摘 要:無窮小量屬于級數(shù)數(shù)列的無窮小項(xiàng),但極限不屬于級數(shù)數(shù)列的項(xiàng),極限是數(shù)列所體現(xiàn)的數(shù)集所不能達(dá)到的界限。無窮小以及余數(shù)無窮小仍屬于一個(gè)(不可預(yù)測的)數(shù)域,所以,極限和無窮小是兩個(gè)不同的數(shù)和數(shù)域。
關(guān)鍵詞:數(shù)域 數(shù)集 極限 無窮小量 余數(shù)無窮小量
引 言
本文相繼《論極限概念的狹義性及極端猜想》,把數(shù)列化為數(shù)集的表達(dá)形式,引入余數(shù)無窮小量的概念,論述了極限和無窮小量的關(guān)系,理論繼續(xù)表明,極限概念具有局限性,仍沒有很好的解決無限問題。
一、無窮小連和極限0的關(guān)系
《論極限概念的狹義性及極端猜想》一文,只是以類似日取5分的級數(shù)數(shù)列的有限項(xiàng)化為小數(shù)形式,論述了無窮小量與極限的關(guān)系,用無窮小量屬于半有理數(shù)的性質(zhì)證明了極限是0,并不可能說明無窮小量就是0的觀點(diǎn)。
這里仍然以日取5分的問題為例來論述無窮小量和極限的關(guān)系。
在不影響無限性質(zhì)的最小數(shù)的假設(shè)、無限循環(huán)小數(shù)的末尾數(shù)的表達(dá)以及半有理數(shù)的定義的基礎(chǔ)上,是可以比較某些無窮小量的大小的。
例如,0.999……9視為最大的純小數(shù)。0.000……1視為最小的小數(shù)(正數(shù))以及把999……9視為最大的奇數(shù),把1000……0視為最大的偶數(shù)(及自然數(shù)包括正整數(shù))。
比如日取9分的無窮小量和日取5分的無窮小量做比較,很明顯日取9分的無窮小量要大于日取5分的無窮小量。即日取9分的余數(shù)無窮小量要小于日取5分的余數(shù)無窮小量。
根據(jù)其規(guī)律,日取9分,日取8分等的余數(shù)無窮小量都要小于日取5分的無窮小量。理論上,日取9分的余數(shù)無窮小量也可當(dāng)做日取5分的極限。也就是說,無窮小量雖然是個(gè)數(shù)域,數(shù)域之間也是存在絕對性的大小差別的。所以,從這個(gè)性質(zhì)來分析,類似日取5分的極限是0就存在極大的不準(zhǔn)確性,極限也不是唯一的。
(二)極限在應(yīng)用中的問題。極限概念拓展到微積分也是存在問題的,可以把微分和微積視為極限概念在實(shí)際中的應(yīng)用。比如切線的定義,動點(diǎn)無論以什么樣的方式沿曲線運(yùn)動,其極限都是切線,但由于靠近定點(diǎn)的方式都不是相同的,距離定點(diǎn)的余數(shù)無窮小是不同的,所謂的切線就不是十分確定的,是一個(gè)區(qū)域性質(zhì)。所以,用極限來定義切線同樣是模糊的。
同樣,類似于同等高度的物體的平拋運(yùn)動,現(xiàn)代理論所描述的同時(shí)落地的問題,無論初速度是不同的還是質(zhì)量是不同的都必須是同時(shí)落地,這類問題也是可以用極限的數(shù)學(xué)形式來證明。也就是說極限概念的局限性也影響了物理問題的正確性。
也就是說,極限概念的引入,在解決實(shí)際問題時(shí)仍然存在模糊的性質(zhì),甚至是錯(cuò)誤的。
(三)無限的不可測性。理論上,無限是不可測的。而且用科學(xué)的方法解決無限問題也是有局限性的??茖W(xué)是具有可證偽性的,雖然無限不屬于不可證偽的問題,但是無限具有無法證偽的性質(zhì),因?yàn)榭茖W(xué)是人類的產(chǎn)物。人類的能力是有限的,以有限的能力解決無限的問題必將存在模糊不清甚至錯(cuò)誤的判斷方法及操作過程。所以,數(shù)學(xué)和科學(xué)一樣,在無限的問題上是可以假設(shè)最小概念的,在最小的假設(shè)的基礎(chǔ)上來總結(jié)出較為完美的宏觀理論。而微觀的人類沒能力直觀的無窮小領(lǐng)域,是要靠遵循宏觀規(guī)律來推理的,而不是勉強(qiáng)的形式描述。
如果說,科學(xué)必須具備數(shù)學(xué)模型來輔助,那么根據(jù)《自由運(yùn)動論》的相關(guān)理論,自然規(guī)律必須是一樣的,不存在宏觀和微觀的區(qū)別。所以現(xiàn)代科學(xué)中宏觀和微觀規(guī)律的不統(tǒng)一,與數(shù)學(xué)的有限和無限的不統(tǒng)一如出一轍的存在錯(cuò)誤。是說,在《自由運(yùn)動論》的基礎(chǔ)上,物理學(xué),科學(xué)必須存在一個(gè)規(guī)律,而數(shù)學(xué)也必須存在一個(gè)規(guī)律,無限和有限必須遵循一個(gè)規(guī)律。
四、結(jié)論
無窮小量和極限的引入并沒有很好地解決無限問題,甚至存在錯(cuò)誤。只有在不影響無限性質(zhì)的基礎(chǔ)上,繼續(xù)引入最小數(shù)、半有理數(shù)、無限循環(huán)小數(shù)的末位數(shù)的表達(dá)形式以及余數(shù)無窮小量等概念,才有可能輔助極限概念比較清晰、合理地描述部分無限問題。
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