第13章

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“这就是无限集合。”韩采芦再度笑了,“刚刚我们也讲到了,无限集合的一部分,也有可能和全体等势。小说里主角看到的‘阿莱夫’是我们所处的世界的一部分,却可以收纳宇宙万物——这就是无限集合,是稠密集,博尔赫斯真是天才!”

我没有追问“稠密集”是什么,她也没有就此说下去。

实际上,我已经有些跟不上她的思路了。

“下面我们来说说实数集。你还记得吧,自己答错了的那个问题:实数和有理数哪个更多。答案是实数更多。因为全体有理数如我们前面论证的那样,可以按顺序排列。但实数不能。关于这一结论的推演并不复杂,但对你这种初学者而言可能有些难懂。康托尔先假设全体实数也能依次排列,继而推出一个与假设矛盾的结论,从而证明这个假设是错的。”

“那确实有些复杂。”

“所以,我也只能向你解释到这一步为止了。真的感兴趣的话,可以找些数学类的普及读物看看,一般都会讲到这个证明。因为它极端重要,也非常精彩。现在,问题来了。我们已经知道,实数集包含的元素比之前讲到的偶数集、整数集、有理数集要更多,换言之,它的基数更大。刚刚那些集合的基数是aleph0,那么实数集的基数应该怎样表示呢?”

见我没有应答,她继续说道。

“自然数里面,0的后继是1,所以比aleph0更大的基数应该表示成aleph1。但是,如果整数集和实数集之间存在其他的基数呢?换言之,有没有这样一些由数组成的集合,它们包含的元素数量比实数集少、却比整数集多呢?如果存在这样的集合,那么它们的基数才应该被表示成aleph1。这就是所谓的‘连续统假设’——康托尔认为‘不存在一个基数绝对大于可列集而绝对小于实数集的集合’。但他没法证明它。一九〇〇年,希尔伯特在巴黎国际数学家大会上做了一篇很著名的演讲,提出了二十三个亟须解决的数学问题。‘连续统假设’位列榜首。”

“这是最重要的数学问题之一咯?”

“当然,当然。它关系到数学的基础。这个问题还可以被描述成‘直线上到底有多少个点’,此外还有‘广义的连续统假设’。我们先不去管这些。陆秋槎同学,你觉得‘连续统假设’是对的吗?”

“我怎么可能知道……”

“刚刚我提到了集合论中比较常用的一个公理系统,ZF公理系统。你来猜猜看好了:‘连续统假设’在ZF公理系统中是否成立?”

“那我只能凭直觉猜了。”我轻叹了一口气,“反正猜对的概率是百分之五十……”

“你真的这样认为吗?”韩采芦不怀好意地笑着,“你大概觉得,这个假设或是对的,或是错的,没有第三种可能性了。是这样吗?”

“是啊,难道还有其他的可能性吗?刚刚你也说,一个理想的公理体系应该具有完备性,一个相关的命题在这个体系里应该能得到证明,或是被证实、或是被证否,难道不是这样吗?”

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