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无穷大,一个人为创造的、神秘而又遥远的数。说它神秘,人们对它知之甚少,各人对它有各自的见解;说它遥远,人们总是觉得它离我们很远、很远,没有办法接近它。无穷大,它并不存在于我们的现实世界里,我们日常用到的常数,是无法接近、更无法达到无穷大。无穷大似乎离我们很远、很远。难道在常数与无穷大之间,就没有其它的数存在吗?答案是肯定的:常数与无穷大之间存在“空洞”!
从自然数引申到无穷大
数学家皮亚诺提出的自然数公理:①1是一个自然数;②任何自然数的后继是一个自然数;③没有两个自然数具有相同的后继;④1不是任何自然数的后继;⑤任何性质,如果1具有,而且如果任何自然数具有,它的后继也具有的话,则所有自然数都具有此性质。
(注:现在把0也归到自然数里,在讨论无穷时,0有其特别的意义,还是暂时把0单列在自然数外。本文自然数不包括0)
自然数系列常用下列方法表示:
1,2,……,N,N+1,……,∞
很明显,用无穷大(∞)来表示自然数的最终值也是人为的,显然∞不具有自然数的性质,因其不具备自然数公理②,∞+1=∞。
自然数N+1与无穷大∞之间,只能用省略号“……”表示,这个省略号到底是什么?
自然数走到尽头,似乎就是无穷大。
自然数到无穷大之间缺失了一环
根据自然数公理,不存在最大的自然数,我们只能尽可能取很大很大的自然数(简称极大数)U。
当然U+1>U,U之后依然有自然数U+1,U+2,……
极大数U依然离∞很远很远。
U﹤∞
U+U﹤∞
U×U﹤∞
∞+1=∞
∞-1=∞
∞-U=∞
穿跃空洞才能到达无穷大
很明显,极大数U还是无法接近无穷,那怕再极大极大的数,也是无法靠近无穷大,自然数与无穷大之间明显有无法连接的地方,不少数学家提出了各种方法,有的还提出“过渡大”数,想通过“过渡大”数来连接自然数与无穷大,但遗憾的是:“过渡大”数无法找到。
其实,自然数与无穷大之间无法连接的地方,本来就没有数——这就是“空洞”,只有穿跃这“空洞”,才能到达无穷大。
0与无穷小,无穷小到常数之间也存在“空洞”
引申到常数C,我们可以把数排列如下:
0,无穷小δ,常数C,无穷大∞
显然0和无穷小δ之间,无穷小δ与常数C之间,都与常数到无穷大之间一样,都存在着没有数的“空洞”!
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GMT+8, 2024-5-19 13:59
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