1+1=2為什么等于2而不是別的什么?
自然數(shù)公理化,最早于1881年,由美國數(shù)學(xué)家皮爾斯提出,定義如下:
1是最小的數(shù);
x+y,當x=1時,是下一大于y的數(shù),其它情況,是下一個大于x⁻+y的數(shù);
x×y,當x=1時,就是y,其它情況,為y+x⁻y;
其中,x⁻是上一個小于x的數(shù)。
因為,減法和除法分別是加法和乘法的逆運算(而且對自然數(shù)并不封閉),因此只需要公理化加法和乘法就可以了。
按照皮爾斯公理的定義,1+1是x=1的情況,它的值是下一個大于y=1的數(shù),即,2。
之后,1888年德國數(shù)學(xué)家戴德金,給出了另外一套公理:
設(shè)非空N,給定N中的一個元素e∈N,已經(jīng)N上的映射S:N→N,若滿足:
e不是S的值,即:e∉ranS;
S是單射,即:∀n,m∈N,(S(n)=S(m))⇒(n=m);
歸納原理,即,對于任意子集A⊂N,如果e∈N并且若n∈A則S(n)∈A那么A就是N,即:∀A⊂N,(1∈N)∧((1∈N)⇒(S(n)∈A))⇒(A=N),
則稱三元組(N,e,S)是一個自然數(shù)系統(tǒng),N稱為自然數(shù)集,e稱為初始元,S稱為后繼。
戴德金,從更本質(zhì)的層次,對自然數(shù)進行了公理化,可以通過這套公理,定義自然數(shù)的加法和乘法運算從而和皮爾斯公理等價。
但是,這個公理系統(tǒng)表示的有些復(fù)雜(當時數(shù)理邏輯語言才剛剛建立),于是,沒有引人們注意。
注:這里⊂是包含于,真包含于記為⊊。
緊接著第二年,即,1889年,意大利數(shù)學(xué)家皮亞諾,獨立于戴德金,發(fā)布了皮亞諾公理:
0是自然數(shù);
任意一個自然數(shù)n的后繼數(shù)n⁺任然是自然數(shù);
0不是任何自然數(shù)的后繼數(shù);
兩個自然數(shù)相等當且僅當它們的后繼數(shù)相等;
對于自然數(shù)集的子集A,如果0∈N并且若n∈A則n⁺∈A那么A就是自然數(shù)集。
很明顯,皮亞諾公理就是戴德金公理的簡化版本,因此也稱為戴德金-皮亞諾公理。
注:最早,皮亞諾用1作為最小的自然數(shù),并且將等價關(guān)系作為公理的一部分,上面是后來的改進版本。
用皮亞諾公理,定義自然數(shù)加法如下:
x+0=x
x+y⁺=(x+y)⁺
乘法如下:
x0=0
xy⁺=x+xy
利用上面的加法定義,證明題主的問題:
1+1=1+0⁺=(1+0)⁺=1⁺=2
以上不管是那個公理系統(tǒng)都是抽象的,在不同的數(shù)學(xué)領(lǐng)域有不同的實例,以皮亞諾公理為例有:
在最古老的算術(shù)下:
0=0
x⁺=x+1
在集合論下:
0=Ø
x⁺=x∪{x}
于是有:
1={0},2={0,1},3={0,1,2},...
丘奇數(shù):
0=λ.sλ.zz
x⁺=λ.xλ.sλ.zxs(sz)
于是有:
1=λ.sλ.zsz,2=λ.sλ.zs(sz),3=λ.sλ.zs(s(sz))
在范疇論下:
設(shè)C是一個范疇,1是C的終止對象,于是定義范疇US₁(C)如下,
US₁(C)的對象是一個三元組(X,0ᵪ,Sᵪ),其中X是C的對象,0ᵪ:1→X和Sᵪ:X→X都是C的態(tài)射;
US₁(C)的態(tài)射f:(X,0ᵪ,Sᵪ)→(Y,0ᵧ,Sᵧ)就是C態(tài)射f:X→Y,并滿足:f0ᵪ=0ᵧ并且fSᵪ=Sᵧf,
如果US₁(C)中可以找到一個初始對象(N,0,S),即,對于任意對象(X,0ᵪ,Sᵪ),有唯一的態(tài)射u:(N,0,S)→(X,0ᵪ,Sᵪ),則稱C滿足皮亞諾公理。US₁(C)中每個三元組對象都是一個皮亞諾公理系統(tǒng)。
可以證明這些實例都滿足皮亞諾公理定義的條件,因此這些實例都是良定義的。
(由于本人數(shù)學(xué)水平有限,出錯在所難免,歡迎題主和各位老師批評指正!)
二、1+1=2?哥德巴赫猜想
1、很多人不明白1+1=2為什么要被證明,這不是常識嗎?
然而這個問題背后大有來頭,看似簡單卻又奇妙無比。我來回答一下為什么1+1=2需要被證明,以及為什么這么難以被證明。
2、什么是“1+1=2”
所謂“1+1=2”,其實指的是哥德巴赫猜想,被稱為世界近代三大數(shù)學(xué)難題之一。
1742年,哥德巴赫突發(fā)奇想:“任一大于2的整數(shù)都可寫成三個質(zhì)數(shù)之和。”然而哥德巴赫自己卻無法證明,于是就給大名鼎鼎的歐拉寫了一封信,提出了他的猜想,希望歐拉幫助他解決這個問題。
然而偉大的歐拉面對這個奇妙猜想,一直到去世,也沒有辦法給出合理的證明。有意思的是,至今幾百年過去了,這道連小學(xué)生都能理解的題,卻難倒了天下所有數(shù)學(xué)家。
3、一個激動人心的事實
目前最接近完美證明1+1=2的人我國的著名數(shù)學(xué)家陳景潤先生,1966年,陳景潤證明了哥德巴赫猜想中的“1+2”理論。這個結(jié)論被稱為“陳氏定理”,將哥德巴赫猜想的證明大大地推進了一步。
注:在這之前,其他數(shù)學(xué)家曾從“1+n”逐漸證明到了“1+5”、“1+4”、“1+3”,這也叫篩選法。
而陳景潤的“1+2”與“1+1”僅差一步之遙。只要證明了“1+1”理論,哥德巴赫猜想便可以劃上一個完美的句號了。
然而,實際上我們距離這個問題的完美證明還有很遠的距離。
4、為什么難以被證明
很多人不理解為什么哥德巴赫猜想這么偉大,其實原因就在于這個猜想幾乎可以為所有大于2的整數(shù)定義。就相當于告訴世人,看,所有的整數(shù)都是由質(zhì)數(shù)構(gòu)成的。
而這,就好像在沒有顯微鏡的時候,突然有人提出原子是構(gòu)成所有物質(zhì)的最小要素一樣。
證明哥德巴赫猜想的難度,和要在沒有顯微鏡的情況下證明原子是構(gòu)成萬物的難度一樣。
5、寫在最后
在這個問題下面看到很多不友善的回答,希望題主不用理會,追求真理是一件偉大的事。不過好心提醒一句題主,不要試圖自己證明1+1=2,就算你宣稱自己證明成功了,多半還是難免被冠以民科的稱呼。
6、這個問題涉及到皮亞諾公理。
五個皮亞諾公理分別是:
(1)0是自然數(shù);
(2)每一個自然數(shù)a,都有一個確定的后繼數(shù)a',且a’也是自然數(shù);
(3)0不是任何自然數(shù)的后繼數(shù);
(4)不同自然數(shù)有不同的后繼數(shù),如果a、b的后繼數(shù)都是自然數(shù)c,那么a=b;
(5)如果集合S是自然數(shù)集合N的子集,且滿足兩個條件:Ι、0屬于S;ΙΙ、如果n屬于S,那么n的后繼數(shù)也屬于S;那么S就是自然數(shù)集,這條公理也叫做歸納公理。
這個公理的第五條描述的比較惡心。鑒于你這個問題我們就討論第二條就可以
第二條公理中,假設(shè)自然數(shù)1的后繼數(shù)為x',也就是說1+1=x'。然后我們就定義了x'叫做2,也就是說“1+1=2”;當然,你硬要定義為0也行,但是你就需要另外找一個名稱,來代替原來的0,不然就和公理(3)矛盾了。
所以1+1=2這是人為定義,無需證明,也無法推翻。如果1+1不等于2,毫不客氣的說,當前數(shù)學(xué)界百分之99以上的定理將全部崩塌,數(shù)學(xué)就要重新開始。
總結(jié):不過,1+1還有一個含義,是哥德巴赫猜想的究極體形態(tài)。這個猜想目前還沒有人可以證明,目前最好的證明是陳景潤的1+2,所以哥德巴赫猜想1+1目前還無解,我當然也提供不了任何解決的思路。
如您還有其他對特的見解,歡迎留言一起討論!
1+1=2為什么等于2而不是別的什么?
1+1=2背后代表的是自然數(shù)公理化的歷史。自然數(shù)公理化,最早于1881年,由美國數(shù)學(xué)家皮爾斯提出,定義如下:1是最小的數(shù);x+y,當x=1時,是下一大于y的數(shù),其它情況,是下一個大于x?+y的數(shù);x×y,當x=1時,就是y,其它情況,為y+x?y;其中,x?是上一個小于x的數(shù)。
為什么1+1=2而不是等于3、4、5、6、7……
屬于公理,屬于公理系數(shù)。孩子掰著手指開始學(xué)識數(shù)——1+1=2,2+1=3,3+1=4,4+1=5,6+1=7,7+1=8,8+1=9,9+1=10。雙手的手指都用完了,正好是10,這就是十進位制的來源。自然數(shù)的皮亞諾公設(shè)與加法定義:卡爾·亨佩爾在其論文《論數(shù)學(xué)真理的本性》中介紹了作為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的皮亞諾的...
1 1為什么等于2
1.因為2-1=1啊, 呵呵 2.因為1742年6月7日,德國數(shù)學(xué)家哥德巴赫在寫給著名數(shù)學(xué)家歐拉的一封信中,提出了兩個大膽的猜想:一、任何不小于6的偶數(shù),都是兩個奇質(zhì)數(shù)之和;二、任何不小于9的奇數(shù),都是三個奇質(zhì)數(shù)之和。這就是數(shù)學(xué)史上著名的“哥德巴赫猜想”。顯然,第二個猜想是第一個猜想的推...
1加1為什么等于2,而不是無限大,無限種可能?
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為什麼1+1=2而不是1+1=3??
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邏輯運算 1!=2 運算結(jié)果為1 為什么?
=2 和(1+1)==2 同是判斷語句 = 是賦值 ==是判斷是否相等 如果判斷是正確的 也就是說真 就會返回 一個值 1 假的話就是0 所以 1!=2 這個是對的 所以結(jié)果是1 x=(1+1)==2 運算優(yōu)先級 先算 判斷的, (1+1)==2 是正確的 所以結(jié)果是1 ,然后1 賦值給x了 x=1 ...
什么是1?1為什么不可以是"|"?2為什么不是"||"
1是一個符號,如果當初用“1”表示2,用“2”表示1,那么我們現(xiàn)在用的也不一樣了。之所以現(xiàn)在用的是阿拉伯數(shù)字,一方面是使用方便(不否認可能存在更方便的,但是它已經(jīng)足夠方便了),另一方面是習(xí)慣了,就像鍵盤上字母的排列方式,不是說沒有能使打字速度加快的排列方式,只是因為人們習(xí)慣了。
為什么1+1=2而不是=3呢?
[1] 因現(xiàn)今數(shù)學(xué)界已經(jīng)不使用“1也是素數(shù)”這個約定,原初猜想的現(xiàn)代陳述為:任一大于5的整數(shù)都可寫成三個質(zhì)數(shù)之和。歐拉在回信中也提出另一等價版本,即任一大于2的偶數(shù)都可寫成兩個質(zhì)數(shù)之和。今日常見的猜想陳述為歐拉的版本。把命題"任一充分大的偶數(shù)都可以表示成為一個素因子個數(shù)不超過a個的數(shù)...
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