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人类数学史上出现的三次危机,最后一次危机至今仍未解决!

科学原理 2026-04-12 菜科探索 +
简介:

【菜科解读】

我们从小就会接触到数学,甚至两三岁的时候爸妈就会教我们数数,简单的加减法。

人类也是如此,人类诞生之后,就开始了对数学的研究。

据研究考证,人类最早的计数方式是结绳计数,这也是人类对数学研究的雏形,简单粗暴,但也很明了。

古人类对数学的研究都怀有一种朴素的观念,在数学体现出来的就是朴素的整数观,认为整数可以代表世界上的所有事物,这也符合人们的日常生活经验,毕竟人们每天看到的都是可具体化的整数,而分数也是广义上的整数。

但是,随着人类对数学的深入研究,一个颠覆性的变革开始了,这个变革源于人们发现了直角三角形的斜边长度与直角边的关系,也就是后来的勾股定理。

人们发现,如果直角边的长度为1,那么斜边的长度就显得很诡异,长度为根号2。

但是当人们计算根号2时,一下变得狂躁起来。

人们发现根号2太长了,不管计算多长时间,都计算不完。

而根号2也是人类发现的第一个无理数。

无理数的发现彻底颠覆了人们对数学的朴素认知,彻底颠覆了整数代表的和谐和自然美。

人们并不想承认根号2的存在,但现实就摆在那里,于是人们开始对无理数进行了深入研究。

这个时候,一个著名的悖论,芝诺悖论就出现了。

话说有一只乌龟和你赛跑,你的速度是乌龟的十倍。

由于乌龟跑得很慢,公平起见,让乌龟在你前方10米的地方开始跑。

如此一来,当你跑10米的时候,正好跑到乌龟之前的出发点,这时候乌龟跑1米。

而当你跑1米的时候,乌龟跑了0.1米。

如此这样下去,你永远在乌龟后面,因为你到达的地点一直都在乌龟之前到达的地点。

但是我们都知道结果不是那样的,你很快就会超过乌龟。

为何会出现如此大相径庭的结果?

芝诺悖论让人们不得不重新思考无穷的概念,人们当然知道芝诺悖论肯定在某个地方存在着弊端。

把一段线段进行无限分割势必需要无穷多的时间,但是我们的时间并不是无限的,而是有限的,也就不可能在有限的时间里做无穷多的事情,如此一来就不会陷入总是追赶乌龟跑过的路程。

这种对无穷的理解让当时的人们化解了第一次数学危机,一直持续了上千年,直到牛顿和莱布尼茨的出现。

两人一起发现了微积分,这里就不讨论到底是谁先发现的了。

微积分的出现,让当时的人类可以更好地解决很多看似不可能解决的问题,比如说测量弯曲图形的面积,还有曲线的长度。

微积分的思想是建立在无限细分后再整合的思想上,这种思想里总是有无限逼近零的概念。

无限小和零到底有什么关系?当时的人们弄不清楚,很多时候甚至直接把无限小等同于零,但并不知道其中的数学含义。

举个例子,一条斜线,我们该如何计算曲线上某个点的切线斜率呢?可以这样做,在这个点旁边设定一个无限小的直角三角形,它的斜边就是这个点的切线斜率。

但是当时的人们心里面总是有一道过不去的坎,总是认为不管直角三角形有多小,它的斜边也不可能完全等同于点的切线斜率。

这就出现了第二次数学危机,这次危机简单来讲就是人们一直认定0.999......一定比1小,事实上,两者是相等的。

说白了,无限逼近一个数,结果就是那个数。

第二次数学危机,归根结底在于人们对微积分的理解还存在偏差。

第三次数学危机的出现并不是某个数的危机,而是人们对集合论的质疑。

“罗素悖论”更能让我们理解这种质疑到底来自何处。

罗素悖论讲述的是这样的故事。

一个非常牛的理发师在门口打广告:能给所有不能给自己理发的人理发!

细心的你可能会发现问题了。

这个理发师可以给自己理发吗?无论可以还是不可以,最终都会导致矛盾。

因为如果理发师可以给自己理发,就不是“给不能给自己理发的人理发了”。

如果不能给自己理发,又打自己的脸了!

这就像我们经常所说的“上帝悖论”一样,上帝无所不能,但他能否创造一个他自己不能搬动的石头呢?无论能或者不能,结果都是矛盾的。

在很多人眼里,“罗素悖论”看起来更像是诡辩,是对集合定义的诡辩,但至今为止仍旧没有死能完美解释这一悖论。

从哲学上来讲,罗素悖论更像是本体论,更像是唯心与唯物的对抗。

如果你是唯心主义者,你会认为世界都是假象,都是你幻想出来的。

那么问题就来了。

“你”本人的概念也是你的意识幻想出来的吗?如果是,“你”对你自己的质疑也是意识幻想出来的假象吗?

如果仍然是,那么“你对“你质疑自己的思想”的质疑”还是幻想出来的假象吗?

如果一直都是,你这个意识本体到底在哪里?还存在吗?如果你的意识存在,就无法解释刚才的矛盾。

如果不存在,那么你就不是唯心的,就矛盾了。

通俗来讲,“罗素悖论”总是一开始就把自己放在事物的外面,然后换一个角度又把自己放在事物当中,问题就在于自己到底在哪里?外面还是里面?

中国空间站人工胚胎实验|全球首次太空生命探索,为人类深空驻留铺路

5 月 11 日,天舟十号货运飞船搭载人类人工胚胎实验样本成功发射并对接空间站;

当晚 10 时,航天员将样本装入空间站实验模块;

截至 5 月 13 日,实验进展非常顺利,自动化系统每天自动更换培养液,生命发育正常。

这是人类历史上首次在太空开展人工胚胎发育研究,中国再次拿下全球第一,为人类未来深空驻留、太空繁衍,迈出了历史性一步!很多人第一次听到 “人工胚胎”,会觉得科幻甚至不安,但请先放下顾虑:人工胚胎不是真实人类胚胎,没有发育成个体的能力,是用人类干细胞构建的、和真实早期胚胎高度相似的结构,专门用于科学研究,完全符合伦理规范,安全可控。

为什么一定要把人工胚胎送上太空?答案只有一个:为人类未来在太空长期生存、繁衍,提前探路。

地球生命在亿万年进化中,早已适应了地球1G 重力环境;

而太空是微重力 + 强辐射环境,这种极端环境,对人类早期胚胎发育会产生什么影响?会不会导致发育异常?人类未来能不能在太空怀孕、生育、繁衍后代?这些问题,在地球上永远无法找到答案,只有在太空,才能真正验证。

这次实验,精准锁定人类发育最关键的第 14-21 天窗口期—— 这个阶段,是人类所有器官前体形成、体轴(头尾方向)确定的关键时期,一旦发育异常,将直接影响个体一生健康。

实验设置了两组样本:一组放在子宫细胞上培养,一组放在微流控芯片里培养;

同时地面同步开展完全相同的对照实验,5 天后,太空样本冻存返回地球,天地对比分析,精准找出太空环境对人类早期发育的影响因子。

这不是一次普通的科学实验,而是关乎人类文明未来的探索。

如今,人类深空探索步伐越来越快:登月、火星探测、空间站长期驻留,未来甚至可能在月球、火星建立永久基地。

但人类要真正扎根太空,必须解决 “繁衍” 问题—— 如果太空环境会导致胚胎发育异常,人类就永远无法在太空长期定居;

而这次实验,就是要摸清太空环境对生命起点的影响,找到应对方案,为人类太空繁衍提供科学依据。

过去,太空生命科学实验,一直被西方垄断;

而今天,中国用全球首次人工胚胎太空实验,打破垄断,领跑世界。

从空间站建成,到天舟十战十捷,再到人工胚胎太空实验,中国航天,早已不是追赶者,而是引领者,用硬核科技,探索人类未来,彰显大国担当。

国家航天局很多人说:“这实验离我们太远,没用。

”但请记住:今天看似遥远的科学探索,明天就可能改变人类命运。

几十年前,人类也觉得登月没用;

今天,登月技术催生了无数民用科技,改变了我们的生活。

太空人工胚胎实验,今天是探索,明天就是人类深空驻留、星际移民的基石,功在当代,利在千秋。

中国空间站,不仅是中国的太空实验室,更是人类探索宇宙、探索生命奥秘的前沿阵地。

致敬每一位科研人员,致敬中国航天!全球首次太空人工胚胎实验,中国做到了,人类未来,可期!

人类能够逃出黑洞 逃逸到另外一个宇宙

一般人认为,引力强大是黑洞最重要的特质。

一旦遇上黑洞,任何物质和辐射都无法逃逸,就连速度最快的光也不例外。

不过著名理论物理学家史蒂芬•霍金(StephenHawking),25日在瑞典首都斯德哥尔摩发表有关黑洞的新理论时却指出,“讯息”可以透过黑洞释出的辐射粒子逃逸,甚至人类也能逃脱。

  霍金说,"讯息"可以透过黑洞释出的辐射粒子逃逸,甚至人类也能逃脱。

一般人认为,引力强大是黑洞最重要的特质。

一旦遇上黑洞,任何物质和辐射都无法逃逸,就连速度最快的光也不例外。

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