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无理数的存在是人为因素还是自然界本身就存在的?

 你是shui2018 2018-05-11

无理数在历史上是一个令人震惊的发现。从现在仍然有人问这样的问题,就可以看出这个震惊的余波。

就这个问题本身,回答很明确:无理数是一个客观的存在。是否说它是“自然界本身就存在的”,有点微妙,因为数字不是实物,是一种抽象的概念,你不可能像对待苹果、橘子那样去对待数字。但无论如何,无理数绝对不是人为构造出来的,人的正常思维模式也不会主动想到构造这样的东西,只会在发现之后被逻辑的力量说服而接受它。

历史上,人们发现的第一个无理数是根号2。在此之前,人们先是发现了勾股定理:直角三角形两边的平方和等于弦的平方,a^2 + b^2 = c^2。人们立刻就意识到,一个两边长都为1的等腰直角三角形,弦的平方等于2,弦的长度就是根号2。或者说,一个边长为1的正方形的对角线长度就是根号2。

画出根号2在数轴上的位置

在此之前,人们处理的所有的数都或者是整数,或者是两个整数相除,也就是说是有理数。那么问题来了,根号2能不能表示成两个整数相除呢?

仔细思考一下,就会发现答案很明显。假设有两个整数p和q相除等于根号2,也就是说,p^2 = 2*q^2。那么,请问p是一个偶数还是奇数?

如果p是奇数,那么p^2也是奇数。奇数除以2不是整数,但p^2除以2却得到q^2,这是一个整数,自相矛盾,所以p不能是奇数。

那么p是偶数喽?但这样就可以把p写成2k,k是一个整数,然后p^2 = 4*k^2,q^2 = 2*k^2。这样看来,q^2是一个偶数,q必然也是偶数。但是,这样p和q都是偶数,两者有公约数2,我们就可以把p/q这个分数化简,分子分母都除以2,得到新的一组p'和q',对它们再来问上面的问题。但凡是有理数,最终总是能得到一个不可化简的分数,使得分子分母没有公约数。可是对于根号2,这个过程无法结束!

因此,唯一合乎逻辑的结论只能是,根号2不能表示成两个整数相除,也就是说它不是有理数。不是有理数是什么数?那就是无理数了。

这个证明简单明了,任何人看了都会同意。现在,你对无理数的客观性还有疑问吗?

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