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數(shù)學(xué)文化:數(shù)學(xué)里的“不合邏輯”

來源:網(wǎng)絡(luò)資源 文章作者:奧數(shù)網(wǎng)整理 2018-08-21 15:01:11

智能內(nèi)容

  “不合邏輯”是各種數(shù)學(xué)悖論的來源。你能想一個命題,使得它和它的否定形式同時成立嗎?令人難以置信的是,這樣的命題真的存在。“這句話是七字句”就是這樣一種奇怪的命題。它的否定形式是“這句話不是七字句”,同樣是成立的。

  你肯定會大叫“賴皮”,命題的真假與這個命題本身的形式有關(guān),這樣的命題算數(shù)學(xué)命題嗎?沒錯,這些涉及到自己的命題都叫做“自我指涉命題”,它們的出現(xiàn)會引發(fā)很多令人頭疼的問題。從說謊者悖論(Liarparadox)到羅素悖論(Russell‘sparadox),各種邏輯悖論的產(chǎn)生根源幾乎都是自我指涉。數(shù)理邏輯中的不合邏輯遍地都是,它們直接引發(fā)了數(shù)學(xué)史上的第三次數(shù)學(xué)危機。

  歐拉不合邏輯的證明法

  在數(shù)學(xué)史上,很多漂亮的定理最初的證明都是錯誤的。最典型的例子可能就是1735年大數(shù)學(xué)家歐拉(Euler)的“證明”了。他曾經(jīng)仔細研究過所有完全平方數(shù)的倒數(shù)和的極限值,并且給出了一個漂亮的解答:這是一個出人意料的答案,圓周率π毫無征兆地出現(xiàn)在了與幾何完全沒有關(guān)系的場合中。歐拉的證明另辟蹊徑,采用了一種常人完全想不到的絕妙方法。他根據(jù)方程sin(x)/x=0的解,對sin(x)/x的級數(shù)展開進行因式分解,再利用對比系數(shù)的方法神奇地得到了問題的答案。不過,利用方程的解進行因式分解的方法只適用于有限多項式,在當(dāng)時的數(shù)學(xué)背景下,這種方法不能直接套用到無窮級數(shù)上。雖然如此,歐拉利用這種不嚴(yán)格的類比,卻得出了正確的結(jié)果。

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