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阿尔萨斯
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具有无穷小的连续统( continuum)或数轴

 
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回顾数学发展史,人们对(物理)连续统(Continuum)的认识不断深化,最后才将无穷小(Infinitesimals)逻辑地”吸纳”进连续统的概念。数学家们接受无穷小概念是长期而又痛苦的认识过程。

早在阿基米德(Archimede)时代,人们就使用无穷小的原始观念来进行几何量的“计算”(比如切线、面积与体积等)。经过历史资料的考证,“Infinitesismal(无穷小)”这个词是在1670年被德国大数学家莱布尼兹(Leibniz)首次使用。直到16世纪,SimonStevin引入”小数“(Decimal)表示法,为(实数)连续统(RealContinuum)奠定了基础。

实际上,莱布尼使在其著作中大量采用启发式的原则(heuristicprinciple)使用无穷小概念。整个18世纪,数学家们大量使用无穷小进行创作,取得了许多重要的研究成果,比如:欧拉(Euler)与拉格朗日(Lagrange),哥西(Cauchy)等。这一历史时期,数学家们弄清了函数的连续性(Continuity)概念。康托尔(Cantor)与德得金(Dedekind)发展一种较为抽象的连续统概念。Pauldu Bois Reymond写了一大批关于富有无穷小的连续统(”infinitesimal-enriched continua“(连续统的复数)》的学术论文,影响了一大批数学家,比如:Emile BorelThoral Skolem等。

1934年,Skolem创立”非标准算术“(Non standard arithmetic),打响了新世纪”非标准模型“的第一炮。紧接着,1961年,A. Robinson将非标准模型引入数学分析(微积分),创建了连续统的非标准模型。至此,基于超实数*RHyperreals)的”an infinitesimal-enriched continuum“(富有无穷小的连续统)终于建立起来了。

这一切有什么实际意义呢?设想,在初级中学教授物理学的”质点运动“内容,如果采用富有无穷小的连续统数轴,效果如何?说句不该我说的话,这种非标准数轴(包含无穷小数量)已经严格地确立起来了,用与不用是你的事情。数学并没有国界。在非标准微积分里面,数轴原点O变成了零的单子(Monad(0)),其无穷小的倒数集合叫”无穷大“集合,也叫”银河(Galax)。奇怪的是,这些”银河“相互不能”连通“,只能遥遥相望,牛郎织女,各处一方。且听下回分解也。



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