就像一栋房子,按照进制(假定7进制),有7间房子,东西放在某个房子里,进去发现里面有7间小房子,东西还在那个方向的房子,进去发现又是7间房子,东西还在那个方向,目标一直都在那里,理论上,我们一直按照那个方向找下去,一定能找到那个东西,这就是有理数。如果进去,告诉你东西在那个小房子另一个方向,进去后又是7间房子,告诉你换方向了,一直进入,没人告诉你方向,你就不能准确找到,这就是无理数。无理数存在与进制无关,任何进制内,不能通过规律找到的点对应的实数都是无理数。
无理数是实数中不能精确地表示为两个整数之比的数,即无限不循环小数。 如圆周率、√2等。有理数是所有的分数,整数,它们都可以化成有限小数,或无限循环小数。如7/22等。实数(real number)分为有理数和无理数(irrational number)。所有的有理数都可以写成两个整数之比;而无理数不能。根据这一点,有人建议给无理数摘掉“无理”的帽子,把有理数改叫为“比数”,把无理数改叫为“非比数”。本来嘛,无理数并不是不讲道理,只是人们最初对它不太了解罢了。
无理数为啥存在?因为从自然数扩充到实数,啥都无穷了,用有限位数表示无穷量不可能。定义一条数轴,点无空间延伸,线有长无宽,两点只有一条数轴,两线只有一个交点。实数对应这条数轴上的点。在自然数集中,区间内只有有限点集。扩充到实数,任意小的区间都是无穷点集。因为点没有空间延伸,数轴上的点通过描述才能确定。按照进制进行等分确定点的位置。这种描述一种能找到规律:循环小数(有限位数的可以表示成末位为零的循环小数),定义为有理数。一种不能找到规律,定义为无理数。
X^2=2,平方数必须是4,9,16等这些数,X^2中X才有意义,不然要不断细分。所以√2是个理想的数。两直角边都为1的三角形,由于面积概念的出现,面积的可微,造就了斜边√2的出现,造就了√2长度的真实存在。1/3这个数,同样是面积的概念,出现平行线等比定理,使得1/3在线段上的真实存在。1/3这三进制与0.1这十进制是无法互相表达的。也就是三进制无法用更微元0.1,0.01等来表达!
无理数的发现直接导致了第一次数学危机,对数学影响深远。古希腊的毕达哥拉斯学派有个哲学信条万物皆数,这个数就是有理数。讽刺的是,毕式学派的弟子由于发现了根号2不是有理数而被活活淹死。这也是无理数一词的由来。无理数的存在,打破了人们的直觉经验,说明直觉经验有时候不准确甚至可能错误,使数学建立在逻辑演绎的严格基础之上,促成了实数域的建立,对后世影响重大
我认为这是一个或若干宏观维度被蜷缩进微观(宇宙被多次降维)的数学痕迹。无理数的无限(可以无限小,即进入微观)不循环(即包含一切可能,让我想到了一个宏观维度)特性,使我不能用一维(线段上的一个点),二维(平面上的一个坐标),或者三维(空间里的一个坐标)来描述它的宏观意义。也许除非全部空间维度都恢复到宏观(维度逆转)了,无理数才有宏观意义。





