无穷有大小之分吗?
最后更新 2022-09-05
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主讲人
郝兆宽
复旦大学
最小的无穷ℵ₀的幂集肯定比ℵ₀大,它的基数称作2ℵ₀(读作:二的阿列夫零次方)。用0、1去组织序列,像一棵倒着长的树,每一条支就是0、1,0、1的序列。0、1,0、1的序列跟自然数的子集是一样多的。假设这个集合是B,B的基数就是自然数的幂集的基数。一个集合的示性函数或者特征函数,如果我来检测,它在里面,就回答yes,不在里面,回答no。yes用1来表示,no用0来表示。任取一个自然数的子集,比如1,2,3,那么它对应的0、1序列应该是0、1、1、1、0。自然数第一个是0,它不在里面,所以回答no,1在里面就回答1,2在里面回答1,3在里面1,4不在里面回答0,后面都是0了。所以每个这样的自然数子集都对应着这个数的一个无穷的分支,是一一对应的。
无穷的分支和Cantor集是一一对应的,Cantor集每次去掉1/3就是分左右,无穷的分支每次左边是0,右边是1,证明实数的基数等于自然数基数的幂集,等于2ℵ₀,大于ℵ₀,大于自然数的基数。我们找到了一个无穷比另一个无穷大,而且大小是有定义的,这是数学的证明。想象整数比自然数多,但不是整数的无穷比自然数大。这是一个惊人的发现。因为无穷也分出了大小,如果无穷只有一个,是一片混沌,集合论这门学科就不需要了,正是因为我们能在无穷中分辨出大小,所以产生了一个研究无穷的(科学)。
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