孔繁盛 王運貞
【摘要】0能不能做除數(shù),在數(shù)學(xué)教科書里總是把它說成“0做除數(shù)無意義”而被處以“死刑”.科技發(fā)展到21世紀(jì)的今天,這個古老而又基本的數(shù)學(xué)問題,是應(yīng)到了該解決的時候了.我認為應(yīng)把0從“0做除數(shù)無意義”中解放出來,這對于人類從理論上,從客觀上認識宇宙,具有很重要的意義.經(jīng)過我多年的探索和論證,將“0做除數(shù)有意義”的結(jié)論和想法寫出來,誠心與各界人士切磋,以求為祖國的數(shù)學(xué)事業(yè)的發(fā)展盡微薄之力.
【關(guān)鍵詞】“0” 做除數(shù);有意義;超限數(shù)論;∝ 是個數(shù) 參加四則運算
根據(jù)我多年的教學(xué)經(jīng)驗,我認為無論是從代數(shù)、幾何,還是從物理、化學(xué)、哲學(xué)的角度考慮,0是能做除數(shù)的.現(xiàn)在我把我的結(jié)論和想法寫出來,來和大家一起磋商和研討這個問題.
結(jié)論:00=∝∝=1(宇宙).
推論:1.∝A=∝ (無限) A∝(無限)=0.
2.A0=∝ (有限),0A=0.
想法:
1.我認為我的結(jié)論是宇宙間的一條公理.如果是公理,那么只能公認,不能證明.所以我這里用了“想法”這個詞,意思是說明這不算是什么論證,只算是一種論理.
2.我這里說的0,即為宇宙間的任意點,意義是無限小,他存在而不可達.我這里所說的∝ ,即為宇宙間無窮點的全體,意義是無窮大,它存在而不可越.這正好說明了宇宙的存在,并且只有一個.他是一個從無限小到無窮大的對立統(tǒng)一體.而我們正好生活在比0大而又比∝ 小的相對空間里.不管將來我們的文明人類(甚至多少個文明類聯(lián)合起來)從意念中認識到多大的宇宙空間,但這個空間同整個浩瀚宇宙比起來,仍然是極小的一部分.公式A∝(無限)=0就說明了這個問題.不管將來我們的文明人類在意念中認識了多么小的微觀世界,例如遺傳基因,但它的體積同無限小的0相比,仍然是無窮大.公式A0=∝就說明了這個問題.有人把探明基因的結(jié)構(gòu)比喻成登上月球,那么我們什么時候才能登上質(zhì)子,登上電子呢?比電子更小的物質(zhì)微粒又是什么呢?我看不管人類是向宏觀世界進軍,還是向微觀世界進軍,其難度都是一樣大的,他都決定于科技的發(fā)展與進步.
3.00=∝∝=1(宇宙)與AA=1及其推論的關(guān)系:對于00=∝∝=1(宇宙),無論是從0→∝ 不可越,還是從∝→0不可達,他都說明宇宙只有一個,并且宇宙是沒有中心的,也是沒有邊緣的,這是絕對的.而AA=1 和推論都是相對的,是既可達又可越的.例如前面說的A∝(無限)=0,這里的A代表了多大的宇宙空間數(shù)字??!但它和浩瀚宇宙相比,其結(jié)果仍然為0.這說明我們在0點里,可達.而公式A0=∝(有限),這里的A代表了多小的微渺空間微數(shù)啊!但它和無限小的0相比,其結(jié)果仍然是∝(有限).這說明我們在∝(有限)之外,可越.
4.我相信00=∝∝=1(宇宙)及其推論與初等數(shù)學(xué)的運算規(guī)律和高等數(shù)學(xué)的運算規(guī)律不會相矛盾.但我清楚地認識到,0做除數(shù)以后,特別是∝也作為一個數(shù)參加到數(shù)學(xué)運算中去,一定會給運算帶來一些新的問題,但這也不用怕,只要做一些新規(guī)定就可以了,問題總會解決的.我曾想把∝規(guī)定成一個最大自然數(shù),成不成,看大家認可不認可.這里最重要的是:0仍然是一個中性數(shù).應(yīng)承認0﹡∝=1(宇宙)即0和∝互為倒數(shù).
我們再來看結(jié)論00=∝∝=1(宇宙).既然0和∝都是數(shù),那么它們和其他數(shù)A也有共同的屬性,那就是任何兩個相同的數(shù)相除都等于1.只不過這里的1,從0和∝ 的定義看,也只能是宇宙1.這也是兩個特殊數(shù)的特殊性造成的,這是絕對的.再來看推論:1.∝A=∝(無限),A0=∝(有限);2.A∝(無限)=0,0A=0.由∝A=∝(個)得0=A∞=1∞(個) 即0﹡∝(個)=1.∵這里的∝是無限∝,根據(jù)0﹡∝=1(宇宙),∴∝(個)也是無限無窮.可看出,絕對無窮被一個常量去除,其結(jié)果仍然是一個絕對無窮.我們把∝A=∝(個)化成∝=A ﹡∝(個),可看出,任何一個常量與一個絕對無窮的積等于一個絕對無窮.由A0=∝(個),可看出任何一個常量除以0,都等于一個相對無窮.我們把A0=∝(個) 化成A=0﹡∝(個)可看出,任何一個常量都等于0與一個相對無窮的積.例如,我們設(shè)a、b是任意兩個不同的實數(shù),令A(yù)=︱a-b︱,則A0=︱a-b︱/0=∝(個),這和數(shù)軸上a與b之間有無窮個實數(shù),而這無窮個實數(shù)又正好與a與b之間所表示的線段上的無窮個點形成一一對應(yīng)的關(guān)系,完全統(tǒng)一,完全一致.如圖.(關(guān)于什么是絕對無窮,什么是相對無窮,請看我的第二篇論文《論“超限數(shù)論”的理論基礎(chǔ)》)關(guān)于A∝(無限)=0,我在想法2和想法3里已作了闡述.對于0A=0,大家一看便知,這里就不再細說了.
以上所談,我們可以看出,不管是結(jié)論還是推論,對于0和∞這兩個數(shù)參與數(shù)的四則運算,與初等數(shù)學(xué)運算規(guī)律和高等數(shù)學(xué)運算規(guī)律都不矛盾,并且是統(tǒng)一的,一致的.
5.從00=∝∝=1(宇宙)還可以看出,不論是0→∝還是∝→0都是表示的點,而這些點又都是表示的數(shù).所以,只要我們在宇宙間建立一個數(shù)軸,或一個什么數(shù)標(biāo)系,在規(guī)定上長度單位(這很重要),那么宇宙間的任何點與我們意念中的什么數(shù)都能建立一一對應(yīng)的關(guān)系.即點和點表示的數(shù)都有它特定的位置.從自然數(shù)、實數(shù)、復(fù)數(shù)、到三維向量空間,這一數(shù)的發(fā)展過程,不正說明了這個道理嗎?看來,數(shù)只有和點和形相結(jié)合,才是完美的完整的數(shù)學(xué).
6.說到這里,我要給“超限數(shù)論”提一個標(biāo)準(zhǔn).我看了2000年4月19日河北出版的《初中生周報》第二版“伽利略的難題”(看后面復(fù)印件)一文后,深有感觸,說康托爾抓住了“關(guān)鍵”——“一一對應(yīng)”.1,2,3,…與12,22,32…真的一一對應(yīng)嗎?同樣多嗎?在數(shù)學(xué)里的一一對應(yīng),其意義有二,下面我以實數(shù)與數(shù)軸上的點一一對應(yīng)為例來說明.
意義其一,實數(shù)是個無窮集,實數(shù)在實際生活中有它的特定意義,或表示長度,或表示面積、重量等.所以實數(shù)是數(shù),有數(shù)的特定意義和性質(zhì).
意義其二,數(shù)軸本身是一條直線,數(shù)軸上的點,是另一個無窮集.所以數(shù)軸和數(shù)軸上的點是表示幾何意義和性質(zhì)的.
顯然,數(shù)學(xué)里描述的一一對應(yīng)的兩個無窮集,其意義和性質(zhì)是完全不同的,是數(shù)與形的結(jié)合.
問題就出在這里,再來看1,2,3…與12,22,32…它們都屬于同一屬性的自然數(shù)集合,這樣搞一一對應(yīng)顯然是錯誤的.這里我再講一個與本文有關(guān)的故事:我1963年入邢臺市一中上高中,其間,我曾與數(shù)學(xué)老師宋成賓發(fā)生過一段爭論.宋在我的作業(yè)本上畫了兩條長短不等的線段說:“你說這兩條線段,那條線段上的點多.”我立即回答:“長線段上的點多.”宋說:“我說一樣多.你看,我在這兒找一光點,射這兩條線段,如圖,這不是一樣多嗎?” 我想了一下:“你那樣找光點,如果我用一束平行光線垂直照射,如圖,那么多余的部分應(yīng)怎樣解釋呢?”宋老師無言答對,最后我落了個“鉆死牛角尖”.為什么你用一種方法找到了一種“一一對應(yīng)”關(guān)系,而我用同樣的方法否定了你的“一一對應(yīng)”關(guān)系.你找到的就應(yīng)承認,而我找到的,有道理也不認可.最后用“只要找到就行”,硬把理奪去呢?現(xiàn)在看來,問題的“關(guān)鍵”還在“標(biāo)準(zhǔn)”.因為比較的兩條線段,都是由點組成的,屬于同一屬性的幾何點集.我們不能把這部分無窮點集與那部分無窮點集搞“一一對應(yīng)”.
那么能不能比較1,2,3…與12,22,32…; 與 的多少大小呢?答案是:肯定能.標(biāo)準(zhǔn)只有一個,數(shù)學(xué)里的一一對應(yīng).要比較1,2,3…與12,22,32…的多少,就把它們置于數(shù)軸之上,看它們在相同的數(shù)域里,誰的數(shù)多.顯然,在數(shù)軸的正半軸上,不管把數(shù)域擴展多遠,在同樣大的數(shù)域里,表示自然數(shù)的點總比表示平方數(shù)的點多得多.所以我們毫不客氣地說:“1,2,3…比12,22,32…多.”同樣我們把 和 也放在數(shù)軸上任何部位,都可以看出,線段a表示的數(shù)域要比線段b表示的數(shù)域小的多.數(shù)域小,與數(shù)對應(yīng)的點就少;數(shù)域大,與數(shù)對應(yīng)的點就多.所以,線段a上的點要比線段b上的點少.我們給這種比較法起個名字,叫做“數(shù)域比較法”.看來,“超限數(shù)論”的研究必須把數(shù)與形結(jié)合起來,否則,將不是一門完美的數(shù)學(xué).
對于“數(shù)域比較法”,我想其基本內(nèi)容應(yīng)當(dāng)有四點.其一,要比較兩條線段上含點的多少,要把它們放在數(shù)軸上,用實數(shù)域去比較.其二,要比較兩塊面積里含點多少,要把它們放在平面直角坐標(biāo)系里,用實數(shù)對(或復(fù)數(shù)域)去比較.其三,要比較兩塊體積里含點的多少,要把它們放在空間直角坐標(biāo)系中,用三個有序?qū)崝?shù)組(或三位向量域)來比較.其四,要比較一塊體積,一塊面積,一條直線之間誰含點的多少,那將是一個更加復(fù)雜,更加困難的數(shù)學(xué)方法問題.說復(fù)雜困難 ,意思是說應(yīng)承認0能做除數(shù).對這四個基本內(nèi)容,我想應(yīng)寫一本書,來專門闡述它.為了加深讀者對數(shù)域比較法和0與∝參與數(shù)學(xué)運算的理解,請看我的第二篇論文《論“超限數(shù)論”的理論基礎(chǔ)》.
7.由00=∝∝=1(宇宙)推想到的:既然宇宙是一個從0→∝的對立統(tǒng)一體,那么宇宙間的物質(zhì)就應(yīng)是從無限小的微粒到無限大的粒體構(gòu)成.“無限小”和“無限大”怎樣理解,這應(yīng)由天文學(xué)家、物理學(xué)家和化學(xué)家來推斷,來定義.而浩瀚的宇宙就應(yīng)是這些大小不同、性質(zhì)不一的物質(zhì)粒體的物質(zhì)實體.且不說這些大小不同的物質(zhì)粒體其本身性質(zhì)的區(qū)別和它們之間的聯(lián)系,但可懇切地說,它們都有一個共同的屬性,那就是運動.也正是有了這些運動的物質(zhì),才出現(xiàn)了各種形式的能,才形成了這個活生生客觀存在的過去宇宙,現(xiàn)代宇宙和未來宇宙.宇宙間的一切現(xiàn)象和存在,都是物質(zhì)運動的結(jié)果.光、電、聲、磁、場、星體、星云、“以太”等,無不是物質(zhì)運動的結(jié)果.沒有物質(zhì)的運動,就沒有我們居住的地球,也沒有現(xiàn)在這個生機勃勃的世界.更沒有我們現(xiàn)代的文明人類.如果說生命是物質(zhì)的高級運動,那么文明是物質(zhì)的超級運動.先有物質(zhì),后有精神.精神是物質(zhì)的超級運動,是后天形成的.我們驚呼:物質(zhì)萬歲!唯物論萬歲!沒有物質(zhì)和物質(zhì)的運動就沒有一切!
8.結(jié)語:0能不能做除數(shù),在數(shù)學(xué)教科書里總是把它說成“0做除數(shù)無意義”而被處以“死刑”.科技發(fā)展到21世紀(jì)的今天,這個古老而又基本的數(shù)學(xué)問題,是應(yīng)到了該解決的時候了.我認為應(yīng)把0從“0做除數(shù)無意義”中解放出來.這對于人類從理論上,從客觀上認識宇宙,具有很重要的意義.數(shù)是人類對客觀世界的抽象,反過來,他也反映和揭示了客觀世界.我認為我想的寫的是真理.“真理哪怕只見到一線我們也不能讓它的光輝變得暗淡.”可是自己的科技水平、數(shù)學(xué)水平有限,本文一般都是在自然數(shù)或正數(shù)范圍內(nèi)闡述的,只是一個框架.因此,我誠心希望貴刊貴報能全文發(fā)表我的稿文,引起爭鳴.好讓廣大的教師、數(shù)學(xué)界、科技界一起來法難,來充實完善,來認可.以求得祖國數(shù)學(xué)事業(yè)的發(fā)展,人類科技的進步.