连续统假设(CH):一个不真又不假的数学命题
一般而言,在微积分学中,一个命题不是真的,就是假的,但是,也有不真又不假的命题。为什么?
在数学中,存在不真、不假的命题,这说明了什么呢?这说明我们的数学本身还存在某种未知的”缺陷“,暂时还不能对这类命题加以”鉴别“。
1878年,康托尔遇到一个问题:除了自然数可数无穷集合之外,实数集合是不是最小的不可数无穷集合?为此,康托尔费尽心思,想证明这个数学命题,但是,没有任何结果,由此,导致康托尔精神抑郁不振。
1990年,希尔伯特在巴黎世界数学家大会上,提出了著名的23个未解决的数学命题,其中第一个问题就是连续统假设(CH)的真伪问题,此举把全世界数学精英的目光凝聚在这个问题上。
1940年,哥德尔利用内模法证明在传统集合论的框架下,不可能证明CH命题是假的。在1963年,Paul Cohen利用力迫法(Forcing)又进一步证明了不可能证明命题CH是真的。至此,连续统假设CH成了”悬案“,一个既不真也不假的数学命题。
我们要问:实数集合在无穷集合世界中占有什么地位呢?实数集合是不是最小的无穷集合?对此,众人至今存在不同的看法。不少人认为,比实数集合小一点的无穷集合(但是又不是太小,退化为可数集合)应该是存在的。不过,这只是一种良好的愿望而已,因为,始终拿不出证据来。有人赞同康托尔的猜想CH,但是,也无奈拿不出事实证据。是是非非,菲菲是是,没有定论。
无穷小微积分的建立并不涉及连续统假设的真伪,可以远离CH命题的学术争论。这里,我想介绍一本有关非标准分析的学术著作”黄皮书“给大家研读。在我们国内,该书已经有了纸质影印版,叫”超实讲义“,出本者:国际图书出版公司,出版时间:2011年4月1日,全书289页,网购定价每本31.20元人民币。作者是新西兰学者歌德布拉特(Robert Goldblat),英文书名为”Lectures on the Hyperreals”(An Introduction to Non Standard Analysis),是一本内容丰富的高年级研究生用书。
实际上,无穷小微积分不是内容对与错的问题,而是我们理解不理解、敢用不敢用的问题。在微积分教学与工程实践的过程中,我们无法拒绝无穷小的诱惑力。有人想把无穷小“搁置”封存起来,那是没有道理的。