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数学 / 康托尔集合论论文选 / 大小来自一一对应

基数与等势

康托尔用 Maechtigkeit / power 表示集合的势,核心判据是一一对应。

定义 10

两个集合等势,是指它们之间存在一一对应。

Cardinality abstracts away the nature of elements and keeps only one-to-one correspondence.

基数抽去元素本性,只保留一一对应所表达的大小。

这让“多少”脱离日常计数。偶数和自然数一样多,因为 n -> 2n 是一一对应;实数比自然数多,因为对角线能击穿任何列举。

集合 A

集合 B

对应

N偶数n -> 2n
整数自然数0, 1, -1, 2, -2, ...
N有理数分子分母分层列举

等势不看元素长相,只看能否逐个配对。

分步证明Step-by-step proof
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  1. 先把集合元素的具体性质暂时放下。

  2. 寻找从 A 到 B 的一一对应。

  3. 若找得到,两集合具有同一基数。

  4. 若任意列举都会失败,就进入更大的基数层级。

与戴德金切割 dedekind-cuts/overview、希尔伯特公理化 hilbert-grundlagen/overview、基础危机专题 math-meta/topic-foundations-crisis 和公理化运动专题 math-meta/topic-axiomatic-movement-deepening 对读。