在庄子的智慧启迪下,我们深知生命的短暂难以触及永恒的壮丽,正如他所言:“夏虫不可以语于冰者,生命的尺度限制了视野的广度。”庄子深刻指出,“生之有涯,而知也无涯”,在有限的生命里,我们无法穷尽无边的知识海洋。
现在我们以“无穷大”为引子,“无穷”或“无限”,来自于拉丁文的“infinitas”,即“没有边界”的意思,它也是一个极为抽象的概念,想象一下以前我们小时候在地上玩的时候,比谁能画出最长的线条。一个画一条长的直线,另一个画了一条更长的曲线。看那个画的更长时我们都已经想无论线条多么复杂和曲折,都无法与无穷大相比拟。因为无穷大不仅超越了长度的概念,更是宇宙间最抽象、最庞大的象征。
面对“无穷大”,我们不禁想到:它到底是不是一个可以度量的单位?能否被视为某个特定数值的极限?在数学上,它与有限的大数是否有着本质的区别?这些看似简单的问题,都蕴含着挺深的哲学的。即使在我们大学的高等数学课程中,也可能难以得到全面而深入的解答。我们往往习惯于用有限的概念去理解无穷大,但无穷大的世界却与我们熟悉的日常世界在本质上截然不同。
在数学的领域里,无穷数列便是“无穷”的一个典型代表,像自然数数列1,2,3…它就像一条没有尽头的长河,数字可以永无止境地延续下去。在物理学这个探索世界本质的学科中,“无穷”也无处不在。
到1924年,数学家希尔伯特提出的旅馆悖论,描述了一个拥有无限个房间的旅馆,且所有房间都住满了人。这时,有一个新客人想要入住,按照常规思维,旅馆已经满员,无法再接纳新客人。但希尔伯特却提出了一个令人惊讶的解决方案:通过让1号房间的客人搬到2号房间,2号房间的客人搬到3号房间,以此类推,新客人就可以住进1号房间。这样,即使旅馆已经满员,仍然可以容纳新的客人。
通过房间号和客人的对应关系,悖论展示了无限集合之间可以建立一一对应的关系。在希尔伯特旅馆中,无论有多少客人到来,都可以通过重新安排房间的方式建立新的一一对应。这表明无限集合的大小不是通过常规的“数量”概念来衡量的,而是通过能否建立一一对应关系来判断。
悖论让我们重新审视对无限的理解。无限在我们的日常经验中是难以直观把握的,希尔伯特旅馆悖论以一种具体的情境将无限摆在我们面前,让我们不得不思考无限的本质和意义。它挑战了我们基于有限经验形成的认知模式,促使我们思考无限是否具有与有限不同的逻辑和规律。
当然无穷大在哲学和神学中也是被赋予了更广泛和深刻的含义。它可能代表宇宙的无限性或无限智慧等概念。这些领域的无穷概念往往超越了数学和物理学的范畴,更多地涉及人类对于宇宙、生命和存在本质的思考和探索。
可能宇宙的边界可能是无限延伸的,其中的星系数量、能量形式等可能也是无穷无尽的。尽管它无处不在,我们却难以真正捉摸这个“无穷”。
我们的思维是在有限的经验和感官认知基础上构建起来的。我们生活在充满限制的世界里,我们寿命是有限的,我们短暂的一生在历史的长河中不过是转瞬即逝;一天的时间也是有限的,只有24个小时,无论我们如何珍惜,时间都会慢慢的地流逝;我们居住的房间也是有限的,再大的房子也有边界。而“无穷”是一个没有边界的概念,这与我们习惯的有限模式背道而驰。
就好比我们很难想象一条没有起止点的直线。我们日常所见到的线条,无论是纸上画的线段,还是建筑中的轮廓线,都是有起止点的。这种有限的经验限制了我们对无限直线的想象,我们的思维难以突破这种固有的模式去真正理解“无穷”的概念。
数学,这个被认为是最精确的认知工具之一,在“无穷”面前也只是在不断地逼近。例如极限的概念,它是数学中用来处理“无穷”的一种方式,但也仅仅是一种近似。无论我们用多么大的数字去表示无穷大,它都不是真正的无穷。就像我们说一个数趋向于无穷大,可这个数再大,也与真正的“无穷”存在着本质的差距,这无疑限制了我们对“无穷”的深入理解。