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定义6(数列极限的定义):对于任何无穷数列{An} 与任意小误差界ε(误差界可以是任意正理想分数;也可以只取1/10^n 之类的正有理数),若有理想实数α及自然数N存在,使n>N时, ∣An-α∣<ε 成立 ,则称数列{An} 收敛,并称理想实数α为n 趋向于无穷大时,无穷数列{An} 的极限值(简称为极限)。记作:limAn=α 。
与现行数学分析的定义相比较,笔者对符号ε加上了误差界的具有实用意义的说明。此外,关于数列与其极限值之间的关系,笔者强调:极限值常常是数列无法达到的理想事物。例一,数列{1/n}与{2/n}的极限值都是0,但它们都不能达到0,现行数学分析 把这两个0的比作为不定式去研究是有用的,导数就是0比0型的极限。例二,关于芝诺的“勇士阿基里斯追不上乌龟”的悖论,吴咸在《怎样认识极限》一文中批判了“极限只是同潜无限(即潜无穷)打交道”的见解[7];他用极限值可以到达的观点说明阿基里斯能追上乌龟,但实际上那个极限值是那个数列永远达不到数值。关于这个悖论,《非标准分析》最后一节中讲到:亚里士多德在他的许多著作中曾讨论过这个问题,他抛弃了实无限而接受了潜在的增长着的无限的概念;从百度网上孙逐明《芝诺悖论与东西方时空观》中也可以看到以下的论述。“芝诺悖论是西方连续时空观的产物。”这个悖论“诘难了关于时间和空间无限可分”;“如果时空是由离散的时段、空间粒子组成,那么阿基里斯不可能追不上乌龟。”例三,导数的物理意义认为:瞬时速度是路程函数对时间的导数,而导数又是一个极限值,那么如果要问自由下落物体按照瞬时速度v=2g运动的时段长是不是0呢?这就成为“既不能说是0,又指不出是哪个非0实数”的无法回答的问题。对这个问题,必须根据量子力学中的海森堡(Heisenberg Werner)测不准关系表达的测不准原理”[8],而且爱因斯坦等物理学家还提出了修改的时空意见。这个意见认为:“应当存在着某种所谓细胞——空间与时间量子” 这种量子“简直太小了,任何计时器也不能测出那样的时间;如一亿亿亿分之一秒,对空间长度来说也是如此,一厘米的一亿亿亿分之一也是测不出来的”来回答。即下落物体按照瞬时速度v=2g运动的时段长是一个微小的时间量子的长度。这个问题可以说是:笔者对第二次数学危机的认识。
例一:使用法则 An=1/10^n,可以得到无穷数列:{1,1/10,1/10^2,…… };这个数列可以简写为{1/10^n} ;这个数列的正常极限为0,这个无穷数列可以作为“近似计算过程中的误差界序列”。
例二, 1被3除是永远除不尽的工作,但这个除法过程中得到无穷数列 0.3,0.33,0.333,……,这个数列的极限是1/3. 这个数列可以简写为无尽小数0.333……。因此得极限性等式 1/3 =lim0.3333……。数学历史上的等式 1/3 =0.3333…… 是不严肃的、无法证明的、应当放弃的。 |
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