科學中“0”究竟代表什麼?無限又是多大?

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在實際的生活中,數字0的含義十分豐富,在很多時候,0都用來表示沒有,其實,0還可以表示有。比如科學上的溫度為0℃,並不是沒有溫度,如果把它轉化為華氏攝氏,那0℃就相當於華氏32度。此外,數學上的數軸原點就用0來表示,也即是起點的意思。當然0有時候還可以表示精確度,如在近似計算中,或者物理上的估讀中,1。3cm與1。30cm表示的精確程度不同以及物理含義都不相同。

科學中“0”究竟代表什麼?無限又是多大?

其實,作為一個整數來說,數學上把0和自然數以及負整數一起合起來組成了整數,也就是整個整數集合中包含了0,但是需要注意的是0既不是正數也不是負數,同時0又是正數與負數間唯一的一箇中性數。中小學就在數學課上學過,0不能做除數,也沒有倒數,它的絕對值和相反數都是0,任意多個0相加和相減或者相乘都等於0。由此可見,0既特殊其實也很普遍。

科學中“0”究竟代表什麼?無限又是多大?

如果把數的範圍擴大到複數範圍,那麼0在複數中,它是最為特殊的一個數,它是唯一沒有定義的複數。所以不管是在實數範圍的數軸上,還是在複數範圍的複平面上,0都是原點,都是萬數的起點。可以說,沒有0的存在,也就沒有萬數的延續。另外,0是沒有對數的。

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我們知道在計算機科學領域使用的是二進位制演算法,而在二進位制中,0是一個基本數碼,另一個就是數1。無論是什麼數,一般都有確定的量,也就是說是有限的。但是,當一個數大到或小到不可計量時,它又是種什麼樣子呢?人類在長期的生活、生產和科研中,逐漸建立起了對以上兩種數的概念。一種是有限大,從0開始;另一種為無限,也許超越人類的認知。

科學中“0”究竟代表什麼?無限又是多大?

關於無限的認識發展,還得從很遠很遠的古時期說起,那時人類認為地球是整個宇宙的中心,而對地球的研究中,航海家經歷探索,測得地球的半徑為6370km,這一數字在當時人類的認知裡已非常龐大。16世紀,“日心說”的提出又將宇宙擴大,此時認知到以太陽為中心的太陽系,而太陽系的半徑為60億千米,大約是地球半徑的94萬倍。

科學中“0”究竟代表什麼?無限又是多大?

隨著科學技術的發展,人們藉助射電望遠鏡,又將宇宙的範圍再次擴大,擴充套件到了星系團、超星系團,甚至是總星系,它們的半徑都在百萬光年以上,這樣就出現了無限大的概念,數學上用“∞”這個符號來表示。其含義是比任何數都大的數。而此數其實是虛擬的,它不是一個確定的數,只是一個認知,超越基數的概念。

科學中“0”究竟代表什麼?無限又是多大?

在微觀世界,人類的認識也從分子到原子再到中子、質子、電子,然後是夸克……這樣就帶來了無限小的概念,而無限大和無限小都需要用無限數來表示。也許隨著科學的發展,將來的某一天人們發現無限大、無限小都將歸於0。0或許是宇宙萬物的起點,也是終點?

數字中的科學

小說

李慕南;姜忠喆

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