词条 | 超实数 |
释义 | 超实数(surreal numbers)是一个包含实数以及无穷大和无穷小数的域,它们的绝对值分别大于和小于任何正实数。把构造限制于Grothendieck宇宙,可以得到一个集合而不是一个类,这样就有一个有强不可及基数的真正的域。 超实数的定义和构造归功于John Conway,这显示了Conway的有特色的才智和首创性。它们在Donald Knuth1974年的书Surreal Numbers: How Two Ex-Students Turned on to Pure Mathematics and Found Total Happiness(超实数:两个以前的学生如何喜欢上纯数学并发现完全的幸福中有介绍。该书是一本数学小说,作为少见的新数学思想在小说中初次出现的一例而著称。该书采用对话形式,在他的书中,Knuth创造了超实数一词,Conway起先直接称为数。Conway喜欢这个新名字,后来自己也采用了这个词。然后Conway在他1976年的书关于数和博弈(On Numbers and Games)中描述超实数并将之用于分析博弈。 康韦说:“假定有两条规则,他们产生一切大小的数。第一条规则应是:每个数对应于先前创造的数所构成的两个集,使得左集的元中没有一个大于或等于右集的任意元。而第二条规则应是:一个数小于或等于另一个数,当且仅当第一个数的左集没有任何元大于或等于第二个数,而第二个数的右集没有任何元小于或等于第一个数。”康韦还检验了它所制定的这两条规则,你瞧!它们很好。 根据这种方法,可以给出1和-1: 1=﹛øl0﹜ -1=﹛0lø﹜ 正数N: ﹛Nlø﹜=N+1 而对于负数,则有: -N—1=﹛øl-N﹜ 对于无穷大,则有: inf=﹛0,1,2,3,…lø﹜,接着把inf放入右边的位置,于是我们得到无穷大减去一的一个独特定义:一个小于无穷大的无限数! inf—1=﹛0,1,2,3,…linf﹜ 还有:1/inf=﹛0l1/2,1/4,1/8,1/16,…﹜这些独特的量中的无论哪个,以前的数学家都未曾定义过。 |
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