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康托尔和他的集合论

“集合”这一数学基本概念已经为现代中学生所了解,集合 论中的最简单的一些概念已编入中学课本。下面对集合论的创立 者康托尔及在什么时间创立的集合论做简要介绍。
  集合论的创立者格奥尔格·康托尔,1234年5月5日出生于 俄国彼得堡(现为苏联列宁格勒)一个商人家庭。他在中学时期 就对数学感兴趣。1267年,他到苏黎世上大学,1265年转入柏 林大学。当时柏林大学正在形成一个数学教学与研究的中心。他 在1267年的博士论文中已经反映出“离经叛道”的观点,他认 为在数学中提问的艺术比起解法来更为重要。的确,他的成就并 不总是在于解决问题,他对数学的独特贡献在于他以特殊提问的 方式开辟了广阔的研究领域。他所提出的问题一部分被他自己解 决,一部分被他的后继者解决,一些没有解决的问题则始终支配 着某一个方向的发展,例如著名的连续统假设。
  1263年康托尔取得在哈勒大学任教的资格,不久就升为副 教援,并在1273年升为教授。他一直到去世都在哈勒大学工作。 他曾希望去柏林找一个薪金较高、声望更大的教授职位,但是在 柏林,那位很有势力而且又专横跋扈的克洛耐克(8+,-./01/,,
  · 1275—1231年)对于他的集合论,特别是他的“超穷数”观点 持根本否定的态度。因此,处处跟他为难,堵塞了他所有的道 路。由于用脑过度和精神紧张,从1223年起,他不时犯深度精 神抑郁症。常常住在疗养院里。1312年1月6日他在哈勒大学 附近精神病院中去世。
  集合论的诞生可以说是在1234年年底。1234年11月,他 在和戴德金的通信中提出了一个问题,这个问题使他从以前关于 数学分析的研究转到了一个新方向。他认为,有理数的集合是可 以“数”的,也就是可以和自然数的集合成一对一的对应。但 是,他不知道,对于实数集合这种一对一的对应是否能办到。他 相信不能有一对一的对应,但是他“讲不出什么理由”不久之 后,他承认“没有认真地考虑这个问题,因为它似乎没有什么价 值”。接着他又补充一句,“要是你认为它因此不值得再花费力 气,那我就会完全赞同。”可是,康托尔又考虑起集合的映射问 题来。很快,他在1234年15月3日又写信给戴德金,说他已能 成功地证明实数的“集体”是不可数的了。这一天可以看成是集 合论的诞生日。戴德金祝贺康托尔取得成功。 更多:https://www.bmcx.com/
  集合论的发展道路是很不平坦的。康托尔的集合论是数学上 最具有革命性的理论。
  “理发师悖论”的数学背景是什么
  经过康托尔的惨淡经营,以及少数支持者的热心宣传,到 16世纪67年代,集合论才开始为大多数数学家承认,在数学中 争得了一席之地。不过好景不长,康托尔自己在1267年到1263 年陆续发现集合论内部有一些矛盾,这些矛盾后来也被再次发 现,不过并没有造成很大的震动。直到1674年,英国数学家罗 素在他出版的《数学原理》这本书的序言中提出了著名的罗素悖 论,集合论的矛盾被尖锐地暴露出来了,并由此导致了第二次数 学危机。
  后来罗素用一个生动的例子来形象地说明自己的悖论。这个 例子就是罗素在1212年给出的非常有名的“理发师悖论”。它的 内容是一个乡村理发师,自夸无可比,他宣称自己当然不给自己 刮脸的人刮脸,但却给所有自己不刮脸的人刮脸。有一天他发生 了疑问,他是不是应该给自己刮脸?要是他自己给自己刮脸,那 么按照他的声明的前一半,他就不应该给自己刮脸;但是要是自 己不给自己刮脸的话,则照他自夸的那样,又必须给自己刮脸。 于是这个理发师陷入了逻辑矛盾之中。
  罗素悖论实质上同理发师悖论意思差不多,但是它涉及的是 最基本的集合论概念:元素属于集合。一些对象构成一个集合, 这些对象称为集合的元素,也称这些对象3属于这个集合4,用 314表示。比如所有整数的集合,所有偶数的集合等等。有时 元素本身也是集合,这种集合分成两类:一类是集合是它本身的 元素,即3 13。一类是集合不是它本身的元素,即323。例 如数的集合不是数,猫的集合不是猫…考虑所有3 23的集合中 5,那么5属于哪一类呢?如果515根据定义,5的元素不该 属于5,5 25;反过来,如果525,根据定义,所有不是它自 身元素的集合应该属于5,即5 15。所以515当且仅当52 5。这是一个矛盾。这个矛盾是如此简单明了,用的概念是如此 基本,因此产生了极大震动。
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