他提出的這個悖論引發了第三次數學危機,來看看到底是怎麼回事
第二次數學危機徹底解決之後,再經過近200年的發展,科學家們普遍認為系統而嚴密的「科學大廈」已經基本建立。
然而,人們沒有注意到的是,作為「現代數學」基礎的「集合論」還隱藏著很多的問題沒有解決。
集合論是「現代數學」的基礎,幾乎每一個分支都是建立在「集合論」的基礎之上的。
「集合論」的誕生之初,在「分析的嚴格化」思想的指導下,徹底地解決了由「微積分」引發的第二次數學危機。
在那一次危機中,「集合論」成為了「近代數學大廈」的基礎。
但是,「集合論」和很多新生事物一樣,在誕生之初也是不完善的,不斷的有人指出了它的缺陷,就連康托爾自己也被其中的一些悖論所困擾。
這些無法解決的問題不斷地積累,終於在「羅素悖論」被提出之後徹底爆發了。
1907年,數學家羅素針對「集合論」的不嚴謹性提出了一個著名的「羅素悖論」,可以簡單地描述如下:
「設有這樣一個集合:「A=」。試問:A∈A是否成立?
如A∈A成立,那麼就不符合x?A,有A?A;
如果A?A,則符合x?A,有A∈A。」
這個悖論被形象地演化成了多個故事,其中最著名的一個故事叫做「理髮師悖論」,如下:
理髮師有一天心血來潮,在店門口寫了一個有趣的公告:我只給所有「不給自己刮鬍子」的人刮鬍子。當他發現自己的鬍子有點長,準備給自己刮鬍子的時候,忽然有點犯難了:我該不該給自己刮鬍子呢?如果我給自己刮鬍子,那就違背了自己只給「不為自己刮鬍子的人」刮鬍子這一條,但是如果不給自己刮鬍子,又違反了應該給「不給自己刮鬍子的人」刮鬍子這一條。
這個看似有點無厘頭的小故事所蘊含的「數學悖論」,揭示出了「集合論」所存在的嚴重問題。
「集合論」作為近代數學大廈的基礎,經過長期的發展,已經滲透到了幾乎所有的數學分支。
如果「集合論」有問題,就會動搖整個「數學大廈」。
「羅素悖論」的提出,對「近代數學」的整個基本結構的有效性提出了全面質疑。
而這個質疑是集中在「無窮」這個概念上的。
早在「康爾托」建立「集合論」之初,大數學家高斯和柯西都曾堅決反對將「無窮」這個概念引入數學。
幸而,「無窮」概念得到了數學家「波爾查諾」的支持。
「波爾查諾」是一位探索「無窮」概念的偉大先驅,是第一個為了明確「實在無窮集合」理論而做出不懈努力的數學家,曾為康爾托建立「集合論」奠定了「哲學」基礎。
如今,問題恰恰出現在了「無窮集合」這個概念上。
數學家們幾乎想把「無窮集合」這個概念丟棄,但是又發現幾乎所有的數學分支都是建立在「無窮集合」基礎上的。
一旦丟棄了「無窮集合」,那麼「近代數學」幾乎寸步難行,所有涉及到「無窮集合」的數學分支都將崩潰,「數論」中的許多問題只有再退回到用「解析方法」解決的時代,「數論」的發展會全面陷入停滯。
所有的數學家都積極行動了起來,紛紛提出了自己的解決方案。
1908年,「策梅羅」創立了第一個「公理化集合論體系」,後來在其它數學家的共同努力下進一步完善,稱為ZF系統,彌補了「康托爾樸素集合論」的缺陷。
除了「ZF系統」外,還有好幾種公理系統,如「諾伊曼」等人提出的「NBG系統」等。
這些「公理化系統」誕生之後,成功地排除了集合論中出現的悖論,完美地解決了第三次數學危機。
經過這次數學危機的磨鍊,數學大廈的基礎得到了前所未有的鞏固,使現代數學邁著更加穩健的步伐,引領著人類科技一步一個腳印地走向更加輝煌的明天。
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