數(shù)學,是每一個人一生都離不開的學科,從牙牙學語開始,我們就開始了與數(shù)學打交道。

一開始,爸媽會教我們最簡單的1,2,3,4。到了幼兒園的年齡,我們會學習最簡單的加減法。

而在人類文明發(fā)展史上,似乎也是如此,從最簡單的計數(shù)開始,比如結(jié)繩計數(shù),都是從整數(shù)(自然數(shù))開始。

在人類最開始的潛意識里,整數(shù)是最整潔的表達方式,最能代表大自然的事物。

但隨后人們發(fā)現(xiàn),僅僅有整數(shù)已經(jīng)不能充分表達大自然。比如說,有一個蘋果,要分給兩個人,一個人半個蘋果,該如何表達半個蘋果呢?

于是小數(shù)(分數(shù))便出現(xiàn)了,人們對數(shù)學的認知更進一步。

隨著人們對數(shù)學的研究,發(fā)現(xiàn)數(shù)學是如此地簡潔,如此地優(yōu)美,人們堅信數(shù)學可以表達大自然的任何事物。

但一個意外的發(fā)現(xiàn),徹底顛覆了人們對數(shù)學的傳統(tǒng)認知。

在研究等腰直角三角形時,人們發(fā)現(xiàn)一個不尋常的事實,如果等腰三角形的兩個直角邊長為1,那么斜邊長的長度是多少呢?

數(shù)學家們通過計算發(fā)現(xiàn),斜邊的長度根號2是一個非常長的小數(shù),不管用什么方法計算,如何計算,好像都算不完。

讓數(shù)學家更狂躁不安的是,這個根號2不僅僅很長,而且還沒有規(guī)律,似乎不能用分數(shù)表達,不像1/3那樣,雖然用小數(shù)表達時也很長,但它有規(guī)律可循,可以用分數(shù)簡潔地表達出來。

第一次,人們對自然數(shù)的簡潔產(chǎn)生了懷疑。而且,人們還發(fā)現(xiàn),像根號2這樣的無理數(shù)并不罕見,看起來比整數(shù)還要多得多。

人們開始認真研究無理數(shù),認為無理數(shù)一定隱藏著更多數(shù)學奧秘。

在這個過程中,數(shù)學危機便出現(xiàn)了,第一次數(shù)學危機,最典型的代表就是芝諾悖論。

簡單介紹下這個悖論。

你和烏龜賽跑,烏龜?shù)钠瘘c是在你前面100米的地方,你的速度是烏龜?shù)?0倍。

也就是說你跑100米的時候(烏龜?shù)钠瘘c),烏龜跑10米。你跑10米的時候,烏龜跑1米。你跑1米的時候,烏龜跑0.1米……

也就是說,可以這樣計算:你跑的距離永遠是烏龜之前的跑過的距離。這意味著你永遠追不上烏龜。

但事實上我們都知道,你很快就會追上烏龜,只要你的速度比烏龜快,不管一開始烏龜領(lǐng)先你多少米,你總會追上烏龜然后完成超越。

這引發(fā)了人們對無窮的思考。人們認識到,對一段距離進行一分為二的分割需要無窮的時間,但你的時間是有限的,你不可能在有限的時間里去做無窮多的事情,這樣就不會陷入“芝諾悖論”中。

就好比1+1/2+1/4+1/8……得到的數(shù)不可能是無窮大,總是有限的。

對無窮的這種理解,讓人們成功化解第二次數(shù)學危機。

通俗地解釋一下各位第二次數(shù)學危機,簡單說就是0.999……和1的大小,兩者是不是相等?

當時的人們認為,無論如何0.999……都比1小,因為無論9后面如何循環(huán),都不會到1,只能無限接近1。

但后來人們得知,0.999……就是等于1,兩者是一個數(shù)。

說白了,第二次數(shù)學危機本質(zhì)上還是對微積分的理解,沒有理解到微積分的本質(zhì)。

事實上直到今天,仍舊有很多人沒有學過微積分,不理解微積分的本質(zhì),還認為0.999……比1小。

第三次數(shù)學危機被稱為“集合論悖論”,最典型的就是“羅素悖論”。

通俗地解釋何為“羅素悖論”。有一個非常牛逼的理發(fā)師,在理發(fā)店門口貼上標語:能給所有不能給自己理發(fā)的人理發(fā)。

那么問題來了:這個理發(fā)師能給自己理發(fā)嗎?

如果能,那么宣傳的標語就有瑕疵。如果不能,標語同樣是不嚴謹?shù)模豪戆l(fā)師不能給自己理發(fā),但標語中說“能給所有不能給自己理發(fā)的人理發(fā)”!

有人說“羅素悖論”其實就是邏輯上的詭辯,集合定義上的詭辯,無論如何,沒有任何人能完美詮釋羅素悖論。

羅素悖論還有一個通俗的例子:上帝是無所不能的,那么上帝能夠創(chuàng)造出一個他自己搬不動的石頭嗎?

相信很多人都聽說過這個故事,無論能還是不能,結(jié)果都是矛盾的。

從概念上來看,與其說羅素悖論是集合上的悖論,倒不如說它是一個哲學上的概念,一種本體論。

這個悖論總是先把自己置之事外,最后發(fā)現(xiàn)自己換個角度來看,自己也處于某個事物當中,所以最大的問題就是:到底有沒有處于事物當中?

其實這也是唯心主義的直接體現(xiàn)。如果世界只是你幻想出來的假象,那么“你”本身是否也是幻想出來的假象呢?

如果回答是肯定的,那么,你對“世界是假象”的質(zhì)疑是否也是假象呢?

如此循環(huán)下去,就會陷入死胡同,永遠走不出來!

宇宙微波背景輻射,不僅描繪了宇宙的邊緣,還有我們能見到的最早的光,它揭示了宇宙中的所有物質(zhì),所有恒星和所有星系的分布都是很均勻的,這說明有東西促使這一切發(fā)生,而這個東西就是被稱作暴脹的過程。暴脹理論就是說最開始宇宙不僅是在擴張,而且是以指數(shù)方式擴張,意味著在極短的時間內(nèi),它的大小就能一次次翻倍。

根據(jù)暴脹理論,當我們的宇宙還是一團火焰時,宇宙的每一部分都開始暴脹,暴脹速度非??欤灾劣趮雰浩谟钪娴木鶆蛐缘靡员A?。暴脹不僅僅是一種擴張的方式,它也是一個開始,創(chuàng)造出我們的宇宙的一個驅(qū)動力,若它能夠發(fā)生過一次,那就有可能再次發(fā)生,再次發(fā)生,這就是永恒暴脹!