上帝创造了整数,所有其余的数都是人造的。——克隆内克
上帝创造了整数,当我们做除法的时候,发现可能不能整数,进而创造了有理数。也等价于我们在解决一元一次方程的过程中发现了有理数。
当我们解决一元二次方程ax^2+bx+c=0的时候,发现b^2-4ac有时是大于零有时等于零有时小于零,
- 大于零时,b^2-4ac可能可以开方,也可能不能开方,能开方时是,一元二次方程的根是有理数,不能开方时,一元二次方程的根是无理数,进而实数完成了有理数和无理数的统一。
- 小于零时,发现会出现sqrt(-1),对-1开根号,进而引入了复数概念。
- 整数对于加法运算满足封闭,结合律,有零元,有逆元,因此它可以构成群。并且它还满足交换律,因此它可以构成交换群,Abel群,加群。
- 有理数对于加法运算满足封闭,结合律,有零元,有逆元,因此它可以构成加法群。并且它还满足交换律,因此它可以构成交换群,Abel群,加群。除此之外,有理数(去除零元)对于乘法运算也满足封闭,结合律,有零元,有逆元,因此它可以构成乘法群。并且它还满足交换律,因此它可以构成交换群。
- 同理会发现实数和复数都满足有理数所说的各种性质。《近世代数》上把它们统一下了一个定义,有理数、实数和复数构成域,然而整数只能构成群。
- 然而数学家们并没有止步于此,发现整数对于乘法构不成群,那整数关于除法的取模运算能否构成群呢,后来发现一些情况下是可以的,比如模一个素数。也就是通常所说的模p的整数环。其实也是域。
- 在数学史上,还有人探索了在复数基础上,有没有另外一种结构构成域,还包含着复数域的结构。过程中还发现了体。
总之,数是数学基础的基础。离开了数,数学无从谈起,每个人对数的理解也千差万别,其实追寻其逐步发现,逐步完善的过程,也是对数本身不断加深理解,不断自我优化的过程,过程中也体现了成长型思维。
成长型思维取自《熵增定律》

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