我們都知道數(shù)學(xué)源于生活但高于生活。本文將講述幾個(gè)歷史上著名的悖論,以提起讀者對(duì)數(shù)學(xué)的了解與興趣。
1.阿基里斯悖論
公元前400多年,古希臘埃利亞學(xué)派的一門徒芝諾提出了一個(gè)被稱為阿基里斯的悖論,用來反對(duì)赫拉克利特的流動(dòng)說,維護(hù)埃利亞學(xué)派的靜止說。
古代神話中有一位跑得最快的人叫阿基里斯,但他永遠(yuǎn)追不上烏龜,意即:阿基里斯的速度遠(yuǎn)大于烏龜?shù)乃俣,但烏龜比阿基里斯先行一段距離AB,這樣當(dāng)阿基里斯從點(diǎn)A跑到點(diǎn)B時(shí),烏龜已從點(diǎn)B爬到點(diǎn)B1;當(dāng)阿基里斯從點(diǎn)B跑到B1時(shí),烏龜又從B1爬到B2……如此下去,阿基里斯永遠(yuǎn)也趕不上烏龜。一方面,阿基里斯是跑得最快的人他必能趕上烏龜;另一方面,如上法跑下去他永遠(yuǎn)趕不上烏龜。于是便得出矛盾,這就是所謂的阿基里斯悖論。
2.伽利略悖論
1638年,伽利略指出以下事實(shí):由于每一個(gè)自然數(shù)n都與其平方數(shù)n2之間是一一對(duì)應(yīng)的,所以平方數(shù)的總數(shù)等于自然數(shù)的總數(shù)。平方數(shù)集是自然數(shù)集的部分,從而部分等于全體。這與我們常理中的全體大于部分矛盾,這就是伽利略悖論。
3.撒謊者悖論
公元4世紀(jì),歐布里得提出如下的撒謊者悖論:
“本頁本行所寫的這句話是謊話。”
因?yàn)樯闲兄谐@句話外別無它話,所以如果此話為真話,則這行話的確是假話;反之,如果此話是假話,那么這行話應(yīng)為真話。于是得出矛盾。形成該悖論的關(guān)鍵在于,作出論斷的話與被論斷的話混而唯一,要排除這種悖論在文章中的出現(xiàn),就要研究語言的分層,而這是語義學(xué)研究的內(nèi)容。
4.理發(fā)師悖論(羅素悖論)
1902年,英國著名哲學(xué)家、邏輯學(xué)家羅素提出了一個(gè)關(guān)于集合論的很有影響的悖論,1919年羅素又將其通俗地表述為如下的理發(fā)師悖論:
薩魏爾村有一位理發(fā)師給自己立了一條規(guī)矩:“他只給村子里不給自己刮胡子的人刮胡子”。
請(qǐng)問:這位理發(fā)師該不該給自己刮胡子?
我們不妨推理如下:如果他不給自己刮胡子,那么他是他們村不給自己刮胡子的人,所以他應(yīng)該給自己刮胡子;如果他給自己刮胡子,那么他是他們村給自己刮胡子的人,按約定他不應(yīng)該給他自己刮胡子。
由上述推理發(fā)現(xiàn),不論哪種說法都會(huì)導(dǎo)致矛盾,于是出現(xiàn)悖論。
1902年羅素宣布了一條驚人的消息:集合論是自相矛盾的,沒有相容性!這就是著名的羅素悖論。這一發(fā)現(xiàn)震動(dòng)了整個(gè)數(shù)學(xué)界,盡管在這之前人們?cè)跀?shù)學(xué)中也發(fā)現(xiàn)了悖論,但由于涉及的數(shù)學(xué)概念太多,沒有引起人們的足夠重視,所以羅素悖論的出現(xiàn),引起了數(shù)學(xué)界的激烈爭論,也使人們對(duì)數(shù)學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性產(chǎn)生了質(zhì)疑。
為了解決集合論中的悖論,人們構(gòu)造了一些公理系統(tǒng),特別是策墨羅的公理集合論的發(fā)展與完善解決了集合論中的悖論問題。從對(duì)悖論的分析和研究,產(chǎn)生了哥德爾不完備性定理,該定理是數(shù)理邏輯學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。這也正是人們提出悖論和研究悖論的原因。 |