Re: [其他] 為甚麼 1+1=2 要證明
※ 引述《china2025 ()》之銘言:
: 我不曉得有沒有po錯版
: 因為也許它是個哲學問題
: 但是我看它像是數學
: 所以來數學版問一下~
: 就是
: 1+1=2 為甚麼需要證明呢
: 謝謝
突然聽到 1+1=2 要證明,的確是有點沒頭沒腦的。要理解這件事,
就要知道數學的理想是
「所有宣稱的事情(定理),都能從有限多條基本假設(公設)出發,
用邏輯推得,而不依靠直覺判斷。」
只有「公設」(axiom,也翻成「公理」)是我們決定不再證明的基本假設,
其他都要證明。要強調的一點是,公設是「決定」的,
因此只要我們高興 (並且在邏輯上不產生矛盾),我們也可以考慮不同的公設。
從某個角度來說,數學就是探討「從一組給定的公設,能推導出什麼」的學問。
對於 1+1=2,一般人之所以會覺得它需要證明是莫名其妙,是因為它太簡單了。
但對數學家來說,簡單跟不用證明是兩回事。只要它沒有被當成公設,就要證明。
所以,重點其實不在於它要證明,而是我們想把它放在什麼樣的公設之上來證明。
一般來說,它是被視為正整數系統裡的一個事實。
而正整數系統就我的印象有兩種建立方式 (可能有不止兩種,只是我只聽過兩種)。
搜尋了一下....一種就是在推文中提到的,
由 Peano 提出的方法 (搜尋 Peano axioms):直接「假設存在一個集合,
稱為正整數集,滿足blahblah...(就是一堆公設)」。
然後定義 “+” (以及其他運算) 是什麼意思。
另外一種方法,對外行人來說更深奧,直接用集合論的語言來構造正整數系,
也就是說背後的公設就直接採用集合論的公設。
可以搜尋 Set-theoretic definition of natural numbers。
無論採用哪一種,只要決定好了,證明 1+1=2 就是一個「明確的習題」。
如果沒有講清楚,直接叫人證明 1+1=2,沒人知道要幹什麼。
最後應該要說一下,數學家去證明 1+1=2 這種顯然得不得了的事,
絕對沒有質疑它的意思。沒有人敢質疑它。反之,是把這個「一定要對」的事,
當成對自己的測試。為了完成開頭所提到的理想,
數學家必須挑戰自己能不能從邏輯上構造出一個系統,裡面包含這件事。
數學家在意的是怎麼建構系統,而不是 1+1=2 的正確性。
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