作者: 桃夭灼灼投稿可发至邮箱1178853280@qq.com,今天小编就来聊一聊关于从1到10任意想一个数?接下来我们就一起去研究一下吧!

从1到10任意想一个数(从一到无穷大对应与计数)

从1到10任意想一个数

作者: 桃夭灼灼。

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一、伽利略的疑惑

物理学家伽利略曾提出这么一个问题。我们知道任何一个偶数都可以写成2n(n为自然数)的形式,因此对于任何一个自然数n,都可以将它乘以数字2而得到一个偶数2n。此外,如果有两个不同的自然数n和m,按照上面的方式可以得到两个不同的偶数2n和2m,换句话说,不可能有两个不同的自然数对应着同一个偶数。现在的问题是,按照这个方式,可以将自然数和偶数作一对一的对应,同时表明自然数似乎和偶数是一样多的。但是直觉告诉我们,偶数只是自然数的一部分,或者仅占自然数的一半,因为还有另一半是奇数。

伽利略对于这个问题思考很久,但无法给出令人满意的结果。在此之后的两百年间,数学家对于涉及到无穷大的问题,总是以“比任何数都大”的方式处理。

二、康托的解答

19世纪,数学家康托作出这么一个设想:如果我们承认自然数的确是和偶数一样多,那会带来什么样的影响?

三、希尔伯特旅馆

在1900年第二届国际数学家大会上,希尔伯特把康托的连续统假设列入20世纪有待解决的23个重要数学问题之首,他本人则提出了一个有趣的故事。

有一个旅馆,我们称它为希尔伯特旅馆。第一天来了一位客人要求入住,但老板表示已经客满,不过老板想出了一个方法。首先,他让一号客房中的客人搬出,让外面等待的客人入住一号客房。然后让二号客房中客人搬出,让原先一号客房中的客人入住二号客房,再让三号客房中的客人搬出,让原先二号客房中的客人入住三号客房。依此方式,最终让每个客人都有自己的客房(包括新来的客人)。

第二天,又来了一些游客,人数大约在100人左右,旅馆老板表示已经客满,不过聪明的老板又想出了一个方法。首先安排第一个游客入住,所作的安排与第一天入住的客人所作的安排一样。待第一个游客住下,又安排第二个游客入住,所作的安排与第一个游客所作的安排一样。最后,依次安排第三个、第四个游客直至最后一个游客入住。第三天,又有很多游客要求入住,人数无法确定,总是有无穷多人,老板表示已经客满,但他有方法可以让每个客人有自己的客房。

我们暂时不去关心老板最后的安排,这个故事被数学家们称为希尔伯特旅馆,借此他引出数学上的“可数无穷大”概念。与现代图论结合,又产生了网络枢纽无堵塞观点。

四、尾言

自康托提出连续统假设以来,数学家一直致力于解决这个问题。但不久人们就在康托的集合论中发现了悖论,为了消除这些悖论,就开始对集合论进行公理化处理,并先后尝试建立了几个集合论公理系统。人们通常使用的是策梅洛和弗兰克尔建立的ZFC公理系统。进行公理化后,基本上都能消除悖论。1938年哥德尔证明了连续统假设和ZFC公理系统不矛盾,两者是协调的。1963年美国数学家科恩又证明了连续统假设和ZFC公理系统是彼此独立的,是不可能判定真假的。这样在ZFC公理系统中,连续统假设是不可能判定真假的,这是60年代集合论的最大进展之一。正如帕斯卡比喻的那样:人只是漂浮在无限和虚无这两个无底深渊之间的一叶扁舟,我们总想要追求某种确定性,但却永远也抓不住,一不小心我们的整个基础就会分崩离析,而下面就是那无底深渊。在数学上,人永远只是探索者,没有“终结者”。

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