首页 理论教育希尔伯特旅馆部分等于整体

希尔伯特旅馆部分等于整体

【摘要】:这个概念虽在哲学领域至今尚无定论,但数学家们大多已经理解并接受希尔伯特旅馆假设延展出的内涵了。参考阅读//No. 5 逻辑,第14页No. 7 集合论,第18页No. 14 自然数,第32页3.一分钟记忆给定一个由所有自然数构成的无穷集合,我们可以由无穷集基数推出许多颠覆直观认知的结果。

1.多维度看全

1924年,大卫·希尔伯特提出了下面的假设。假设存在一间有无穷多个房间的旅馆,和一般的旅馆一样,每个房间都标有一个自然数来作房间号。不同的是,这一次,每个自然数都对应一个房间。再进一步假设,现在每个房间都已经住了人。

随后,来了一位新客人想要入住。我们怎样才能在所有房间都有人的情况下,给他安排出一个空房间呢?有一个简单的方法:让所有客人都搬到原来房间的下一个房间,就是房间号比原来的大一个数的房间。这个方法是可行的,因为对每个自然数而言,我们都能找到它的下一个数。这样一来,新客人就可以住进空出来的第一间房了。

我们还可以开展更多的操作,比如让所有客人搬到房间号是原来的两倍的房间。请注意,这依旧是个可行的操作,因为对于每个自然数n而言,2×n也是一个自然数。这样一来,现在只有双数房号的房间有人住,其余的无穷多个奇数房号的房间都空出来了!

上图:阿列夫零用来指一个可数无穷集的基数。

2.关键点梳理

“希尔伯特旅馆”展现了无穷集合独有的一个性质:部分可以与整体具有相等的大小。我们用基数来表示集合的大小,对无穷集基数的研究也是集合论领域最核心的课题之一。

无穷集基数的特性十分有悖常理,以至于至少在康托尔之前,大多数人相信“无穷”是个本质上矛盾的概念,并不能在数学界占据一席之地。这个概念虽在哲学领域至今尚无定论,但数学家们大多已经理解并接受希尔伯特旅馆假设延展出的内涵了。(www.chuimin.cn)

参考阅读//

No. 5 逻辑,第14页

No. 7 集合论,第18页

No. 14 自然数,第32页

3.一分钟记忆

给定一个由所有自然数构成的无穷集合,我们可以由无穷集基数推出许多颠覆直观认知的结果。

一个无穷集的部分可以与整体大小相等。