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向陆教授请教,我下面的推理什么地方不合理
[这个贴子最后由luyuanhong在 2010/10/08 06:48pm 第 1 次编辑]
下面引用由zhaolu48在 2010/10/07 09:15pm 发表的内容:
下午我已经发现陆教授阅读了此帖,为什么没发表议论呢?
我们讨论这个问题,首先要明确一点:我们是站在标准分析的立场上来看问题,
还是站在非标准分析的立场上来看问题?
如果我们是站在标准分析的立场上来看问题,那么,按照标准分析的观点,是不
存在什么“无穷大自然数”的。
在标准分析中,也承认在自然数集 N 中,后继操作可以“无限次”进行。但是,
这里说的“无限次”意思是“操作的次数没有上限”,你进行了 1000 次后继操作,
还可以进行 10001 次,你进行了 1000000 次后继操作,还可以进行 1000001 次,…
但是,不管进行多少次,进行操作的次数,总是一个有限的自然数,每次操作得到的
后继,也总是一个有限的自然数,不可能得到一个“无穷大自然数”。
如果我们站在非标准分析的立场上来看问题,那么,按照非标准分析的观点,是
存在“无穷大自然数”的,例如,无穷单位元 Ω ,就是其中的一个。但是,要注意:
在非标准分析中的“无穷大自然数”,不是从自然数的后继操作中逻辑地推导出来的,
而是我们人为定义的。这样的定义,人们可以接受它,也可以不接受它。如果有人坚持
标准分析的观点,拒绝承认这样的“无穷大自然数”的存在,我们想要从标准分析的
观点出发,通过逻辑推理来证明这种“无穷大自然数”的存在,那是不可能的。反过来,
想要从标准分析的观点出发,否认非标准分析中“无穷大自然数”的存在,也是不对的,
因为两者的理论基础本来就不同。不能仅仅因为对方观点与自己不同,就否认对方。
按照非标准分析的观点,作后继操作的次数,可以是一个有限的自然数,也可以是
一个无穷大自然数。当后继操作的次数是一个有限自然数时,得到的结果也是一个有限
自然数,当后继操作的次数是一个无穷大自然数时,得到的结果也是一个无穷大自然数。
在非标准分析中,像在标准分析中一样,把自然数(即有限自然数)集合记为 N ,
把自然数和无穷大自然数的全体,称为“超自然数”,记为 N* 。也就是说,超自然数
集合 N* 分成了前后两部分,前半部分是(有限)自然数,后半部分是无穷大自然数。
很多人会产生这样的想法:既然 N* 分成两部分,那么,能不能找到一个“分界点”,
即找到一个超自然数 p ,使得小于等于 p 的超自然数,都是(有限)自然数,大于 p
的超自然数,都是无穷大自然数?
我们的回答是:这样的“分界点”是找不到的。证明也很容易:假设 p 是这样的分
界点,那么,p 本身应该是一个有限自然数,根据自然数运算法则,p 的后继 p+1 也应
该是一个有限自然数,不可能是一个无穷大自然数,这就否定了 p 是这样的分界点。
人们可能又会疑问:超自然数集合 N* 明明分成前后两部分,怎么会找不到分界点呢?
我的回答是:实际上,很多分成前后两部分的集合,都是找不到分界点的。
例如,全体正有理数集合 Q+ ,按照“平方后小于 2 ”和“平方后大于 2 ”,可以分
成前后两部分:1 ,1.4 ,1.41 ,1.414 , 1.4142 ,… 属于“平方后小于 2 的正有理数”;
2 ,1.5 ,1.42 ,1.415 , 1.4143 ,… 属于“平方后大于 2 的正有理数”。我们能不能找
到一个作为“分界点”的正有理数 p ,使得小于等于 p 的正有理数的平方都小于 2 ,大于
p 的正有理数的平方都大于 2 ?显然,这样的正有理数 p 是找不到的。
有人可能会说:√2 就是“分界点”,但是,√2 不是有理数,不在这个集合中,不符合
“分界点”的要求。
如果我们放宽要求,允许“分界点”不在集合中,那么,超自然数集合倒是可以找到“分
界点”的。我们可以人为定义一个特殊的记号,比如说“Ψ”,规定:凡是小于 Ψ 的超自然数都
是有限自然数,凡是大于 Ψ 的超自然数都是无穷大自然数。但是,这个 Ψ 不可能是超自然数,
甚至也不可能是一个数,不可能像数一样作运算,因为一运算,就会出问题。我想,定义这样的
特殊记号,虽然是允许的,但其实是没有多少意义的。
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