问题

为什么数学中“有且仅有”不可以说成“仅有”?

回答
在数学中,“有且仅有”和“仅有”虽然听起来有些相似,但它们在逻辑上有着本质的区别,不能互换使用。理解这种区别的关键在于认识到“有且仅有”包含了两层含义,而“仅有”只包含其中一层。

为了详细说明,我们先来分解一下这两个词语的含义:

1. “仅有”(Only / Merely)

“仅有”表达的是一种独占性或排他性。当你说“A仅有B”时,它的核心意思是:

没有其他选项: 意味着除了A之外,没有其他事物是B。或者说,在某个条件下,只有A具备某种性质,而其他任何事物都不具备。
可能不存在: “仅有”并不保证B的存在。它只说明如果B存在,那么它一定是A。

举例说明“仅有”:

“在这个盒子里,仅有一个苹果。” 这句话的意思是:如果盒子里有苹果,那么它一定是这一个苹果(不存在另一个苹果)。但这句话并不排除盒子是空的,也就是没有苹果的可能性。
“在这次比赛中,仅有他一人获得了金牌。” 这句话的意思是:所有获得金牌的人,都只有他一个。但这句话并不排除他没有获得金牌的可能性(比如他没参加比赛,或者他只获得了银牌)。

2. “有且仅有”(If and Only If / Iff / Precisely)

“有且仅有”是一个更强的逻辑连接词,它包含了两个相互独立的判断,并且这两个判断是等价的。当你说“A有且仅有B”时,它的含义是:

“有”(If B, then A) 必要条件: 如果B成立,那么A一定成立。也就是说,B是A的必要条件。没有B就不能有A。
“仅有”(If A, then B) 充分条件: 如果A成立,那么B一定成立。也就是说,A是B的充分条件。有了A就一定有B。

这两个条件合在一起,意味着 A 和 B 是完全等价的,它们总是同时发生或同时不发生。

举例说明“有且仅有”:

数学定理中的应用: “一个整数n是偶数,有且仅有n可以被2整除。”
“有”(If n is divisible by 2, then n is even): 如果一个整数能被2整除,那么它一定是偶数。 (这是我们知道的)
“仅有”(If n is even, then n is divisible by 2): 如果一个整数是偶数,那么它一定能被2整除。(这也是我们知道的)
这两句话合在一起,就完整地定义了偶数的概念。

更生活化的例子: “你被允许参加派对,有且仅有你年满18岁。”
“有”(If you are 18 or older, then you are allowed to attend): 如果你年满18岁,你就可以参加派对。
“仅有”(If you are allowed to attend, then you are 18 or older): 如果你被允许参加派对,那么你一定年满18岁。
这表明年满18岁是参加派对的唯一且必须的条件。

为什么“有且仅有”不能说成“仅有”?

现在我们回到核心问题。如果数学陈述中需要表达等价关系(即两个条件同时成立或同时不成立),而我们只使用“仅有”,那么就会丢失一半的逻辑信息,导致陈述不完整或错误。

让我们用上面的例子来说明:

1. 陈述:“一个整数n是偶数,仅有n可以被2整除。”
这句陈述仅仅表达了:“如果n能被2整除,那么n一定是偶数。” (“If n is divisible by 2, then n is even.”)
但是,它忽略了:“如果n是偶数,那么n一定能被2整除。” (“If n is even, then n is divisible by 2.”)
换句话说,它没有保证“偶数”这个概念的完整定义。它只说了“能被2整除的数都是偶数”,但这并不能排除存在其他类型的偶数(在我们的认知中是不存在的,但在逻辑上,如果不加上那层含义,就可能存在)。

2. 陈述:“你被允许参加派对,仅有你年满18岁。”
这句话只意味着:“如果一个人年满18岁,那么他就可以参加派对。” (“If you are 18 or older, then you are allowed to attend.”)
然而,它没有说明:“如果一个人被允许参加派对,那么他一定年满18岁。” (“If you are allowed to attend, then you are 18 or older.”)
因此,可能存在其他获准参加派对的条件,例如:即使未满18岁,但如果你是主办方的孩子,你也可以参加。这样,“年满18岁”就只是一个充分条件(有了它就能参加),但不是一个必要条件(没有它就不一定不能参加)。这与“有且仅有”的含义相悖。

总结核心区别:

“仅有” 关注的是排除其他可能。当条件A成立时,它排除了其他任何事物也具备同样属性的可能性。它通常描述的是一种唯一性或非多重性。
“有且仅有” 关注的是充要关系。它表明条件A的成立等价于条件B的成立。A是B的充分条件,B也是A的充分条件。它们是同一枚硬币的两个面,同时出现或同时消失。

在数学证明和定义中,“有且仅有”至关重要,因为它确保了概念的精确定义和推理的严谨性。一个数学命题如果声称“有且仅有”,就必须证明两个方向的推理都成立。如果只证明了一个方向(例如只用“仅有”),那么这个证明就是不完整的。

所以,在数学语言中,词语的精确性是至关重要的,“有且仅有”表达的是比“仅有”更强大、更精确的逻辑关系,两者绝对不可混淆。

网友意见

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我认为从汉语层面讲是没问题的,不过这已经是数学专用术语了,大家都会默默遵守吧。

第一个“有”,强调的是存在性;“仅有”强调的是唯一性。这样表达的好处逻辑上比较分明,事实上在数学实际的证明中,也会自然地将证明分为两部分。

唯一性成立的前提是:如果存在,那么唯一。很有可能出现这种情况,你证明了唯一性,但是却根本不存在。所以两者是一种递进的关系。

我觉得更好的表达是:有且唯一。这样与“有且仅有”相比不会显得语义上重复。


这只是我个人的看法。“有且唯一”涵盖的面没有“有且仅有”的面更宽,评论区有网友提出了这个问题。都学过语法,灵活运用吧!我说的不见得就是金科玉律,各位太看得起我了。如果仔细看过我写的回答,我还是比较建议使用数学规范语言。


现代数学毕竟是西方的产物,所以在西化的过程中,出现一些西式的表达也很正常。其实这个问题不仅关于数学,相信题主也看到了其中蕴含的语言学问题。

我们在平时生活中使用汉语,说“有且仅有”,就会感觉很怪。一般会说,“只有”,“仅有”,“唯有”……后者更书面化。这类词汇的特点是:

程度副词+有

其实汉语本来是高度浓缩的,“有”已经表明存在性,前面的副词修饰了“有”的程度——唯一性。这里的唯一性既有“只有一个”也包含“只有一种情形”的含义,这个按照上下文可以消解歧义。

古汉语的语素(表意的基本单位)是字,但现代汉语越来越倚重词汇(一定程度上受了外语的影响,当然也包括汉语自身的演变),本来一个字就可以表明含义,但是似乎觉得不太够,所以会再增加一个字来强调语义(从信息论的角度提高冗余也是为了增加信息传递的准确率),比如:

明亮/亮,增加/加,缓慢/慢……


所以我们出于语感,认为“仅有”就够了,的确如此,但是英语语法却将汉语的表达冗余化。所以才会出现这样的表达:

有(存在)且 仅有(唯一)

从古汉语的角度(或者以汉字为语义单位),的确有语义重复的现象。但是数学家完全不关心这个问题,这如果放在其他学科,比如文学翻译可能就会被嘲笑了。

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