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數(shù)學(xué)心

第三百一十九章 劉維爾的超越數(shù)(超越數(shù))

數(shù)學(xué)心 蔡澤禹 91 2020-10-18 08:53:38

  馬蒂厄看到劉維爾對(duì)著一張紙上的一個(gè)數(shù)字發(fā)呆,便走近看了看,是一個(gè)很長(zhǎng)的小數(shù),原來是π和e這樣的無理數(shù)。

  馬蒂厄看到劉維爾發(fā)呆很久,忍不住開口說:“你對(duì)著這個(gè)數(shù)字發(fā)什么呆?”

  劉維爾說:“我覺得我發(fā)現(xiàn)了一種特殊的數(shù)字系統(tǒng),就是一種特殊的無理數(shù)。這樣的無理數(shù)跟一般的不同?!?p>  馬蒂厄覺得好笑,認(rèn)為無理數(shù)都是無限不循環(huán)小數(shù),哪里會(huì)有區(qū)別。不過,對(duì)于天賦異稟的劉維爾,馬蒂厄從來沒有太多懷疑,認(rèn)為他就是有奇怪的發(fā)現(xiàn)也是有根據(jù)的。

  馬蒂厄說:“看不出區(qū)別,只是都寫不完而已了。你說說看,不同的無理數(shù)能有什么區(qū)別?”

  劉維爾說:“有的無理數(shù)可以使用代數(shù)方法表示出來,有理系數(shù)代數(shù)方程的根稱為代數(shù)數(shù)。比如說根號(hào)二,這樣的數(shù)字可以使用一種多項(xiàng)式或者級(jí)數(shù)來表示出來。而有的數(shù)字卻不行,比如就是我眼前的π和e這樣的數(shù)字就不可以。所以π和e是一種超越數(shù)。”

  馬蒂厄說:“無理數(shù)是個(gè)神奇的存在,它無窮長(zhǎng),去掉小數(shù)點(diǎn)之后,其實(shí)是一個(gè)無窮大位的數(shù)字。而這個(gè)無窮大的數(shù)字,我們卻很清楚它的頭部。而以往我們認(rèn)為的無窮大,我們頂多只知道有尾部?!?p>  劉維爾說:“從這個(gè)角度上看,很有趣。去掉小數(shù)點(diǎn),它像是一個(gè)無窮大的數(shù),但我們卻知道它的頭部,知道頭部,就不能算作無窮大了。這種有趣的事情的確讓人費(fèi)解。”

  馬蒂厄說:“也可以將無理數(shù)全部倒轉(zhuǎn)過來,讓頭部變成尾部,倒是也是一種不知道頭部在哪里的無窮大數(shù)?!?p>  劉維爾說:“本質(zhì)上將,你倒來倒去的,那個(gè)結(jié)構(gòu)不變,畢竟是無窮的長(zhǎng)度?!?p>  馬蒂厄說:“不同的無理數(shù),表示的是不同的無窮大??!我們可以構(gòu)造出這樣的計(jì)數(shù)方式,去記錄無窮大?!?p>  劉維爾說:“在這個(gè)時(shí)候,你還是發(fā)現(xiàn),有很多無窮大我們還是無法記錄的。還是超越數(shù),它是不好構(gòu)造的?!?p>  馬蒂厄說:“無理數(shù)每個(gè)數(shù)字出現(xiàn)的概率都是均等的嗎?不論是代數(shù)數(shù)還是超越數(shù)?!?p>  劉維爾說:“沒錯(cuò),代數(shù)數(shù)和超越數(shù)都是這樣?!?p>  馬蒂厄說:“會(huì)不會(huì)有不一樣的情況,比如有的無理數(shù)的某些個(gè)數(shù)字會(huì)比較少。比如按照正常來講一二三四五六七八九零每個(gè)字出現(xiàn)的概率為十分之一。但是有些無理數(shù),我給它規(guī)定是有的數(shù)字是比較少的。比如是四這個(gè)數(shù)字很少而一二三五六七八九零相對(duì)多了一些,會(huì)不會(huì)有這樣的情況?”

  劉維爾說:“不會(huì)的,把無理數(shù)轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制的話,需要看看零和一,肯定各自占了一半?!?p>  馬蒂厄說:“也許一會(huì)多一點(diǎn)點(diǎn)也不敢說?!?p>  劉維爾說:“從哲學(xué)角度來講,無理數(shù),是無理的,是讓人捉摸不透的,讓人不會(huì)知道下一個(gè)數(shù)字是多少。這就是一種模糊性,而平均才會(huì)更好的表達(dá)模糊。如果你說,一相對(duì)比較多,那就會(huì)有了某種確定性?!?p>  馬蒂厄說:“一多了一點(diǎn),怎么會(huì)有確定性?”

  劉維爾說:“不能平白無故的說多了,肯定有一定的原因?!?p>  馬蒂厄說:“就規(guī)定一個(gè)一多了一點(diǎn)的無理數(shù),這個(gè)完全有定義而來?!?p>  劉維爾說:“這個(gè)定義可以,只是模糊。你要讓一多多少?百分之六十,七十?還是全部都是一?這就產(chǎn)生了確定性?!?p>  馬蒂厄說:“那就讓它成為隨機(jī)分布的百分之六十,這種定義可以吧?”

  劉維爾說:“這就給了兩個(gè)限定條件,但是也沒有意義。這不利于我們研究無理數(shù)。研究物理數(shù),要考慮隨機(jī)分布,而不是自己去定義某一個(gè)數(shù)字會(huì)出現(xiàn)多少次?!?p>  馬蒂厄說:“那去研究什么呢?研究無理數(shù)中零和一的個(gè)數(shù),不就是這樣的嗎?如果不研究個(gè)數(shù)的話,研究無理數(shù)的意義在哪里?”

  從未來穿越回來的埃爾德什突然對(duì)二人插嘴到:“可不可以把無理數(shù)的樣子再變一變?!?p>  劉維爾知道這是未來的數(shù)學(xué)家,也沒多疑心,直接探討說:“我們二人已經(jīng)把無理數(shù)按照二進(jìn)制來分析了?!?p>  埃爾德什說:“二進(jìn)制是最標(biāo)準(zhǔn)的,我還可以改?!?p>  馬蒂厄說:“你還要改成什么樣子?”

  埃爾德什說:“是不是零和一,而是負(fù)一和一?!?p>  劉維爾和馬蒂厄面面相覷,對(duì)埃爾德什說:“我們用二進(jìn)制想研究零和一是否會(huì)出現(xiàn)差異。你這是添什么亂?要變成負(fù)一和一?這又不是正常數(shù)字?”

  埃爾德什說:“我就是想搞無理數(shù)中的零和一的數(shù)目的研究,我們做和,來研究和為多少。”

  馬蒂厄說:“會(huì)得到很大的數(shù)字,不同數(shù)目的一,會(huì)得到不同數(shù)目的大小,但也感覺不到什么?!?p>  劉維爾突然明白的說:“所以,改成一和負(fù)一這樣的數(shù)來取和,會(huì)出現(xiàn)意想不到的效果。是這個(gè)意思嗎?”

  埃爾德什說:“沒錯(cuò),看來你明白了。讓這個(gè)一和負(fù)一相加,相比于馬蒂厄說的零和一相加。是不是更容易看出結(jié)果來?”

  劉維爾說:“思路清奇,但是推動(dòng)力不大?!?p>  埃爾德什說:“直接全部相加取和,當(dāng)然推動(dòng)力不大??梢栽谥虚g選取,選取的過程中,可以使用某些技巧。比如,可以按照每個(gè)間隔來?!?p>  劉維爾說:“那又怎么樣?那加出個(gè)花樣來?就是每?jī)蓚€(gè)或者每三個(gè)間隔取值相加,又如何?”

  埃爾德什說:“看看會(huì)有多大?”

  劉維爾說:“花樣倒是多,為什么要這樣?而且這會(huì)有人能證明嗎?”

  埃爾德什說:“因?yàn)橹皇窍爰?xì)致化的研究。至于說,證明的話,后人肯定有人能做到。說不定是少年天才?!?

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