理发师会给自己理发吗?这个问题伟大的数学家都被问疯了


理发师悖论

今天和大家分享的小故事,主人公是一位理发师。


很久很久以前,在一个小镇上,只有一位理发师。

他理发有一个硬性规定“我只给不给自己理发的人理发”

故事讲完了,那么请你思考下这个理发师会不会给自己理发?

  • 若是他不给自己理发,那么他就会给自己理发

  •  若是他给自己理发,那么他就不会给自己理发

看到这大家,可能有些懵???

带着这个问号,我们来了解下故事背景,到底是谁先说出这个故事,又是说给谁听的。



 数学家

时间来到二十世纪之初,整个科学界都笼罩在一片喜悦祥和的气氛之中。

科学家们认为,数学的系统性和严密性已经完善,科学大厦已基本建成,再有什么新发现,也只是在一些小数点后面加几个数字而已。


然而好景不长,时隔不到两年,科学界就发生了一件大事。

德国的著名逻辑学家弗雷格在他辛辛苦苦研究康托尔的集合论,而且整理成书,准备出版领取稿费之时,收到了罗素的一封来信,信上的内容正是我们一开始说的小故事


弗雷格


这时的弗雷格真的是完全崩溃,自己辛苦多年,在名垂千史的之际,才知道自己所做的事,一开始就存在这么个错误。

但生活一样要过,稿费还是要拿,最后他只能在自己著作的末尾写道

一个科学家所碰到的最倒霉的事,莫过于是在他的工作即将完成时却发现所干的工作的基础崩溃了。

罗素算是,发现有些人为了钱可以什么都不要了,只能转头回去和康托尔说这个故事。


其实康托尔也已发现了自己的理论有这么一点瑕疵,但是别人因为这一伟大理论,都在夸他这么厉害。

想想看,谁能在这时候出来说,我错了,我的理论基础就没正确,而放弃这一伟大成就呢。

 

康托尔


而罗素又不停的追问康托尔理发师会给自己理发吗?康托尔又无法回答这一问题。

最终,数学家康托尔就这样疯掉了。



集合

那么这集合理论究竟有什么问题呢?


集合概念:数学中,把具有相同属性的事物的全体称为集合

集合特点:

  • 确定性——每一个元素都是确定的

  • 互异性——每两个元素都是不同的

  • 无序性——元素的排列是不分先后


举些例子

  • 集合A有三个元素a,b,c ,我们可以写成A={a,b,c}

  • 有一个集合B,B是所有偶数的集合,我们可以写成B={x丨x是偶数}

 

不止是字母和数字,男人也可以构成一个集合,但是美女是不能构成集合的,因为美不美不能确定,每个人的说法不一样,不满足集合确定性的特点。

 

对于集合来说,我们还要知道另外一种重要关系——属于或不属于

  • 拿集合B来说,2是偶数,所以2属于B,记作2∈B

  •  3是奇数,所以3不属于B,记作 3∉B

 

罗素那封信想说的其实是,康托尔的集合论面临着一个自相矛盾的问题。


罗素


现在定义一个新集合S  ,其中S={x丨x∉S},那么x∈S吗?!

  •  如果x∈S,那么x不满足定义,则x∉S

  •  如果x∉S,那么x就满足定义,则x∈S

都是要面子的人,不太好明说,就借着个小故事来尽情表达。



ZF公理系统

以上内容为第三次数学危机,为了解决这次数学危机,数学家们都在想着法子,解决问题。

  • 数学家策梅罗(Zermelo),提出了七条公理,建立了不会自相矛盾的集合论。

  • 数学家弗芝克尔(Fraenkel-Conrat,Heinz)在此基础上进行了改进,搭建起了无矛盾的集合论公理系统。

两位数学家的成果,就是江湖少传的ZF公理系统。


不过集合论的问题到目前为止仍未被完美解决,所以你回答不出最初的问题,也不要紧了。

但这并不影响集合论被人们称为人类纯智力活动的最高成就,同时,一门新学科《基础数学》作为此次危机的产物走进了科学。


三次数学危机都在提示着我们,在面对危机的时候,不该认为这是“危机”,而是新的突破机会来了。

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