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无穷大也能“比较”大小OO上篇.超穷理论的历史故事!


这篇文章的内容,理解需要一点数学基础,如果看了后还是不能理解的读者朋友,就把这看成专业知识吧无视吧!

由于篇幅太长,这部分内容将分成上中下三部分,第一部分讲“数学历史”,第二部分讲“无穷大基本概念”。第三部分讲“超穷理论”,喜欢的读者朋友们,可以根据自己的爱好选择其内容。

在这里,我说的常识是指——无穷大不能比较大小!

无穷大能比较大小吗?

而我要讲的内容中,无穷大不仅可以“比较”,而且还存在无穷多个不同的无穷大。当然文中的用词我也会变得谨慎,对于可能会存在分歧的词,我会加以引号,但限于篇幅不做过多说明。在谈这个理论之前,我们必须介绍一位伟大的数学先驱者、革命者、也是现代数学的奠基人——大家猜猜他是谁!

自数学诞生以来,无穷大就困扰着数学家们,因为他们处理不了这个“怪兽”,物理学家遇到无穷大就会认为肯定是哪里出错了,数学家们遇到无穷大,更会毫不犹豫地把无穷大扔进垃圾桶,就这样,无穷大一直是人类无法领会的那个没有边际的纬度,数学中去触碰无穷大成了这个领域的一种“禁忌”。

十九世纪前的数学家,没有任何人敢去触碰这个“禁忌”。然而,天才总是那些敢于触碰常人认知极限的人,他就是——格奥尔格·康托尔(Cantor,1845-1918,德国数学家)。

格奥尔格·康托尔

就是他创立了关于无穷的理论——超穷理论,可以负责任地说,康托尔是第一个“驯服”无穷大的人,而且超穷理论的工作,几乎是他凭一个人的力量完成的,大家或许对他的另外一个理论“集合论”比较熟悉,而集合论和超穷理论都被誉为二十世纪最伟大的数学成果,其中集合论更是现代数学的基石。

超穷理论漫画

但康托尔是位孤独的天才,由于触碰到了“禁忌”,在他的年代,他备受同行的批判,尤其是他的老师——克罗内克(Kronecker,1823-1891,在当时是一位非常出名的数学家),早已流露出对康托尔的不满,克罗内克有句名言“上帝创造了正整数,其余的都是人创造的”(小编随话:现在看这句话,简直就是无知至极!)。他的意思就是说,人只能在正整数的有穷范围内研究,至于无穷的世界,则完全超乎人的能力之外。他甚至不承认康托尔是他的学生,并利用人际关系想方设法阻止康托尔得到教授职位。无计可施的康托尔只好跑到哥廷根大学去尝试谋取教授职位,结果也被自己之前的朋友也是数学家施瓦茨反对未能成功。

康托尔的巨作《超穷理论基础》

在1877年,康托尔发现:所有连续的直线、平面或曲面都是相同等级的无穷。然后写成论文,投给了《克列尔杂志》,本来杂志编辑同意发表,但克罗内克以他的声望一再阻止,导致发表的时间拖到了第二年才得以发表。

1884年,在克罗内克的打压和同行的批判下,加上“连续统假设”长时间得不到证明,康托尔不幸“精神崩溃”,并多次住院进行治疗。这样的打压持续了十多年,直到克罗内克在1891年去世后,康托尔的论文发表不再受到阻碍,很多重要的成果接踵而至地发表出来,被更多的数学家所接受!

英国数学家希尔伯特

另外值得一提的是,当时英国最富盛名的数学家——希尔伯特,在深入了解康托尔的工作后,给予了高度称赞,称集合论“是人类纯粹智力活动的最高成就之一”,并对那些反对康托尔的人,说出了那句名言——“没有任何人能将我们从康托尔所创造的伊甸园中驱赶出去!”

事实证明,真正的天才总是相通相惜的,反倒是某些二流的数学家,成了数学发展的绊脚石。

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