正文
相关知识
连续统
连续统是一个数学概念。当人们笼统地说:“在实数集里实数可以连续变动”,也就可以说实数集是个连续统;更严格的描述需要使用序理论、拓扑学等数学工具。这里的连续是相对于离散的概念而言的。在不讨论精确的定义前,有时人们也会谈到一个量可以在某范围内连续取值,或者说该量的变化范围是一个连续统。在数学上,连续统这一术语至少有两种精确定义,但并不等价。另外,连续统一词有时即指实数线或者实数集,这是较旧的叫法;见连续统假设。
目录
1
有序集
1.1
连续统的基数
2
拓扑学
有序集
在集合论中,连续统是一个拥有多于一个元素的线性序集,而且其序满足如下性质(具此性质的序称为“稠密无洞”的):
稠密:在任意两个元素之间存在第三个元素
无洞:有上界的非空子集一定有上确界
实数集即为连续统的例子;实际上它是连续统的原型。以下是连续统的几个例子:
序结构与实数集同构(序同构)的集合,例如实数集里的任何开区间
扩展的实数轴,以及序同构于它的,比如单位区间。
实的半开半闭区间如 (0,1] 等,以及其序同构。
拓扑学中有一种比实数线还要长的“长线”(en:long_line)
非标准分析中的超实数集
连续统的基数
主条目:连续统的势
康托的连续统假设有时会被叙述成“在连续统的基数和自然数的基数之间不存在任何基数”,这里的“连续统”指的是实数集;连续统的基数即特指实数集的基数。
拓扑学
在点集拓扑学中,一个连续统是指任何非空的紧致连通度量空间(或者非空的紧致连通豪斯多夫空间,但较少用)。
按照以上定义,一个单点集也是连续统。拥有多于一个点的连续统称为非退化的连续统;由连通性和豪斯多夫性质,可知它一定含有无穷个点。连续统理论即是拓扑学中研究拓扑连续统的分支。其中一个有趣的问题是不可分解连续统的存在性:
是否存在这样的连续统 C ,它可以写成两个连续统的并集,且这两个都是 C 的真子集?
答案是肯定的,第一个例子由鲁伊兹·布劳威尔给出[1]。
连续统假设
在数学中,连续统假设(德语:Kontinuumshypothese;英语:Continuum hypothesis,简称CH)是一个猜想,也是希尔伯特的23个问题的第一题,由康托尔提出,关于无穷集的可能大小。其为:
不存在一个基数绝对大于可列集而绝对小于实数集的集合。
康托尔引入了基数的概念以比较无穷集间的大小,也证明了整数集的基数绝对小于实集的基数。康托尔也就给出了连续统假设,就是说,在无限集中,比自然数集{0,1,2,3,4......}基数大的集合中,基数最小的集合是实数集。而连续统就是实数集的一个旧称。
更加形式地说,自然数集的基数为
(读作“阿列夫零”)。而连续统假设的观点认为实数集的基数为
(读作“阿列夫壹”)。于是,康托尔定义了绝对无限。