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霹雳旋风

荣誉版主 (著名写手)

[交流] 数学经典问题·连续统之迷

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(注:文中将阿拉夫零记为alf(0),阿拉夫一记为alf(1),依次类推…)  

由于alf(0)是无穷基数,阿拉夫是有异于有限运算的神奇运算,因而,以下的结果

也不足为怪: 

alf(0)+ 1 = alf(0)  

alf(0) + n = alf(0)  

alf(0) + alf(0) = alf(0)  

alf(0) X n = alf(0)  

alf(0) X alf(0) = alf(0)  

alf(0)是自然数集的基数。一个无穷基数,只要是可数集,其基数必为alf(0)。由

可排序性,可知如整数集、有理数集的基数为alf(0);或由它们的基数为alf(0),

得它们为可数集。而实数集不可数(可由康托粉尘线反证不可数)推之存在比
alf(0)
更大的基数。乘法运算无法突破alf(0),但幂集可突破:2alf(0) = alf(1)  

可以证明实数集的基数card(R) = alf(1)。进而,阿拉夫"家族"一发而不可收:

2alf(1) = alf(2); 2alf(2) = alf(3); ……  

alf(2)究竟有何意义?人们冥思苦想,得出:空间所有曲线的数目。但而后的
alf(3),人类绞尽脑汁,至今为能道出眉目来。此外,还有一个令人困惑的连续统

之迷:"alf(0)与alf(1)之间是否还存在另一个基数?"  

公元1878年,康托提出了这样的猜想:在alf(0)与alf(1)之间不存在其它的基

数。但当时康托本人对此无法予以证实。  

公元1900年,在巴黎召开的第二次国际数学家会议上,德国哥庭根大学教授希

尔伯特提出了举世闻名的23个二十世纪须攻克的数学问题中,连续统假设显赫的

排在第一个。然而这个问题的最终结果却是完全出人意料的。  

公元1938年,奥地利数学家哥德尔证明了"连续统假设决不会引出矛盾",意味

着人类根本不可能找出连续统假设有什么错误。1963年,美国数学家柯亨居然

证明了:"连续统假设是独立的",也就是说连续统假设根本不可能被证明。
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Pchief

铁杆木虫 (正式写手)

0.5

基数是“集合中元素多少”的一种量度。

在公理集合论中,先定义集合的一些基本运算,通过这些运算,从空集出发,先得到序数的概念,然后把具有某些特性序数定义为基数。

但为了浅显起见,我们直截了当的说:如果两个集合之间可以建立一一对应(一个元素对应一个元素,不同元素对应不同元素,每个元素必有与之对应的元素),则称这两个集合具有相同的基数,或者简称等势。

经验告诉我们,两个有限集合之间可以建立一一对应,当且仅当它们具有相同的元素个数。譬如一个电影院里有2000个座位,如果进入的观众恰好也是2000个,则可以做到每个观众一个座位,没有空着的座位,也没有站着的观众。但如果观众只来了1999个,那么不论怎样安排座位,至少有一个座位空着。或者反过来,来了2001个观众,那么不管怎样安排座位,至少有一个观众没有座位,要站着。

这件事,是可以从数学角度严格予以证明的。也就是——设A,B是两个有限集合,A由m个元素组成,B由n个元素组成。则A与B之间存在一一对应的充分且必要条件是m=n。

(未完待续)
2楼2005-12-16 20:51:28
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