第146章 第二堂课

这句话似乎某种程度上印证了大个子弗莱迪的担心——黎曼真的是觉得他们实力还不足以给他当实验材料,甚至不愿意单单从更好培养的小孩子培养起,而是决定将他们这些成年人也一块拔苗助长了吗?

但是,但是!

弗莱迪胸中无端地生出了一口豪气!

怎能让孩子们独自承受危险,他们这些老胳膊老腿应该为他们挡在危险之前才是。

如果黎曼知道他在想什么,估计只会憋出一句:“……你想太多了。”

黎曼和弗莱迪回到火堆群旁,那几个小孩还聚在一起叽叽喳喳,不知道在讨论些什么,于是黎曼转头对弗莱迪说:“那就先把……嗯,十五岁以上的人聚集起来吧,我先给你们上课,艾尔他们还在讨论他们的想法。”

……

黎曼看着面前坐了一排又一排的人,放了一个【召唤·光】,他又看向他们手中的一张纸一支笔:“呃,一张纸大概不够记笔记的,你们多拿几章。”

等其他人准备完毕,黎曼也捏出了一道石板,准备开始上课。

“你们这个年纪……那就从实数开始讲起吧。”

“我知道你们对数的认知和魔法紧密关联,但是我还是决定从正常的逻辑来介绍数。”

“最简单,最容易被人类意识到,并且抽象概括出来的数,是正整数,我们再给它加一个0上去,就是自然数,自然数对加法和乘法是封闭的,这句话的意思是,1+1等于的2依旧是自然数,1乘2等于的2依旧是自然数,任意两个自然数相加,相乘,结果依旧是自然数,那么它对什么是不封闭的呢?”

“减法。”

“如果我面前摆有五只野果,我吃掉了三只,把这个过程抽象为一个算式的话就是5-3=2,这种减法是比较直观的,生活中常用的,最容易被抽象出来的,而且答案依旧在自然数里。”

“但是如果算式是3-5,我们就没法从自然数中找到一个数去当它的答案,但这个式子依旧是有意义的,比如我现在有三枚银币,但是我买了一本书,要五枚银币,那么此时我倒欠书店老板2枚银币。”

“由此我们将数的范围扩充到整数,也就是我们加入了负数的概念。”

“现在,整数对加法,乘法,减法都已经是封闭的了,但是它依旧不够好用。”

“我们会碰到这样的情况,现在有八个人出去采集野果,采到了十六个野果,那么我们自然地就会将16平分给8个人,并且得到算式16/8=2,也就是除法,整数对除法是不封闭的,比如2/3,得到的就不是整数,于是我们把数的范围扩充到有理数。”

“我知道你们更习惯把这个叫做分数,但是我更喜欢叫有理数,所以记下这个词然后以后你们就知道它代表什么了。”

“在这里我们对有理数进行一个定义,我们把有理数定义为p/q,其中pq是互质的整数,q为正整数,p为整数。”

“有理数的范围足够我们做大多数运算了,但是它并不囊括了所有数。”

“比如经典的根号2,我们来证明一下,根号2不为有理数,也就是说,根号二没法表示成分数。”

“我们采用一个反证法。”

“假设根号2可以表示为形式为p/q的有理数,其中pq是互质整数,那么我们可以得到一个等式p?=2q?。”

“我再次强调一遍,我们假设了p,q都是整数,那么这种情况下,p必不能为奇数,因为奇数的平方里不可能有2这个因数,对吗?”

“所以我们推出,p为偶数,偶数可以表示为2k,其中k为整数。”

“于是我们又得到了一个等式,2k?=q?,同理可得,q为偶数。”

“也就是说,从根号2是有理数这个前提,我们可以推出这样一个结果,p和q拥有一个共同的因数2,而这违背了最初的假设pq互质,由此可得这个前提条件是错误的。”

“根据类似的思路我们还可以证明根号3,根号12是无理数。”

“然后在这里,我要第一次引入无穷的概念,我现在画一条线段,这条线段的起点是0,终点是1,也就是它是一段长度为1的有限长的线段。”

“那么请思考这样一个问题,如果我要从0走到1,那么我得先走到0和1的中点1/2,如果我要从0走到1/2,那么我就需要先走到0和1/2的中点1/4,而这个过程是可以无限继续下去的,你们看到问题所在了吗?”

“第二个例子,依旧是这条线段,我把它竖起来,然后我再在它的旁边画一条倾斜一点的线段,有点像直角三角形的高和斜边长,对吧。”

“这两条线段的长度明显是不想等的,但是我们可以将上面的点一一对应起来,横着连线,对,假设,线段是由一个一个可数的点构成的,那么我们就会得到一个荒谬的结论,也就是这两条线段是相等的。”

“但是我们知道它们俩是不相等的,所以,我想你们应该已经得出了结论,哪怕是一条有限长的线段上,上面也布满了无穷个数,对吗?”

“很好,这就是你们暂时需要知道的关于实数的事。”

“我们接下来来讲集合。”

……

米西是半途从艾尔他们中溜出来来到黎曼先生的“课堂”后的。

黎曼先生把召唤光放到了石板的上方,这个光球足够亮,亮到她可以看见她妈妈纸上的笔记。

“妈妈,给我看看。”

“哦!米西!你什么时候过来的?”

“刚刚。”

米西的妈妈抽出她垫在下面的几张纸递给米西,自己则接着听课记笔记。

米西快速地扫了眼那几张纸,然后抬起头看向白光下正在侃侃而谈的黎曼先生。

“……集合另一个需要注意的特性是,元素的重复是无意义的。”

“我们举个例子来理解,大家应该还记得集合定义是具有某种特定性质的对象的汇总,那么我现在在这里喊一句——谁要跟我一起去打猎?报名的人是否就是一个集合?”

“这种情况下,假设我不小心将弗莱迪先生的名字记下了两次,比如我现在纸上共有18个名字,其中有两个弗莱迪,这并不意味着会出现两个弗莱迪来跟我打猎,不是吗?真正和我一起去打猎的依旧只有17个人,只有一个弗莱迪,这就是重复的无意义。”

米西觉得黎曼先生是个神奇的人,他总喜欢举各种各样的例子,她其实觉得这样有点浪费时间啦,但其他人好像觉得这样更好理解,唉,那她就只能迁就下其他那些不够聪明的人了。

“……集合另一个需要注意的地方是,呃,稍等一下。”

米西看着黎曼先生从不知道哪里摸出了一张纸,他好看的眉微微皱了起来,然后转头对大家说:“抱歉,今天都课就先到这里,虽然没什么需要深入理解的内容,但希望大家能花些时间记住这些基本概念,因为以后我们会经常用到,哪里有忘记的可以互相交换一下笔记,进行一个查漏补缺,我有些事情要去做,明天见。”