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发表于 2009-4-15 09:27
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数学是什么?
[这个贴子最后由elimqiu在 2009/04/15 08:44am 第 2 次编辑]
下面引用由elimqiu在 2009/04/13 05:44pm 发表的内容:
想问如下问题:
(1)数列  { 1/n }
(2)极限  lim 1/n
          n→∞
(3)1/n 其中 n→∞
(4)1,1/2,1/3,...,1/n,...  其中 n 是自然数
(5)1,1/2,1/3,...,1/n,...  其中 n→∞
这些表达各自的意义,解释是什么?
他们中哪些是等价的? 我来试着回答432楼的上述问题。
(1)和(4)是很常见的给出数列的方式。通常人们用n表示自然数,所以(4)的‘其中n是自然数’常被略去。数列是以自然数集(或从某自然数起的自然数子集)为定义域的函数。(1)和(4)都等价于正整数集上的倒数函数。
(2)的意义应该是很清楚的。它代表数列 {1/n} [相对于(n→∞)] 的极限。换言之,它就是0,但指出了0在这里是对{1/n}取极限的结果。 注意数列的极限值不一定要等于数列的某一项。 那些“ 1/n = 0 是实无穷观点, 1/n > 0 是潜无穷观点”的论断是十分幼稚可笑的‘想当然’。类似于一想到‘共产’就想到‘共妻’的那种弱智行为。
(3)并不是一种常用的数学表达方式。说实话,从事数学有些年头了,真正有印象看到这么说话的好像还只是在这个论坛。我本人从来不用这种表达,也不能肯定使用者们的确切意思。感觉上它不等价于单纯的数列,也不是单纯的极限。我想作为一个读者谈谈自己的猜测,感想。
   说它不等价于单纯的数列是很有些理由的。数列作为函数并不假定其自变量要如何变。数列的用处也不仅仅是逼近其极限。
   说它也不是单纯的极限应该也算中肯。‘其中n→∞’强调的可以是‘n的没完没了地增大因而 1/n 的没完没了地变小’当然恒有 ';1/n > 0';。 所以(3)似乎给出了一个自在自为的‘无穷小量’, 而‘其中n→∞’给出了一个自在自为的‘无穷大量’。这种无穷小比任何正数都小,又大于0。 如果我猜中了(3)的使用者的意思。那么我要说这样的无穷小是第二次数学危机后就被踢出数学(标准分析)的东西。在ZFC系统中不存在这种数学对象。在标准分析中,一个量的绝对值如果小于任何正数,那么它就等于0。这么说可能会冒犯很多人。那么这么说吧, 1/n 并不小于任何正数,例如衡有 0 < 1/(n+1) < 1/n. 所以 1/n 不是比任何正数都小而又大于0的东西。但是还会有人强调说 这样的 1/n 是小于任何正的常数,而大于0的一种变量,叫做无穷小。好。让我们在数轴上标记 1,1/2,1/3,...,1/k,...这些点。于是1/n无论如何越变越小,既然它不终极这个变化,在其变化的任一步骤,数轴上在其左边面无数个常数小于1/n。
  ‘自在自为’就是非主观的确定性的否定。说量 1/n 越变越小,又不会穷尽变化,就使得对它的状态不可能有共识,所以自在自为的东西没有作为数学对象所要求的确定性(Not Well Defined)。换言之,自在自为的东西不能作为数学对象而存在。那么数学如何表达这种‘过程’呢? 就是用数列 { 1/n } 本身。 { 1/n }的项显然没完没了,且趋于0. 这种合法化的代价是 (a) { 1/n }是作为一族量而不是一个量存在的;(b)趋于0 是{ 1/n }的一种性质而不是一个物理时间意义下的过程。(c)趋于0不是{ 1/n }自发的行为,而是一个数学的操作。
确定性准则否定了大于0而小于任何正数的‘无穷小’的存在。而为什么要花笔墨做这事的直接原因是要否定有相邻的实数对。(3)还有一些等价的变形,以后有机会再谈。
(5)有帮助数列形成的意思。或者要强调数列本身永远在构造过程中,不会完成。我们以后再回到这个表达的讨论上来。
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