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可是,这里存在着与矛盾律无法容忍的背离,消除这一背离的需要迫使我们发明数学连续统。
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因此,我们不能不得出结论:这一概念完全是由心智创造的,但是经验为它提供了机会。
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我们无法相信,等于第三个量的两个量彼此不相等,以致我们可以假定,尽管A不同于B,B不同于C,但是由于我们的感官不完善,不容许我们区别它们。
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数学连续统的创造。第一阶段。迄今为止,为了说明事实起见,只要在A和B之间插入几项就足够了,这几项依然是离散的。如果我们求助于某些工具以弥补我们感官的软弱无力,例如我们使用显微镜,那么现在会发生什么情况呢?像以前不可区别的A和B项,现在也似乎可以区分了;可是,在现在变得可区分的A和B之间再插入一个新项D,则我们既不能把它与A区别开来,也不能把它与B区别开来。除非使用最完善的方法,我们经验的粗糙结果将总是呈现具有内在矛盾的物理连续统的特征。
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只有在已经区分开来的项中连续不断地插入新项,我们才能摆脱它,而且这一操作必须无限期地进行。如果我们能够想象某种威力充分强大的工具,足以把物理连续统分解为离散的元素,就像望远镜把银河分解为恒星那样,我们就可以设想中止这种操作。但是,我们不能想象这一点;事实上,我们正是用眼睛观察显微镜放大了的图像的,因此这个图像必然总是包含着视觉的特征,从而包含着物理连续统的特征。
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直接观察到的长度和用显微镜放大一倍的这一长度之半无法区分。整体与部分是齐性的;这是一个新的矛盾,或者确切地讲,如果假定项数是有限的才是这样的;事实上,很清楚,包含比整体少的项的部分不可能相似于整体。
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当项数被认为是无限时,矛盾就不存在了;例如,没有什么东西妨碍人们认为整数的集合相似于偶数的集合,虽则偶数只不过是整数的一部分;事实上,每一个整数都对应着一个偶数,即对应着整数的倍数。
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但是,心智被引导创造出用无限数目的项形成的连续统的概念,这并不仅仅是为了避免包含在经验材料中的这种矛盾。
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一切都像在整数序列中发生的一样。我们有能力设想,一个单位能够加到多个单位的集合中;多亏经验,我们才有机会训练这种能力,我们逐渐意识到它;可是,从这时起,我们感到我们的能力没有限度,我们能够无限期地数下去,尽管我们从来还没有数过多于一个有限数目的对象。
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同样地,只要我们被诱使在一个级数的两个相继项之间插入中间项,我们便发觉,这种操作能够超越所有限度而继续下去,也就是说,没有停止的固有理由。
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为简便起见,让我把按照与可通约数的标度相同的规则形成的项的每一个集合称为一阶数学连续统。如果我们进而按照形成不可通约数的规律插入新的步骤,我们将会得到我们所谓的二阶连续统。
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第二阶段。迄今,我们仅仅是迈出了第一步;我们说明了一阶连续统的起源;但是,有必要看到,为什么甚至连它们也不是充分的,为什么必须发明不可通约数。
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如果我们试图想象一条线,那么它必须具有物理连续统的特征,也就是说,除非具有某一宽度,否则我们将无法描绘它。于是,两条线在我们看来似乎形成了两条狭带,如果我们满足于这种粗糙的图像,那么显而易见,若两线相交,则它们将拥有公共部分。
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可是,纯粹几何学家却做出进一步的努力;他完全放弃了感官的帮助,试图达到没有宽度的线的概念、没有广延的点的概念。他只有把线视为不断变窄的带子的极限,把点视为不断缩小的面积的极限,才能够得到这个概念。其次,不管我们的两条相交的带子多么窄,它们总有公共的面积,带子越窄,面积越小,它们的极限将是纯粹几何学家所谓的点。
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这就是人们说两条相交的线具有公共点的原因,这个真理似乎是直觉的。
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然而,如果线被设想为一阶连续统,也就是说,在几何学家所画的线上只能找到具有有理数坐标的点,那它就含有矛盾。例如,只要人们坚持直线和圆的存在,则矛盾是很明显的。
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事实上,很清楚,假如唯有其坐标是可通约数的点才被认为是真实的,那么正方形的内接圆和这个正方形的对角线便不会相交,因为交点的坐标是不可通约的。
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这还不可能是充分的,因为我们以这种方式得到的只是某些不可通约数,而不是全部不可通约数。
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可是,设想一下一直线分为两条射线。每条射线在我们的想象中似乎都是某种宽度的带子;而且,这两条带子将相互叠加,由于在它们之间必须没有空隙。这个公共部分在我们看来好像是一点,当我们力图把带子想象得越来越窄时,该点将总是保留着,以至于我们承认,若一直线被切割为两条射线,则它们的公共边界是一个点,这是直觉的真理;在这里我们辨认出戴德金(Dedekind)的概念:不可通约数被视之为两类有理数的公共边界。
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这就是二阶连续统的起源,这恰恰是所谓的数学连续统。
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摘要。简而言之,心智具有创造符号的能力,从而正是心智,构造了只是符号特殊系统的数学连续统。其能力只是受到避免所有矛盾的必要性的限制;但是,只有经验向那里给心智提供刺激物,心智才能利用这种能力。
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在所考虑的情况下,这种刺激物是从感觉的粗糙材料中引出的物理连续统的概念。不过,这个概念导致了一系列的矛盾,必须使我们自己相继从这些矛盾中摆脱出来。照此办理,我们势必想象越来越复杂的符号系统。至今,我们在其中停下来的系统不仅无内部矛盾(在我们经过的所有的阶段已经如此),而且与各种所谓的直觉的命题也无矛盾,这些直觉命题是从或多或少经过提炼的经验概念中推导出来的。
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可测量的量。迄今为止,我们所研究的量都不是可测量的;我们固然能够说这些量中的一个给定量是否比另一个大,但却不能说它是否比另一个大一倍还是大两倍。
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截至目前,我仅仅考虑了我们的项排列的顺序。可是,就大多数应用来说,这并不充分。我们必须学会比较把任何两项分开的区间。只有在这个条件的基础上,连续统才会变为可测量的量,算术运算才是可应用的。
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这只能借助新的、特殊的约定来进行。我们将公认,在这样的情况下,A项和B项之间的区间等于C项和D项之间的区间。例如,在我们的著作的开头,我们曾从整数的标度开始,我们设在两个相继步骤之间插入n个中间步骤;好了,这些新步骤根据约定将被视为是等距离的。
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