答:在数学历史上,有三次大的危机深刻影响着数学的发展,三次数学危机分别是:无理数的发现罗素悖论、微积分的完备性、罗素悖论。
第一次数学危机
第一次数学危机发生在公元400年前,在古希腊时期,毕达哥拉斯学派对“数”进行了定义,认为任何数字都可以写成两个整数之商,也就是认为所有数字都是有理数罗素悖论。
但是该学派的一个门徒希帕索斯发现罗素悖论,边长为“1”的正方形,其对角线“√2”无法写成两个整数的商,由此发现了第一个无理数。
毕达哥拉斯的其他门徒知道后,为了维护门派的正统性,把希帕索斯杀害了,并抛入大海之中,看来古人也是解决不了问题时,先解决提出问题的人罗素悖论。
即便如此,无理数的发现很快引起了一场数学革命,史称第一次数学危机,这危机影响数学史近两千年的时间罗素悖论。
第二次数学危机微积分是一项伟大的发明,牛顿和莱布尼茨都是微积分的发明者,两人的发现思路截然不同;但是两人对微积分基本概念的定义,都存在模糊的地方,这遭到了一些人的强烈反对和攻击,其中攻击最强烈的是英国大主教贝克莱,他提出了一个悖论:
从微积分的推导中我们可以看到,△x在作为分母时不为零,但是在最后的公式中又等于零,这种矛盾的结果是灾难性的,很长一段时间内数学家都找不到解决办法。直到微积分发明100多年后,法国数学家柯西用极限定义了无穷小量,才彻底解决了这个问题。
第三次数学危机数学家总有一个梦想,试图建立一些基本的公理,然后利用严格的数理逻辑,推导和证明数学的所有定理;康托尔发明集合论后,让数学家们看到了曙光,法国科学家庞加莱认为:我们可以借助结合论,建造起整座数学大厦。
正在数学家高兴之时,英国哲学家、逻辑学家罗素,提出了一个惊人的悖论——罗素悖论:
罗素悖论通俗描述为:在某个城市中,有一位名誉满城的理发师说:“我将为本城所有不给自己刮脸的人刮脸,我也只给这些人刮脸。”那么请问理发师自己的脸该由谁来刮?
罗素悖论的提出,引发了数学上的又一次危机,数学家辛辛苦苦建立的数学大厦,最后发现基础居然存在缺陷,数学家们纷纷提出自己的解决方案;直到1908年,第一个公理化集合论体系的建立,才弥补了集合论的缺陷。
虽然三次数学危机都已经得到了解决,但是对数学史的影响是非常深刻的,数学家试图建立严格的数学系统,但是无论多么小心,都会存在缺陷,包括后来发现的哥德尔不完备性定理。
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有什么稳定方法可以生产逻辑悖论?在所谓公认的知识背景下,两个相互否定的命题(A和非A)可以相互推出,就构成悖论。如果说“有什么稳定的方法可以生产悖论”是讲悖论产生的条件的话,那么有两个条件,其一是自指,其二是否定自身。只要自己否定自己,就产生悖论。(悖论图片)
悖论可分两步来构造:第一步,构造一个自指与否定自身的语境;第二步,考虑否定自身。兹举例证如下:例1:如将语词分为描述自身和不描述自身两种(此为构造自指与否定自身的语境),考虑“不描述自身”描不描述自身(此为考虑否定自身)就产生悖论:如果"不描述自身”描述自身的话,那么因为它自身就是不描述自身,所以它不描述自身;如果它不描述自身,因为它自身就是不描述自身,所以它描述自身。
(曲折的悖论图片)
例2:如把话分为说自身真和说自身假两种(此为构造自指与否定自身的语境),考虑“说自身假的话”假不假(此为考虑否定自身)就产生悖论:如果它是真的,由于它说自身假,那么它真的是假的,所以它是假的;如果它是假的,由于它说自身假,那么它是假的是假的,所以它是真的。
例3:如把类分为属于自身的类和不属于自身的类两种(此为构造自指与否定自身的语境),那么考虑所有不属于自身的类构成的类属不属于自身(此为考虑否定自身)就产生悖论:如果所有不属于自身的类构造的类属于自身,那么它就不属于自身;如果它不属于自身,它就属于自身。
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