1872年,德国一个数学天才,石破天惊的提出一个匪夷所思的理论,无穷数竟然是可以比较的,引爆了整个数学界,饱受争议和谴责。直到1901年,勒贝格积分横空出世,他的理论才得到公认,一战成名,举世瞩目。 这个天才,名叫格奥尔格·康托尔! 早在15岁时,他的数学天赋就已经变态得不像话,一篇论文震惊全校,被称为数学奇才。 而后,他进入世界名校柏林大学,师从大数学家克罗内克,毕业论文更是霸气外露,竟然是高斯在《算术研究》中悬而未决的素数问题。 年少轻狂,果然不惧一切! 但万万没想到,他还可以更狂,竟然将研究方向转去了一个更困难的领域——无穷集合论! 我们都知道,无穷数是无穷的,所以是无法比较的,这是所有人的认知。 然而,康托尔却石破天惊的提出了一个“对应原则”,指出无穷数的数量也是可以比较的,甚至可以是相等的! 就比如,如果问你所有的奇数和所有的偶数,这两个无穷数列,你肯定会直觉的认为奇数的数量和偶数的数量是一样的…… 毕竟1对应2,3对应4……就这样一一对应了,奇数数量和偶数数量怎么看都应该是相等的。 这里的“一一对应”,就是康托尔的“对应原则”。 但是,等等,我们再来一个颠覆性的问题—— 所有的自然数,也就是包括奇数和偶数的数量,和仅仅所有偶数的数量相比,你认为哪一个更大呢? 这时,有人就要说了:“这不是废话吗?当然是自然数的数量更多啊,还用问?” 大错特错! 其实,是一样多! 我们同样用“一一对应”来比较一下这两个无穷序列,就会发现,自然数数列的每个数,都刚好可以对应偶数数列的每个数,而且还是2倍关系…… 也就是,1对应2,2对应4,3对应6,4对应8,5对应10……(如图2) 哎嘿! 一一对应了! 不管你拿出自然数数列的任何一个数,都可以在偶数序列找到跟它对应的数,正是它的2倍的那个数! 这时,我们就不得不承认,这两个无穷数列是一一对应的,那么,它们的所有数字的数量就是相等的。 这,听起来真的很荒谬! 因为,所有自然数是整体,而偶数是部分…… 部分怎么可能等于整体呢? 但是,在无穷数的世界里,部分就可能等于整体。 这,就是无穷数与众不同的地方! 其实,早在古希腊时期,人们就已经注意到了无穷数的这种矛盾体现了: 当时,人们发现,如果从两个同心圆的圆心出发画射线出去,那么,每条射线都会在两个圆上各留一个点。 细品一下,我们就会发现,这两个点之间就建立了一一对应,也就是说他们的数量是一样的…… 可是,两圆的周长,明明不一样啊——外圆肯定比内圆大,不是吗? 因为圆周上的点是无穷的,那么,根据康托尔的“一一对应”原则,这两个圆周上的点的数量就是相等的。 很荒谬,但逻辑自洽,无懈可击! 只是,话虽这样说,康托尔的理论真的听起来太不可思议了,甚至有点匪夷所思。 在当时看来,整个数学史上,都没有比康托尔更大胆的设想和验证方法了。 因此,康托尔的集合论不可避免的遭到了传统思想的反对和斥责。 而反对的最激烈的人,恰恰是康托尔的老师克罗内克。他认为,只有他研究的数论和代数才最可行,因为自然数是上帝创造的,其余的是人的工作。 就是这么嚣张狂傲! 偏偏的,克罗内克是数学界的领袖人物,他若反对,那就几乎相当于是封杀了。 就这样,康托尔被彻底压制了,根本没有出头之日,直到…… 1891年,克罗内克,去世了! 任你地位权势又如何,谁活得久,谁就是艺术家! 渐渐的,康托尔的处境好起来了。特别是到1901年,勒贝格积分的产生,其理论充实了集合论,康托尔的工作才得到了公认。 至此,他一战成名,举世瞩目! 关于无穷数神奇的对应原则和康托尔的集合论,是《从一到无穷大》里面的科普,被誉为“影响了一代人的一本书”。 作者乔治·伽莫夫是个真正的大神,著名物理学家、天文学家,“大爆炸”理论推动者,简直是一个全才。 也难怪他能在书里把数论、无穷数、原子、恒星、星云、熵和基因都给讲明白了,从原子到宇宙,从微观到宏观,逻辑理性,却又精彩绝伦。 作为顶级科普作家,乔治写得通俗易懂,一生共撰写25部科普作品,其中以《从一到无穷大》最为著名与经典,风靡世界的现象级科普神作,就连清华校长都强推的一本书! 这本书非常好读,只要具备高中数学知识都能读懂。不管是自己阅读,还是拿来送亲戚朋友,都是非常合适的! 书不贵,一顿奶茶钱而已,喜欢的朋友不要错过,链接在下方,自取! |
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