含的规则,这就是无数次加一次啊。记住,我们现在就可以把‘无数次’当做一个数字来处理,虽然它的本质是全体自然数构成的集合。另外要记住一点,现在的加法是没有交换律的,比如‘1 无数次’就不等于‘无数次 1’,费晓马你说说看为什么这样?”
费晓马开始思考起来,说:“‘我说了1 无数次’,那就相当于我先说了一次,然后又说:‘我说了无数次’;但是‘无数次’里包含了那一次,所以总体只说了‘无数次’。但是,这句话:‘我说:我已经说了无数次了’,根据我们递归规则,外面这次确实包含了里面的那句话,所以相当于说了‘无数次 1’次。”
李老师对费晓马相当满意,说:“太对了,你要记住,现在的讨论里,次序会很重要,因为我们牵涉到无穷这个概念。”
费晓马一下子来劲了,继续思考:“对啊,不管你先说了多少次,后面如果说了无数次,那么总数上还是无数次啊,次序换过来就不一样了。那么老师,这样看的话,这句话:‘我说,“我说:我已经说了无数次”’这句话,就是我说了无数次 2次吧。”
李老师答复:“对。”
“那么这句话:‘我已经说了无数次:我已经说了无数次’,这句话算说了几次呢?”,费晓马抛出了他真正想问的问题。
李老师也早有准备:“那我们需要返回之前的定义。之前我们只定义了:’我说了:我已经说了n次‘,这句话的含义,其结果相当于说了n 1次。但是没有定义这种句式:‘我说了p次:我已经说了q次’。现在需要定义一下这种句式的含义。
根据我们日常经验:‘我已经说了两次:这事我已经说了三次了’。总体上是不是感觉说了六次。那么之前那句话,我们就可以定义成乘法关系,‘我说了p次:我已经说了q次’,这句话总体上就是说了q乘以p次。”
“那么‘我已经说了2次:我已经说了无数次’ 就是我已经说了2倍的无数次!”。费晓马忍不住插了一句。
李老师微微点头,继续说:“但要注意,一旦涉及到‘无数次’,次序又变得重要起来。比如‘我已经说了无数次:我说了两次了’。这句话,总的次数应该写成2乘以无数次,但结果仍然是无数次。因为说再多的‘两次’,最终也会被外面的‘无数次’覆盖了,超不过‘无数次’。
但是,’我已经说了两次:我说了无数次了‘,这句话确实是‘我已经说了无数次乘以2次’,就是两倍于无数次。而‘两倍于无数次’确实比‘无数次’大,所以我们这里,乘法交换律也不成立,这一点需要注意。”
费晓马顿有所悟,有点兴奋得说:“那老师,这样看来,‘我说了无数次:我已经说了无数次’,这句话就应该是‘无数次’乘以‘无数次’,等于‘无数次的平方次’了吧?”
“对啊,简单吧。那之后你还可以继续……”
没等李老师说完,费晓马迫不及待地说:“那还可以有无数次的3次方,无数次的4次方,以至于无数次的无数次方对吧.....”
刚到这里,费晓马忽然又听到一个不想听到声音:“费晓马,你上课又打瞌睡了,你告诉我,我刚才说了啥?”
啊,原来还是英语课啊,费晓马迷迷糊糊地的,也不知道哪来的勇气:“老师,你刚才说,你已经说了无数次了,但你其实已经说过了无数次‘我已经说了无数次了’!”。
课堂里一阵哄笑,费晓马这次真的醒了过来。原来现在只是早上,费晓马还躺在自己的床上。
费晓马心想:“还好只是梦啊,都怪我昨天睡前听大老李讲序数,做了这么一个梦中梦。不过以后我知道原来'我说了无数次'这句话还是有意义的啊。”想到这,费晓马似乎觉得英语老师的这句口头禅也不是那么讨厌了。
(未完,续不续看反响......)
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