Решён
А что такое инфинити - математическая концепция или реальность?

Николай Профессор Математика
11.4k
7

Понимаю что бесконечность - базовое математическое понятие. Но интересует вот что: в физике бесконечность реально существует где нибудь во вселенной, или это чисто абстракция которая нужна математикам для удобства вычислений?

Читал что в некоторых уравнениях физики при делении на ноль или в точке сингулярности получается бесконечность, и физики называют это "болезнью" теории, а не реальностью. Это правда? И вообще что такое инфинити на самом деле?

Решение
111
Эксперт • 1 ответ

В математике - да, строго существует. Кантор в 19 веке показал что бесконечностей даже несколько: счетная (натуральные числа) и несчетная (вещественные числа). Причем несчетная "больше" счетной в точном математическом смысле. Это не метафора, это доказанная теорема.

В физике - другая история. Физические бесконечности (в сингулярностях черных дыр, в начале Большого взрыва) действительно считаются симптомом неполноты теории, а не реальным физическим явлением. Стивен Хокинг прямо писал что появление бесконечности в уравнениях означает что теория "сломалась" в этой точке и нужна более глубокая модель.

Общая теория относительности предсказывает сингулярность, но квантовая гравитация (которой у нас пока нет в завершенном виде) скорее всего уберет эту бесконечность, заменив ее на что то конечное но очень большое.

Так что инфинити в математике - инструмент с точным определением. В физике - сигнал что модель нуждается в починке.

Аватар Николай Профессор

Про разные размеры бесконечности - это каждый раз взрывает мозг. Спасибо за четкое разграничение математики и физики.

28
Эксперт • 1 ответ

Коротко: математическая бесконечность - формальный объект аксиоматики, работает идеально. Физическая - красный флаг, означает что теория дала сбой на граничных условиях. Вселенная, судя по всему, принципиально конечна хотя бы локально (наблюдаемая ее часть точно конечна).

40
Эксперт • 1 ответ

Если добавить про разные виды бесконечности в математике - там вообще кроличья нора. Гипотеза континуума, аксиома выбора, ординалы и кардиналы. Кантор от этого в итоге сошел с ума (буквально, умер в психиатрической клинике). Математика бесконечности не для слабонервных.

Аватар Игорь Лебедев

Про Кантора это немного упрощение. У него была депрессия, но ее связь именно с работой по бесконечностям - это скорее романтизированная история науки. Он страдал биполярным расстройством.

34
Эксперт • 2 ответа

Есть красивый мысленный эксперимент - Отель Гильберта. Отель с бесконечным числом номеров, все заняты. Приезжает новый гость - и его все равно можно заселить, попросив каждого жильца переехать в следующий номер. Это наглядно показывает почему бесконечность ведет себя не как просто "очень большое число".

17
Эксперт • 1 ответ

Меня всегда удивляет что люди воспринимают математику как описание реальности. Математика - это игра по правилам. Внутри этой игры бесконечность работает прекрасно. Насколько эта игра соответствует физическому миру - вопрос отдельный и до конца не решенный. Вот тут Пенроуз хорошо об этом пишет в "Тени разума".

29
Эксперт • 1 ответ

У меня на первом курсе мата была вот такая задача: докажите что точек на отрезке [0,1] столько же сколько на всей числовой прямой. Три часа смотрел в листок не понимая ничего, потом дошло через биекцию. После этого бесконечность перестала казаться простым словом.

Написать ответ

Премодерация гостей

Вы отвечаете как гость. Ваш ответ будет скрыт до проверки модератором. Чтобы ответ появился сразу и вы получали репутацию — войдите в аккаунт.

Будьте вежливы и соблюдайте правила платформы.