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无限的过程和结果(讨论)

已有 1850 次阅读 2022-3-12 14:24 |个人分类:数学基础|系统分类:观点评述

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开场白(第一天) 

        我:在数学史上潜无限和实无限的无穷观始于古希腊,距今已有两千多年。
最近一两百年以来,两种无限观的争论十分激烈[1]

        MAN 所有争议都是由无穷观引起的。都能追根溯源到无穷观。可惜现在的人们很多却不重视无穷观,不了解争论的本质。

       欧阳耿  在现有的数学分析和集合论中,因为都是以传统的无穷理论体系为基础,所以经常出现在潜无穷和实无穷之间任意跳跃的状况、并且美其名为“有穷与无穷之间的飞跃”,导致许许多多悖论和问题的产生。所以不从根本上改变无穷理论体系的基础,就不可能解决现有数学分析和集合论中的许许多多问题,这也就是我将那些问题和悖论叫做“综合症状群”的最根本原因。但是,许多人都没有意识到这一点,而是头痛医头,脚痛医脚,几千年来都是如此,难怪没办法解决问题

       我: 康托建立了以实无限为理论基础的集合论后,由于出现了一些悖论,争论愈发激烈。

        悖论也可翻译为自相矛盾,而自相矛盾是任何一门严肃的科学所不能允许的。
相容集合论以从根本上消灭集合论悖论为目标,初步文献已上网,目前还有待进一步成熟和发展。
        由于相容集合论[2]与无限观密切相关,所以在微信群《相容集合论研究》(群二维码见本文左上角,欢迎有兴趣的人扫码入群)中关于无限观的讨论也较多,本文是其中的一部分。

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        我 潜无限论者认为无限是一个不断进行的过程,没有终点。这种观点是符合事实的,比如说,自然数的增加。什么时候可能有终点?实无穷论者认为,无限是可以完成的。在潜无限论者看来,这种观点显然不符合无限过程本身。但实无限仍然有很大的市场。这是因为,无限一旦能够完成,它的结果就确定了,后续的研究就非常方便。 

 

        那么,是否可以把无限过程和无限的结果分开来讨论?比如n→∞肯定是一个潜无限过程,永远没有终点,但收敛级数部分和的极限却是可以确定的,某种意义上可以看做是有终点的,这样是不是就可以把潜无限和实无限结合起来了呢?

        从潜无限角度来说,这个好像是一种和浠泥的方法。能不能严格起来?

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部分讨论

 

        MAN: 求和的项次趋于无穷还是达到无穷?无限小数的位数是趋于无穷还是达到无穷?实无穷与潜无穷的回答显然不一样。如何结合?

      怀旧老爵士: 无限过程和无限的结果的典型例子就是0.999999……=1。这是一个实无限过程.

   谢钢礼:科学要允许质疑(大意)。

      欧阳耿 : 与“潜无穷--实无穷”无关的新无穷理论体系展示了一种新的研究思路。

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继续(第二天)

    

    我:其实,无限的结果能不能达到,不但是一个理论问题,而且还是一个技术问题,不能一概而论。
    无限的结果如果是发散的,无限没有确定的结果。这个自不待言。
    在收敛的情况下,也要分两种情况,一种是达不到,一种是能达到。
    例如,圆周率的计算, 至少从目前的技术上来看,只能接近而不能达到无限的结果
      之所以达不到,是因为以我们目前的技术,只能老老实实、一步一步地算,而每一步计算都是需要时间的,这时,无限的结果只能当无限过程结束后才能达到,而无限过程是永远不能结束的,所以这个结果也是永远达不到的。
    这个推导并没有问题,也是潜无限的理论基础。
    不过,这个推导里面有一个前提就是无限过程必须一步一步地进行。
    不难想象,如果哪一天我们找到某种化腐朽为神奇的技术,能够将本来需要无限步才能完成的动作,变成有限步就能完成的动作,从而并不需要一步一步地计算,那无限的结果就可以达到了。
     这种技术还真有,求数列的极限就是这样一种技术。
     从数列极限的定义来看,所谓求数列极限,本质上就是猜测无限的结果: 对一些无法从其他已知极限推算的极限,人们通常只能根据一些蛛丝马迹,先猜出无限的某一个结果即极限,然后再用极限的定义来证明所猜非虚。这样,并不需要一步一步地进行,就可以得到无限的结果。

      例如,求 limn→∞(1/n) 时,很容易猜出其极限为0,剩下的工作就是用极限的定义来证明0确实是limn→∞(1/n)的极限。
      不过。 无限的结果,即使能够达到,能不能使用则是另外一个问题。例如,如果无限的结果是零,而这个零恰巧出现在分母上,那就不能使用了,否则就可能导致悖论。       

        这时,不能说极限零是错的,只能说零不能用,但可以用无穷小量代替。
        还有一些无限过程,客观世界并不存在,而是人们头脑里想出来的,这种无限过程的结果,本来就知道,不存在能不能达到的问题。
        例如,本来一秒钟就可以走完的路, 如果在大脑中把它分成速度不变但需要无限步才能完成的过程,由于速度不变,故一秒后还是达到了终点,和把它分成多少步是没有关系的。
        这一类无限(芝诺悖论),本来就是从有限过程转化过来的,当然还可以把它转化回去,因此都是能够达到的。
        总之,无限是不能完成的(潜),但由于有限是可以完成的,所以能够转化为有限的无限也是可以完成的(实)。
        因此,在实际问题上,应该采用哪一种无限观,取决于能不能将无限转化成有限。

        至于发散的无限结果,一定要把它当成是可以完成的、有确定结果的无限,显然是对事实的一种歪曲,有削足适履之嫌。例如,不可能把无限多的自然数放入一个外延固定的集合(见文献2,定理1)
    

 

 

 [1]杨熙龄 西方数理哲学上的“无限”问题如何解决?记我国著名数学家徐利治的评述和研究,国外社会科学.         1982,(02)(谢钢礼提供文献线索)

 

 [2]相容集合论初探https://blog.sciencenet.cn/blog-3425940-1326712.html

 

参与讨论者:  MAN   怀旧老爵士  谢钢礼  欧阳耿



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