不好意思,放倒了一条大象,不知道从哪里开始了。今天本来要写第一章的。但没讲清楚第二章!第一章:《万有引力定律是存在定义域的》这一章没法写!于是,打算从第二章开始写。把第二章改为第一章。
第一章:物理学和数学的瓶颈
第一节:物理学从爱因斯坦之后,已经停滞不前了。我觉得吧,是我们的数学跟不上物理的需要了!因为我们的数学不能研究无穷大。而我们生存和所要了解的宇宙都偏偏好像就是无穷大的。怎么办呢?先看数学问题吧!
一、我们先看数轴。中间是零,从左边直到负无穷大指向右边直到正无穷大的箭头。但数轴的每一个小段都包含了无穷多个点!而这样的小段有无穷多个。又取其中一小段中的一小段又包含了无穷多个小段!我们甚至都可以无限地这样取下去!
这就遇到了大麻烦:因为无穷大中包含了无穷多个无穷大!这个是不是和我们分割物质很相似:物质可以依次分割成分子,原子,原子核,电子,中子,质子……等等。可以一直分割下去。
假如我们一直分割下去,则我们一定能得到一个质量为无穷小的小块物质!那么这块物质则一定能在世界或者宇宙中找到。
在我们生存和生活的宇宙中,的的确确存在这样的粒子。但它的质量为零,零是已知的唯一确定的无穷小。
当年牛顿不知道是否也是遇到了这个问题,绕着大弯发明了微积分!这个牛顿自己没讲!就无法知道他当年是否遇到这个问题了。
二、我们既然无法绕过无穷大这个既奇怪又顽皮的家伙。为什么要绕路路呢?干脆就直面对着他走去,认清他的容貌。
在数学中,由于无穷大有着这种另人无法解释和理解的性质,甚至由此而产生很多悖论:
如“光头悖论”,一个人掉了一根头发,他一定不是光头对吧,那么再掉一根呢?不是光头。所以就得出数学结论:“头上掉了一根头发一定不是光头的结论”。但如果掉到最后只剩一根头发了……还是不是光头呢?
这样的悖论还有很多,就不列举了。我到底要说明什么呢?其实,这是在描述一个人的头发很多,以致于数不清!掉一根头发则是一个让人不关注的无穷小量。因为头发总是一根一根掉的,总不能描述为今天掉零点零零一根头发吧。
也就是说引入了无穷大∞和无穷小!
假设一个人的头发数量为H,我们定义当H = 0时为光头。
现在假设每次掉一根头发,头发数量减少1。
令H_n表示掉了n次头发后的头发数量,即H_n = H - n。
当n = 1时,H_1 = H - 1,我们认为这个人不是光头。
当n = 2时,H_2 = H - 2,我们依然认为这个人不是光头。
……
如此递推,只要H_n > 0,我们都认为这个人不是光头。
然而,当n不断增大,最终使得H_n ≈ 0时,按照之前的逻辑我们仍应认为这个人不是光头,但直观上此时这个人已经是光头了,这就产生了悖论。
这种情况反映了在这个过程中,对于“光头”的定义存在模糊的边界,因为每次掉一根头发(即1)这个变化量相对初始的头发数量H(假设是一个较大的数)来说是一个无穷小量,但随着次数的累积,最终导致了状态的明显变化。
我举这个例子想说明什么呢?我是想讲对无穷大的定义问题!无穷大是一个很大的数吗?不是!
那我们就按当年牛顿定义无穷小的方法定义一下无穷大:
无穷小的定义:
如果变量 x 在某个变化过程中,其极限为零,那么就称 x 是这个变化过程中的无穷小量。
更具体地说,对于任意给定的正数 ε(无论它多么小),总存在一个正数 δ ,使得当 0 < |x - x_0| < δ (其中 x_0 是某个点)时,都有 |f(x)| < ε ,则称函数 f(x) 当 x → x_0 时为无穷小量。
无穷大:
如果对于任意给定的正数 M ,不论它有多大,在某个变化过程中,变量 x 总是能满足 |x| > M ,那么就称 x 在这个变化过程中趋向于无穷大,记作 x → ∞ 。
通俗地说,无穷大就是在某个变化过程中,其绝对值可以超过任何给定的正数,变得无限大。
简单来说,无穷小就是在某个特定的趋近过程中,无限接近于零的量。
所以说:无穷大并不是一个很大的数、或者说无穷大并不是一数!是无法达到的某个边界!而无穷小呢?也并不是某一个很小的数,甚至也可以讲无穷小并不是数!但无穷小和无穷大又有定义上的区别!无穷小有一个唯一的可以确定的数,那就是零。
第一节完
庸人自扰第一节,0到1之间可以画无穷多的点!假的,可以画的点必定有限,并且画出来之后就有数量,也就是说根本不存在无穷大无穷多。既然不存在,以此堆出来的符文就是垃圾,庸人把头发拔光来数也没用。实际中如1,2,3,4…,不能全部标出来的情况用...表示更多,代表某个具体的值,无穷大就是庸人造出来的垃圾