关于数的悖论:无穷饭店
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故事适合年级:小学二年级【关于数的悖论:无穷饭店】趣味小故事:,M:在基塔离开之前,他讲了一个稀奇的故事 。
【关于数的悖论:无穷饭店】基塔:“无穷饭店”是我们银河系中心的一家巨大的旅馆 。它拥有无穷多个房间,这些房间通过黑洞伸展到更高级的时空领域 。房间号从1开始,无限制地排下去 。
基塔:一天,这个旅店的客房全住进了客人,这时候来了一位飞碟(不明飞行物)的驾驶员,他正要去别的星系 。
基塔:尽管已经没有空房间了,可是旅店老板仍然给驾驶员找到了一个房间 。他不过是把原来住在各个房间里的房客都一一移到高一号的房间 。于是左边第1号房间就空出来给该驾驶员住 。
基塔:第二天又来了五对夫妇渡蜜月 。无穷饭店能不能接待他们?可以,老板只不过把每个客人都一一移到高5号的房间中去,空出的1到5号房就给这5对夫妇 。
基塔:周末,又有无穷多个泡泡糖推销员来到这家旅馆开会 。
赫尔曼:我能够理解无穷饭店可以怎样接待有限数量的新到者,可是它怎么能够再给无穷多旅客找到新房间呢?
基塔:很容易,我亲爱的赫尔曼 。老板只要把每个房间里的客人移到原来号码两倍的房间中去就行了 。
赫尔曼:对了!这下每个房间里的人都住到双号房中,余下的所有单号房间有无穷多个,它们空出来给泡泡糖商人住!
M:关于无穷大还有很多悖论 。计数用的数是无穷大等级中最低一级的无穷数 。在整个宇宙中的点数是第二级无穷大数,第三级无穷大数比这要多得多!
M:德国数学家乔治·康妥发现了无穷大的这种等级,他把这种新型的奇异等级称为阿列夫零、阿列夫1、阿列夫2等等 。关于阿列夫数有很多深刻的神秘性,解决它们是现代数学中最激动人心的挑战之一 。
如我们所知,任何一个有限集都不能与它的一个真子集建立一一对应的关系 。对于无穷集这—点就不成立了 。看上去这样就违反了整体大于局部这一古老法则 。确实,一个无穷集可以定义为能够与它的一个真子集一一对应的集 。
无穷饭店的老板首先表明了由一切计数用的数所组成的集合(这是乔治·康妥称为阿列夫零的集合)可以与它的某一个真子集一一对应,并余下一个元素,或者五个元素 。显然,这一程序可以变化,使得从一个阿列夫零集中减去它的一个子集,这个子集也是阿列夫零集,从其余下的数中就会得到所要的任何有限个数量的元素 。
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