手机浏览器扫描二维码访问
“分球怪论”,是一条数学定理。年,斯特凡·巴拿赫和阿尔弗莱德·塔斯基次提出这一定理。这一定理指出在选择公理成立的情况下可以将一个三维实心球分成有限(不勒贝格可测的)部分,然后仅仅通过旋转和平移到其他地方重新组合,不过要旋转不可列无穷次,可以组成两个半径和原来相同的完整的球。巴拿赫和塔斯基提出这一定理原意是想拒绝选择公理,但该证明很自然,因此数学家认为这仅意味着选择公理可以导致少数令人惊讶和反直觉的结果。
假设旅馆有无限个房间,把这无限个房间按照一定的分类规则分成两类,并把这两类房间分开,分别称为“旅馆a”和“旅馆b”。
除去每个房间编号的问题,那么模君请大家思考:这两个新的旅馆,和原来的“希尔伯特旅馆”有区别吗?
我们都知道答案:没有区别,两个新旅馆,和原来的旅馆一模一样,房间数一样,每个房间的大小也一样。
同样的,我们往下对“巴拿赫-塔斯基分球定理”这个“无穷”的概念做一个更深层次的理解。
一个三维实心球,必定存在一种办法分成有限部分,然后仅仅通过旋转和平移,就可以组成两个和原来完全相同的球(半径相同,密度相同……所有性质都相同)。
模君初看这个定理就觉得违反了人类的直觉常识,假设球体的体积或质量是一定的,通过旋转或者平移以后这些碎片的总体积或总质量应该也是不变的,拼起来后也不可能会变成=+啊,这不就是个悖论吗?
这个定理还有更强的版本描述:
一块石头经过分解,可以随意组合成任何东西,可以拼成一个星球,也可以拼成一个人,甚至藏进一个细胞之中!
有画面了吗?可以用一个石头去拼接星球,也可以去创造一个世界。
咳咳,说过了,让我们先从梦中醒来,详细地了解一下这个定理的强大与神奇。
时间回到年的一天,又是一个美好又平静的早晨。就在这个伟大的日子,两位数学家斯特凡·巴拿赫(stefanbanach)和阿尔弗雷德·塔斯基(afredtarski提出一个反常识的定理,人称“分球怪论”。
他们当时表了一篇论文来概述这个理论:
把一个三维的半径为的实心球用某种巧妙方法分成五等分——五等分的意思是,把其中一份旋转平移后可以和另外一份重合——然后把这五个分块旋转平移后,可以组合成两个半径为的实心球。
简单的说,一个球分割重组后变成了两个同样大小的球!当然了,这样的过程还可以继续下去,两个变四个,四个变八个
但当他们表了这个篇论文后,就有人一马当先开始抨击,说这显然不正确吧。
如果一个实心球体积为v(因为球的半径是,所以v>o),那么五个等分块,每块体积为v,平移旋转不改变体积,那么无论它们如何组合,最后得到的东西总体积是v,而不可能是v。
因为,这个论述是基于这么一个假设:
每一个分块都是有“体积”的。而分球定理的理论之处就在于它把球分成了五个“不可测集”——也就是五个“无法定义体积”的奇怪分块。所以,这里我们说“五等分”只是说它们其中一块平移旋转后能重合到另一块上,并不是说它们“体积相等”——因为根本就没有体积,也就没有相等之说。
其实巴拿赫-塔斯基在证明结论的时候主要用到的就是集合论中的选择公理。
通俗一点的说,选择公理可以这么描述:
用任意一组(可能有不可数无限个)非空集合,我们都可以从每个集合挑出一个元素。
看上去非常“无辜”啊——这不就是典型的“正确的废话”么——所以它被叫做“公理”。可是就是这么一个公理,却是魔力惊人,能让我们把实心球一个变俩。这就是数学的魅力!
其实数学家们一开始现这个结论也觉得这不太可能,包括塔斯基本人也是想利用这个定理来展示出选择公理中存在的某些先天不足,也就是说他们最先想责怪的就是选择公理
如果放到现在估计一大半的数学家会晕倒!因为他们学的东西里面有太多的定理都是在选择公理的基础上证明的,现在大多数数学家还是承认选择公理的。
但其实我们还忽略了一个问题:?的子集的体积该怎么定义?
回到“分球定理”中,只有那些比较漂亮的子集我们才给它们定义了体积,比如:一个球,一个立方体等等。如果是一些杂乱无章的点构成的子集,是很难定义其“体积”的。
分球悖论的奥妙之处就在于,将一个球分成几个部分的时候,很多部分都是一些“非常难看”的子集,它们是没有“体积”的也就是说最终把一个球分成了几个没有“体积”的部分,然后把它们平移、旋转后反而成了两个同等大小的球!
喜欢数学心请大家收藏:dududu数学心小说网更新度全网最快。
请关闭浏览器阅读模式后查看本章节,否则将出现无法翻页或章节内容丢失等现象。
生活太奇太妙,云壤之别间也能构建关系,催生爱情。序现耽,小透明,第一次发文大学老师x理发小哥郑斯琦x乔奉天大约是温水煮青蛙式的故事,想哪儿写哪儿想走温情流,老辣不起来,萌不起来ps读过汪曾祺老先生的人间草木,识了一种花,晚饭花,也名野茉莉,也名草茉莉。文题出自于此。野茉莉,处处有之,极易繁衍。高二三尺,枝叶披纷,肥者可荫五六尺。老先生言,草茉莉是种低贱落俗的植株,不高洁不清冽,只要给些水份阳光便能生出密密大片,存活力极强。为文人不耻。但其实生活往往如此,必须要把自己按到地里才熬的过去。文中的主角乔奉天的角色设定,正如同草茉莉,低贱落俗,而艳丽不屈。我希望我能把自己对人生的态度加诸到角色身上,传递给读者我的思想。以为序。...
时锦被榴莲砸死后,意外绑定系统,拥有了一支死士军团。穿成炮灰女配怎么办?不怕,死士在手,群殴虐渣!什么女主光环气运逆天,统统给你干碎。姑奶奶的死士力大无穷,以一敌百,你们拿什么跟我斗?渣渣们,颤抖吧!凭实力一路横推,各大影视世界的男女主们都哭了。世界1甄嬛传朝瑰世界2三生三世素锦世界3清平乐徽柔世界4如懿...
一朝穿越,竟成官家嫡女,本想安安稳稳清静度日,却偏偏被嫁给了那名据说八字过硬的朱家下一代家主为继室!名门望族是非多,一颦一笑,皆是算计!成为当家长媳,管教穿越儿子,教育机灵女儿,收拾蛇蝎姨娘,降服冷漠丈夫,保地位,生包子,一个都不能少!本文架空,女主非万能,慎入!不喜勿喷!!...
高冷闷骚年下公狗腰总栽x娇俏软萌嫩颜熟女特助他们的开始,是在一个风和日丽的午后,闺蜜问她要不要团购跳蛋和按摩棒。闺蜜图呢?还不就等你她一看微信,结果她是了,但收件人是联络人最上方的总裁大魔王。她不仅图还附上文字。我要红色的跳蛋跟那根紫色长的粗的按摩棒?她的世界瞬间崩塌,生无可恋,只想一头撞死谁知,某天,他却低沉诱惑地说钟特助,你的跳蛋和按摩棒收到了吗?再后来,当她被男人温热粗糙的大手扣住小蛮腰,全身被撞的激情四射之时,脑中突然乍现,不知在哪儿看过一句话通往女人内心的那条路…是阴道...
本作品来自互联网本人不做任何负责内容版权归作者所有。将军休想让我生小孩小四的田园生活作者生辰文案孤儿院长大的夏思,好不容易当了警察,却在案发现场被榴弹,好吧!算他倒霉,变成游魂四处走进一个,不一样的世界,不小心撞在了一个大肚子身上,转眼就变成了一个巴掌大的嫩宝宝!好啦!重生在这里也不错但是谁来告诉他,为什么生他的会专题推荐生辰在线阅读txt下载加入书架...
冷酷校草vs阳光少女vs撩系男大重生前宋朝喜欢沈书年十年,她舔得轰轰烈烈,人送外号宋舔舔。谁见了都会使唤她,把从一个人的奴隶变成了全班的奴隶,不照做就得不到校草男神的好脸。宋舔舔你跑的勤快点啊,不然我年哥不理你了。宋舔舔你去买盒胃药,女神胃疼。宋舔舔我们作为年哥的兄弟,你也给我们去打饭买水呗。重生回到了沈书年让宋朝给校花买胃药的那一天。宋朝,去帮漫漫买胃药。我又不胃疼!宋朝,去给我买水。钱拿来我去买。校草不情不愿从包里掏出一百块。钱我收了,就当是你还我上周买水的钱。转身走,宋朝露出阴暗的笑。本来是个穷酸鬼校草,竟还装有钱人,什么都造假。这可是校草半个月的生活费...