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Thursday, April 13, 2006

無限的大

在 《零與空》中,我說把0看作一個空的袋子,而不是空,可把形而上的味道減至最小。朋友笑說:若是個無限大的袋子,那未不是和虛空一樣嗎?

當然,整個宇宙根本不是無限大,所以沒有無限大的袋子。

其實,『無限大』是甚麼?有信仰的人士可能會說他的神就是無限大,但科學的應用需要的是世俗的無限大。康托爾(Georg Cantor)率先對數學上無限大下定義,並由此創造出集合論

不同的宗教有不同的神,即使同一宗教也可能有不同等級的神。

除着研究的深入,數學家發現不同的系統有不同的無限,即使同一系統內也可有不同大小的無限。

讓我們先看看康托爾的無限,即由比較多少引申出來的無限:

《自然的數?》中, 我說 0={ },1={0},2={0,1}, 3={0,1,2},4={0,1,2,3},...。可以見到 0 <1 <2 <3 <4 <5 <...。把所有自然數放在一起,有N={0,1,2,...},得0 < 1 <2 <... <N。

把整條數線列出來(記作c),除自然數外還有很多數字,所以 N < c。 c 當然也是無限。

就這樣,可看到有兩個不同的無限。當然,還可以不停引申下去。

接着,讓我們看看由數字大小引申出的無限:

我們最熟悉的無限莫如 ∞ 及 -∞,是甚麼呢?基本上,這只是兩個符號,∞ 表示比任何正數都正,-∞ 表示比任何負數都負。它倆都不是數,因為不能進行四則運算。而 ∞ 及 -∞ 是數線的兩極,直如祆教中陰陽兩個神衹,有你冇我!


不過若我們把正無窮與負無窮都看作是同一個無限 ∞ ,我們得到一個環,稱為數線的“一點緊化”(one point compactification),就有些中國哲理「物極必反」的味道,因的盡頭便是!雖然 ∞ 也是一個無限,但與其他數字都只是環上的一點,失去了某些特殊性。


把無限賦與一般數字性質的是Abraham Robinson,他的系統內有無限個無窮大,若 x,y 是不同的無窮大(即比所有數字都大),則x+2,3y,x+y等,都是不同的無窮大;而-x,-y則是不同的負無窮大(即比所有負數都負);1/x,1/y則是不同的無窮小(即不是0,卻比所有正數都小)。

唔,不論任何情形,都沒有1/0啊!所以盡量不要說1/0=∞!

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