前两天翻康托尔的集合论,又被希尔伯特那个旅馆实验逗乐了。一家旅馆房间号1、2、3……一直排到无穷,已经客满,这时再来一位客人,按日常直觉满房就是没戏。但无穷集合不这么讲道理——让1号挪到2号,2号挪到3号,n号挪到n+1号,客人一个没少,1号房就空出来了,新客住进去,齐活。
更绝的是后续。假设门外不是一个人,而是无穷辆巴士,每辆也坐了无穷个客人,照样能全塞进去:把现有客人安排到2、4、8……这些2的幂次房,腾出所有奇数号,再用素数幂次把每辆巴士的客人分进去。有限世界的排布逻辑到这里彻底失灵。
希尔伯特拿这个例子,就是想给大家一个抓手去理解"可数无穷"和"有限"根本不是一回事。基数这个概念,没点反直觉的铺垫真进不去脑子。数学好玩就好玩在这些地方