任意相邻两个可区分数之间由无穷多的不可区分数填满,以这种可区分数与不可区分数交错往复的方式,我们可以再一次做到与直线上的所有点一一对应:
当然这里为图便捷,选择纵向的方式,并只展示了正方向上所有点对应的实数,负方向上的只需将“+”号变为“-”号即可。对,这些也是实数,也是能与直线上的所有点一一对应的实数,称为“隐实数”。
相对于元实数的荒芜,隐实数包含的信息稍微多了一点。元实数全部是0,根本不能标记出由点构造的线的长度,它提示的只是点与点之间最简单的相对位置,从一个点到另一个点,相应的就是从一个元实数到另一个元实数,没有额外信息。而隐实数中出现了不等于0的可区分数β和∞,我们将讨论范围限定在正方向上,即所有β都大于0,大于0就意味着这些数可以标记出大于0的长度。由此实现从元实数到隐实数,从不能标记有长度到能标记有长度的跨越。而β所标记的“有长度”都还只是有穷的,涉及无穷的,则交由∞来标记。于是从有穷到无穷,线段要多长有多长,相应的数都可以给它安排上。
有了元实数概念,就可以清晰地回答这样一个问题:在正方向上,第一个实数是0,那么紧挨着0的第二个实数是多少?——毫无疑问,是0+0;有了隐实数概念,就可以回答这样一个问题:大于0的最小可区分数是多少,或者说大于0的最小正数是多少,亦或者说无穷小是多少?
是紧挨着0的下一个可区分数:β₁。还有比它更小的非0正数吗?——没有了,它就是大于0的最小正数,它就是无穷小,在它前面比它小的,就是0以及收敛到0的不可区分数。但是这个收敛到0的不可区分数有无穷多,因为
β₁=0+0×∞,
也就意味着从无穷小到0之间还隔着无穷多个数,只是这些数在数值上并不大于0,而是等于0。如果不能理解元实数的话,这个确实也没法理解,也不好再多解释。
那么接下来的问题是,无穷小具体在哪个位置,或者说它既要比0大,又要尽可能的小,到底能有多小?——不知道,就目前来说隐实数所能提供的信息还不足以清晰地回答这个问题。
可以简单算一下:
β₁-0=0+0×∞-0=0×∞,
从0到β₁(即无穷小)中间隔着∞个点,即0×∞,但是0×∞=x,这个x并不是一个具体的数,而是一个抽象的数,它包含所有可能的数,其中包括无穷小,也包括0啊。如果0×∞=0,也就是说从0点经过∞个点之后,它还是收敛到0,还是一个以0为本数的不可区分数。这是允许的,它完全可以在下一个点、在下下一个点才收敛到。这就意味着,隐实数中所有可区分数之间的相对位置存在很大的不确定性,0到β₁之间,β₁到β₂之间,多一个点或者少一个点,多一个0或者少一个0都是合法合规的。你也可以将这理解为实数版的“越宏观越确定,越微观越不确定”。
为了便于操作,我们还是将有穷数中任意相邻两个可区分数之间间隔的无穷多个点,规整为一致的无穷多个,让它们列队时看起来整齐一些,像这样:
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