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1 # 鹽胺
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2 # 譚宏21
有理數的勢是No,無理數的勢是連續統c。有理數比無理數少的多,少了No的No次方個。什麼“葛朗臺數”,什麼“Tree數”,什麼比宇宙都大的什麼“冪塔數”,都沒法與c可比!
現在數的個數,包括拓撲中的元素個數的研究和表達,也開始衍生出一門數學分支了。這裡的學問很大,說不好,有興趣的人去研究吧。
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3 # 語境思維
本題:要麼挺有意思,即有解,前提是不要涉及無窮大或無窮小;要麼不可思議,即無解,前提是必須涉及無窮大或無窮小。
▲那些高智商的悖論與不可能的圖片,您知道的有哪些?實數範圍,有一個絕對零悖論大家知道,第二次數學危機,是指凡是涉及無窮小的任何參量都可能導致不存在或無意義。
這個危機原因在於,若一個實數x涉及無窮小,即:dx=1/∞→0,則會涉及絕對零“0”。
這裡的0=Ø=虛無——作為純數學理念——在現實世界中是“不存在”的,也是無意義的。
在量子力學中,把量子歸於零維質點,即量子體積v=0=Ø,導致密度無窮大災難;在廣義相對論中,把空間歸於純幾何彎曲空間,即真空質量m=0=Ø,導致超距作用災難。
可見,在數學世界裡,零0與空集Ø,有時是同一個意思。雖然集合論規定零屬於實數集,空集不屬於實數集。但是這個規定在許多問題裡幾乎沒什麼約束力。
▲這張平面圖,你可能感覺是三維的。實數分類,有一個機率學悖論在實數集範圍內,就機率而言,任意一個實數,可能是有理數,也可能是無理數,可選擇機率各有50%。
其一方面,這與常識——有理數是離散的少數,而無理數是連續的多數——是不一致的。
另一方面,根據定義,無理數小數部分是無限不迴圈小數,有理數小數部分是可迴圈小數,它們都可以寫成:
f(x)=0.x₁x₂,...,xₙ
=10⁻¹x₁+10⁻²x₂+,...,10⁻ⁿxₙ
=Ω+dx,其中,
Ω=10⁻¹x₁+10⁻²x₂+,...,是有理數;
dx=10⁻ⁿxₙ(n→∞)是一個無窮小量。
可見,任意無理數的小數部分,總可等於有理數Ω與無窮小量dx=10⁻ⁿxₙ(n→∞)之和。
這個無窮小量的係數xₙ,不外乎是不大於9的自然數之一,即:xₙ∈{1,2,3,4,5,6,7,8,9}。
不管是有理數還是無理數,其無窮小量的極限都是零,dx=10⁻ⁿxₙ(n→∞)≈0,有兩個取向:
就有理數而言,xₙ是唯一確定的,對應的dx是有理數,這大概是有理數的本質。
就無理數而言,xₙ是不可確定的,對應的dx是無理數,這大概是無理數的本質。
換句話說,要麼出現有理數(R=Ω+dx),要麼出現無理數(I=Ω+dx),它們的機率都是50%。
而就f(x)的有理數部分(Ω),有理數(R)與無理數(I)的數值是一樣一樣的;因為無窮小量部分(dx)沒什麼實際意義。
由此我們不妨說,就機率學而言,實數集中的有理數與無理數的個數比例是1:1。
故我們若把有理數假設為純小數x,相關的無理數假設為sinx=sin(π/n)(n>π),有理數所含無窮小量為dx=10⁻ⁿxₙ(n→∞),無理數所含的無窮小量dx=d(sinx)=d(sin(π/n)(n>π))。
由於d(sinx)/dx=limsinx/x(x→0)=1,可見,有理數的實質部分dx與無理數實質部分d(sinx),就實用數值而言,沒什麼區別。
換句話說,有理數與無理數的機率是完全平權的,所謂“有理數離散vs無理數連續”,不過是數學哲學理念上的“意淫”而已。
必須清醒認識到,現實世界絕不存在完備的數學關係,天體的繞旋軌道,沒有一個是封閉的橢圓,更不是理想的圓圈。粒子的軌跡本該是連續的,可是測量結果似乎是躍遷式的。
▲夸克環的半徑是質子的半徑嗎?氕原子的原子核的半徑究竟如何確定?有無理數意義嗎?在物理世界,只要測量單位足夠小,測量精度足夠精細,例如精度在10⁻⁷象如3.1415926之有理數,相比於π,都可以認為是連續值。
事實上,精確性尺度要與測量物件相對應,並不是越精細越好,這裡還涉及人擇原理。
▲小質量的天體,真的是嚴格按封閉的橢圓軌道圍繞大質量天體焦點迴圈的嗎?難道大質量天體就固定在那裡一動不動的麼?這與有理數與無理數的區別有什麼瓜葛呢?例如,測量海岸線,我們通常用千米,這樣可以忽略精細結構的彎彎曲曲。
本來以[千米]精度測量的1萬千米海岸線,如果以[微米]精度,其測量結果可能是100萬千米。
Stop here。物理新視野與您共商物理前沿與中英雙語有關的疑難問題。
回覆列表
在數軸上若能表示所有有理數和無理數的話,從理論上講有理數與無理數的比例可以是任何比例,也可以是正比例,也可以是反比例。個人能力有限不能展開論述。