- 從零開始讀懂微積分
- 唐舜
- 757字
- 2025-03-27 18:34:53
3.5 基數與序數
我們舉了很多例子來說明一一映射的重要性,因為一一對應正是數字誕生背后的核心邏輯。歷史上,當有人首次意識到“一雙翅膀”“一對情侶”“兩頭野獸”這些包含不同種類元素的集合都可以一一配對,并決定用一個統一的符號來表達這一共性時,抽象的數字“2”便誕生了,它代表了所有元素數目為2的集合所共有的屬性,自然數的這種屬性被稱為基數。
需要指出的是,數字“2”只是表示基數的一個符號。如果你愿意,可以使用其他任何文字或符號來代替它。例如,你可以用漢字“人”代替“2”,用漢字“乙”來代替“1”,用漢字“土”來代替“3”,因為這些漢字的筆畫數恰好分別是2、1、3,所以可以作為相應基數的范式符號。事實上,在語言文字中的數字真正形成之前,人類早期的基數就是用類似的范式符號來表達的,例如,“2”的符號是鳥翼,“3”的符號是苜蓿葉,“4”的符號是獸足,“5”的符號是手。
但很遺憾,即使規定好了所有基數的范式符號,仍然不能指望原始人能夠從中發展出計數和加法運算的規則。如果要問他們“鳥翼”加上“苜蓿葉”等于什么,他們一定無法理解。即使他們最終理解了你的問題,他們也無法直接給出答案,而是伸出雙手逐一和目標集合配對,等到五根手指配對完畢,他們才能回答“鳥翼”加上“苜蓿葉”等于“手”。
這說明牽涉計數和加法運算的時候,人們需要一個包含所有基數的標準集合,其中的元素被賦予了某種順序可以次第排列。這正是“屈指記數法”展示的過程,“1”的后繼是“2”,“2”的后繼是“3”,“3”的后繼是“4”,自然數這種體現了“后繼”觀念的屬性被稱為序數。
有了序數之后,加法就可以被真正定義了,等式1+1=2的真正含義是基數“1”的后繼是基數“2”。請記住這點,序數是自然數加法的抽象本質。
思考題
你能再舉出一個“一一對應”在實際生活中發揮重要作用的例子嗎?