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世界到底是不是连续的?

 pgl147258 2016-03-24

我基本同意 @工业聚 的说法,关于世界是不是连续的在某种意义上说是一个哲学问题。

在数学中可以非常好地处理连续的概念,最经典的描述就是用ε-δ语言,其它的还有用开集的逆映射来定义的连续,不过本质上都是一样的。这个在某种意义上说是一种高度抽象和理想化的状态,在物理学中未必能够得到验证。在量子力学理论出现之前,人们想当然地认为世界是连续的(至少大部分科学家这样认为)。

在数学中连续的概念和无穷的概念也是紧密相连的,数学史上也有不同的流派,承认或者不承认无穷的存在(也有承认可数无穷、不承认不可数无穷的学派),通过这些假设可以得到很多不同于主流数学的结果。比如现在大部分数学家都承认的选择公理(这是一个公理,无法证明,只能作为结论来用),在研究集合论的数学家中就有很多人不承认。

@happy猫猫_01 ,无穷集合的势简单来说就是一个无穷集合中元素的多少,最常见的两种叫做可数无穷和不可数无穷。通常一个有限的集合元素多少我们可以数一数,比如100个,1000个,10000个甚至1 Googol个。但是对于无穷集合怎么数呢?数学家通过建立1-1映射的方法来数数。

这个想法本身很简单,假如人类认识的最大数字就是3,3以上的数字都不认识(现在我们肯定觉得知道n存在,那n+1的存在不是显然的吗?但是对于原始人类来说不是这样的)。那怎么能知道两只手的手指头一样多呢?可以用左手的拇指对上右手的拇指,食指对食指……哇塞,小指也能对上小指,那就说明两只手的指头一样多,或者是没有六指或者是两只手都是六指。不管是不是六指,至少证明了两只手手指头一样多,别忘了在我们的脑中大于3的数字都是不存在的,所以五指也好六指也好,总归两只手的手指是一样多的。

现在在无穷集合中,势就是这样构造的。如果一个集合能和自然数建立1-1对应的关系,也就是说集合的元素可以写成n1,n2,n3,...,那么这个集合就叫做可数的,否则就叫做不可数的。整数是可数的、有理数是可数的,实数是不可数的。可数和不可数的区别在于后者特别多。当然在不可数的集合中,势就更重要了,因为可以证明一些不可数的集合要比另一些不可数的集合元素少,最简单的构造方法是“幂集”,如果集合A是一个不可数的集合的话,那么集合A的所有子集构成的新的集合B势就比A大。那么集合B的所有子集放在一起形成的集合C势就比B大,所以不存在最大的势(有时候也叫基数)。可数集合的重要性在于,它可以用数学归纳法来研究,对于不可数集合来说数学归纳法就不好使了。幸运的是很多不可数集合都有可数的稠密子集(比如有理数在实数中稠密),这样一些命题(不是全部)只要在实数的可数稠密子集上是对的,那么在实数上就是对的。

集合论中一个有名的问题就是连续统假设,就是说是否存在一个集合,它的势比自然数多,比实数少。普遍的猜测是没有,最终的结果出人意料,这个结论在现有的公理体系中既不能被证明,也不能被证伪,也就是说它是一个独立于现有公理体系的命题。


该问答的标签是“数学与物理”,但我还是选择从哲学方面扯扯——

0、真正的连续,必将带来 [永恒] 或 [时间的无意义化] ;目前,或许只有数学是具备严格意义上的 [连续]

1、如飞矢不动。飞矢从起点A到终点B的位移,若是严格连续的,起点与终点之间总是存在一个中点,如此产生一个[分割上的永恒],“无穷段”是这种永恒的产物。

2、如阿基里斯追龟。乌龟作为目标,是动态的,且其动态方式具有连续性。如此带来 [延伸上的永恒] ,“追赶无穷次”是这种永恒的产物。

惟有承认“由连续性所带来的永恒”,这个时间概念与“物理时间”无关,即否认物理时间的连续性,才能从“理论上的无穷、现实中的有穷”悖论中解脱出来。

事实上,人们从未接触过具有[无限性]的实体。从心理上说,无限、无穷是我们对 [某种操作(如分割、延伸等)+ 永恒进行 ] 的联想产物。没有哪个具有无穷性质的事物,不可被分解为“操作”+“时间”的组合。。无穷大的数,也可以被理解为加法算式永恒进行的产物。


1、能量既是一份一份的,也是连续的,这是量子的波粒二相性。举例:当一个带电的物体以较低频率振动的时候,会产生无线电波;以较高的频率振动的时候,会产生可见光;以更高的频率振动时,会产生人眼无法看到的紫外线;以更更高的频率振动时,就会产生高能粒子。其实无论是光波还是高能粒子,都是同一现象的不同表现而已。这个宇宙就是这个样子,万物既是连续的,也是不连续的,关键你从何种角度去观察她。
2、基于以上,人类不可能寻找到最终的基础粒子,说的通俗一些,如果我们无法向上寻找出宇宙的最大界限,也就无法向下寻找出物质的最小界限。
3、在“向外”无法寻找出“根本界限”的情况下,人类应该“向内寻找”(事实上已经由很多国家的科研机构在做了),那就是:人类有限生命的本质属性,是不是制约了人类探索认知这个宇宙的方式。这种制约体现在我们学习、理解、研究的方方面面,就像你提出的“世界上那些东西是连续的?哪些是不连续的?”这个问题一样。
为什么必须要界定连续与不连续?有限与无限呢?
也许宇宙就是同时发生的。
光子是自身的反粒子,光子不需要时间,一个光子就可以组成永恒的宇宙,为什么要有界限??


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