無窮大看起來只是個抽象概念,但它其實讓數學家發現了一件不可思議的事情:

原來無窮大也有大小之分。

有些無窮比另一些無窮還要大。

還記得高一數學學過的無理數嗎?圓周率𝛑≈3.1415926….. 無窮不循環小數

或是超越數e≈2.71828…..

或是數線上任意兩個整數之間,比如說1和2,相加除以2得到1.5,再用1和1.5相加除以2又可以得到1.25,因此我們可以在1和2之間找出無窮個有理數

無窮有很多個嗎?

1和2之間存在無窮個有理數,2和3之間也是,或是隨便一個小數後面有無窮多位等等,一大堆的無窮,所以我們會遇到很多種『無窮』的情況。

無窮有大小之分嗎?

啊不是都無窮大了?那無窮大應該都一樣大吧!

1874年,俄裔德國數學家(Georg Cantor)康托發表正式論文證明了無窮大也有大小之分。

康托如何證明?

1891年他用著名的對角線證明

將所有的自然數對應所有的小數

可以造出一個新的小數不在表上

證實了自然數與實數無法一一對應

比如說

10.423548…
20.589142…
30.452572…
40.958425…
………………………..

把對角線4824取出來每個數字+1得到5935後

取0.5935……..

0.5935小數第一位和第一個數字不一樣

0.5935小數第二位和第二個數字不一樣

0.5935小數第三位和第三個數字不一樣

0.5935小數第四位和第四個數字不一樣

0.5935…….這個數字在上面的無限排列表裡面找不到

因此實數與自然數無法一一對應

可以想像成有人說有無窮間旅館可以住

但是康托都可以找到有人沒有房間住

因此實數的集合是大於自然數的集合的

自然數也是無窮多個

實數也是無窮多個

但實數的無窮比自然數更大

康托因此創立集合論

從此數學家知道無窮其實有不同等級

什麼是googol(古戈爾)?(延伸閱讀)

「古戈爾(Googol)」這個名字其實沒有什麼數學意義,而是一個小孩發明的名字

1920年左右,美國數學家 Edward Kasner 想幫1010010^{100}(1後面有100個0)

這個超大的數字取個名字。

於是他問自己 9 歲的外甥 Milton Sirotta:

「你覺得這麼大的數字應該叫什麼?」

小朋友隨口回答:

「Googol!」

Kasner 覺得這名字很有趣,就採用了。

後來創辦GOOGLE的工程師想讓搜尋引擎建立海量的資料,於是就採用Googol當作公司名稱,但是拼錯了,拼成Google,這也就是"Google"的由來!!

Googolplex?

$$ 10^{10^{100}} $$

代表1後面有Googol個0

即使Googolplex大到無法寫出完整數字,他仍然是有限數。