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理查德悖论

王朝百科·作者佚名  2010-04-01  
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理查德悖论法国第戎中学教师理查德在1905年发表了一个悖论,大意如下:法语中某些片语表示实数,比如“一个圆的圆周与直径之比”就表示实数π。法语字母也象英语字母一样有一定的顺序,所以我们可以把所有片语按照字母顺序排列,然后按照片语中字母的多少排列,少的在前,多的在后。这样我们把能用片语表达的实数排成一个序列,al,a2,a:,……。于是就得到了所有能用有限多字(字母)定义的数了。它们构成了一个可数集合E。现在我们提出一个规则把这个序列改变一下造成一个数来:“设E中第n个数的第n位为p,我们造一个实数如下:其整数部分为0,如果p不是8或9;其第n位小数为p+1,要是p是8或9的话,则第n位变成1”。这个实数显然不属于E,因为它和E中每个数都不一样。但是它们却可以由上面有限多个字组成的话来表示,因此应该属于E,这就出现矛盾。

悖论的解决理查兹悖论并不是真正的悖论。在悖论排列定义时一个关键的、但是没有提到的假设被忽略了。

我们说到列举整数得着算术特征,也就是说设计加法、乘法等的特征。但是后来我们却在这些加进去了一个关于算术特征编号的特征。一个数字是否理查兹性不是我们本来打算列举的特征之一,因为这个定义是关于一个描述的字数等等的元数学写法。

因此要解决这个悖论我们需要区分数学(比如算术)和元数学(比如一个定义的写法)。

“把所有片语按照字母顺序排列”,是不可能组成有限集合的。编辑此集合时,也就是完成此集合前,法语:“集合E”无意义。因此不存在包含“集合E ”的代表实数的片语。

而在此集合出现后,集合E,出现意义,则原有集合已不符合编制集合的要求。必须编制新的集合。新集合包含全部含有“原有集合E” “集合E”的片语。

但在新集合完成后,原本无意义的词“第一次修改过的集合E”,出现实际意义,则必须对集合进行第二次修改。

如此循环,满足于 “把所有片语按照字母顺序排列”的集合,必须为无限集合

且集合中包含含有如下词条的全部片语:

“集合E”

“原有集合E”

“第一次修改后的新集合E”

“第二次修改后的新集合E”

……

“第N次修改后的新集合E”

包含这些词条的全部片语,必定包含悖论中所造的实数。集合包含此实数。关键是这个集合不可能是可数集合

 
 
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