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数学中的无限循环和宇宙的奥秘(费米悖论)

探究一:0.999 9的循环和1的大小比较(数学,逻辑学)


今天带大家从另一个角度来认识数学和物理学中的极限问题,然后用文中的观点来讨论下费米悖论这个问题。

大家都知道,0.999 9的循环是无线趋近于1的,没学过极限的人可能会说:

观点1:0.999(9的循环)<1


但是,学过极限的人都知道,如果存在任意一个e,且e>0,满足1-0.999 (9的循环)<e,则1=0.999 (9的循环)。这样一看就有观点2。

观点2:0.999 (9的循环)=1


那么,数学中的极限在现实物理中存在么?

答案还不能直接给出。

从人类认知的尺度上来讲,数学上,0.999(9的循环)是以1为基准的无线趋近。那么为了便于计算,数学上认定0.999 (9的循环)=1是成立的。这是为了解决现有数学问题而作出的判断来搭建现代物理学的基石。

但是,从逻辑学上来讲,0.999 (9的循环)<1是恒成立的。

有人肯定会反驳我的观点,答案是这样的1/3=0.3333333333... 1/3×3=0.999999...

这显然是不对的,1/3是数学中的一种计算,是将1分成3等分,从数学上来讲,理论上是可以分割的,所有你分成三分,得到的就是0.3333333333... =0.3+0.03333...=0.33+0.00333... ,再把三分拼起来就是1. 也就是1/3是无意义的,但是为了数学表示,就写成0.333...

但是,0.9999..... 则表示存在一个与1无限接近的数,这个表示无限趋近即1>0.9999..... ,而1/3得到的0.33333... 表示,可以无限趋近一个m,使得1/3=m,即0.33333... =m,而3×m=1>0.9999....。

如果是物理的方法来进行比较,0.999(9的循环)<1,数学上是可以认为0.999 (9的循环)=1

数学上为了计算,将同阶数同量级的无穷小定义为等价的,这个完全是为了计算。

观点3:极限只是用来解决数学问题,物理问题不能解决,即数学上:0.999 (9的循环)=1,物理上0.999(9的循环)<1

为什么我有这样的观点呢,

我们来聊聊费米悖论,费米悖论认为宇宙中既存在外星人,但又没发现外星人这种现象的矛盾。

实际上,费米悖论这里讨论的也是物理中的极限和数学中的极限问题。

从人类的量级上来看问题,1光年就已经很长,但是出现外星人的概率是怎么的算出来的?

是一系列假设概率的乘积,这就是数学中的极限问题。

但是,实际星球中的极大和极小是不能用数学的思想来分析的。

因为你认为的1光年,很可能是大尺度下的1mm。

因为得到的假设的概率也不准确。

所以,费米悖论是完全没有意义的。

不能将数学中的极限完全引入物理学中。

因此,我认为我提出的观点3是有一定参考价值的。


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