如果時間無限能不能寫完0~1之間的所有實數?

【請不要說紙不夠長之類的】換句話說,可不可以理解為雖然實數為n個且趨近於無窮大,但是我可以把時間取為更大一些的n+1,使得lim(n+1
)n趨近正無窮 結果為1,也就是可以寫完所有實數

有點亂,如果有大神懂了我想問什麼請幫忙修改


不可以

但是如果時間無限,可以"寫完"0~1之間的有理數

可數和不可數的區別


這裡牽扯到兩種無窮,一種是可數無窮,一種是不可數無窮。不可數無窮是一種比可數無窮大得多的無窮。0到1之間的所有有理數有無窮多個,但是這個無窮是可數無窮,也就是可以數得過來,但是0到1之間所有的實數的無窮是不可數的。事實上,0到1之間的實數跟從負無窮到正無窮之間所有的實數的個數是一樣多的。所以如果你能寫完0到1之間所有的實數,你就可以寫完所有的實數。這兩種無窮之間的區別最早是康托爾發現的。我覺得就算是有再多的時間,也只能寫出可數個數,也就是頂多能寫出一個有理數集合,要想寫完不可數集合是不可能的。

參考:

連續統假設

格奧爾格·康托爾

希爾伯特旅館悖論


關鍵點在於:無窮大與無窮大之間也有大小之分。舉個通俗的例子就是:自然數的個數 = 整數的個數 = 有理數的個數 &< 實數的個數。

0~1之間的實數是一個實數集合

然後,假定你寫一個數需要1/K秒(K不妨去一個很大的數,而且不變),那麼你就在0,1/K, 2/K....都可以寫出一個數來。這個集合與自然數的集合一樣大。

所以,你不可能寫完。


度娘關鍵詞:康托 對角線 一一對應


你怎麼就不明白呢,你可以寫完的都是有限的,什麼時候觀測都是有限的,無限只存在於思維。如果永遠寫下去,那麼這列數也是可列的,不可能表示所有實數。


時間無限 和 寫完 這 兩個概念矛盾


你第一個數打算寫什麼??!


其實已經有大神說了這個是無窮大的基數問題,這個知識點也算是比較簡單,所以大神作答也很隨意。但是看題主用極限來衡量這個無窮大的基數大小,大概是還沒學到基數這個知識點。我就用啰嗦點講下:

題主的問題簡單來說就是兩個無窮大集合怎麼比較大小,只要理解這個就行了。

首先考慮自然數和正偶數,這兩個都是無窮集合,那麼哪個更大?乍看來好像所有的正偶數都是自然數,當然自然數更大,但是

一個是 1 2 3 4 ······ n ·········

另外一個是 2 4 6 8········2n ·········

這兩個集合是一一對應的,數目是一樣大的,這就是無窮集合直接比較大小的方法。

其他還可以想自然數和平方數n^2,自然數和整數,自然數和有理數的大小比較上也是一樣的(這些都是一樣大的)。如果能想通這些,就有了無窮集合大小比較的概念了。

但是實數的話就是另外一回事了,實數是沒有可數性(像自然數那樣能一個不漏的排成一列來數)的,實數的無窮大小是遠大於自然數的無窮大小的,具體就不展開了,網上和書上可以找到各類實數基數比自然數基數大的證明。

回到原題,如果把寫數定義為每秒寫一個數,像自然數能排成1,2,3,4······跟時間這一秒秒數是一一對應,是同等大小的無窮,所以自然數是能這樣寫的,但是實數沒有可數性,基數(無窮的大小)比自然數基數大,也就比「寫數這個時間」「的基數大,找不到實數和寫數的一一對應,所以實數寫不完。


一直在寫,算不算「寫完」……


可以證明,假設你寫完了,一定存在一個實數是你沒寫到的。

不妨假設你一秒寫一個,這和什麼光速之類的是等價的,相較於宇宙之無窮,速度快上幾億億倍是沒意義的,不考慮相對論效應。

假設你第n秒寫下了Xn,我們把Xn展開成二進位小數,即0.0101101....,每個Xi都對應一個二進位展開。現在,我說,有一個實數必定是你沒有寫出來的。

考慮小數x,它的第i位與你寫的xi的第i位相反。例如,若xi的第i位是1,則x的第i位就是0。那麼我說這個x與你寫的任何一個都不同。想想為什麼。

所以,這個x是你從未寫出來的。

因此,寫完所有的實數是不可能的。


當然寫不完啊。


當然不能,寫數說明能寫出可數可列個數,這個無窮大是最小的一個無窮大。實數的無窮大比可數可列的無窮大要大。你可以理解為,時間無限,你能寫出所有的整數,自然數,有理數,但是,你寫不出所有的實數。因為實數的無窮大比有理數的無窮大要大。具體證明,康託大神已經給出。


1.在任何情況下,能不能寫完0~1之間的所有實數? 不能

2.如果時間無限,能不能寫完0~1之間的所有實數? 不能,加了限制條件不是反而 更加不能嗎?


哈哈,他們都說錯了,你當然可以寫完了

為了你好理解,如果把時間和溫度做對應,假設5分鐘水燒開至100°

五分鐘這個時間區間也就是0分鐘-5分鐘其中是無限的

0°-100°也是無限的,你可以想像如果把0°-1°無限除以2可以得到無限的數字,也就是隨著時間曲線的上升,溫度也在不斷上升,所以2個無限是有對應關係的。如果假設把樓主加速到光速(在不氣死愛因斯坦的情況下),樓主是可以數完0-1之間的數的。

你還記得函數關係圖吧?

(自己畫的,忽略畫的難看和不標準。。。我只是想表明意思,如果有強迫症的,你可以幫我畫一個標準的)樓主可以通過上圖看出時間0-5min是無限接近於5min的其中經歷了4.5min4.55min4.555min......

樓主再看溫度,0-100°是無限接近與100°的,99.5°99.55°99.555°

而他們之間呈現了一個函數關係對應圖

也就是說,如果樓主縮小且加速為光,你看到的溫度就是一個無限突破另一個無限的過程,如果你有雅興拿筆記錄下來,當然是可以寫完的(足夠長的紙)

(PS 一條直線上可以找到無數個點,就有無數個對應關係,但最後會達到100°所對應的5min)

如果向他們說的數不完,那水永遠都不會燒開了


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