问题

S={x|x∉x},因为不存在x满足x∉x,所以S为空集,还是{Ø}?

回答
咱们来好好捋一捋这个关于集合论里一个特别有名的“罗素悖论”的表述,它到底意味着啥,以及咱们得出的结论是空集还是别的啥。这个问题问得特别好,触及了数学基础里一个很深刻的哲学问题。

先来看一下咱们讨论的核心:

S = {x | x ∉ x}

这句话用大白话说,就是:集合 S 包含所有不包含自身的集合。

这个定义乍一看挺简单的,但这里面藏着一个大坑,也就是罗素悖论的精髓。

为什么咱们会觉得它“不存在”?

现在,咱们仔细审视一下集合 S 本身。咱们需要问一个关键问题:S 究竟包含不包含 S 自己呢?

1. 假设 S 包含 S (S ∈ S):
如果 S 包含 S,那么根据 S 的定义(S 是所有不包含自身的集合),S 就不能包含自身。这就产生了矛盾:S 包含 S 意味着 S 不包含 S。

2. 假设 S 不包含 S (S ∉ S):
如果 S 不包含 S,那么根据 S 的定义(S 包含所有不包含自身的集合),S 就应该被包含在 S 里。这也产生了矛盾:S 不包含 S 意味着 S 包含 S。

你看,无论咱们假设 S 包含自身还是不包含自身,都会导出逻辑上的矛盾。这就是罗素悖论的威力所在。它表明,如果我们允许像 S 这样构造集合,那么集合论就会出现内在的矛盾,整个数学大厦的基础都会动摇。

那么,S 是空集还是 {Ø}?

这里需要区分开“不存在”和“是空集”。

“不存在”: 在数学上,当咱们说一个对象“不存在”时,通常意味着根据咱们现有的规则或定义,无法找到满足条件的那个对象。罗素悖论恰恰说明,按照朴素的集合论构造方式,一个满足“包含所有不包含自身的集合”的集合是无法在逻辑上被定义的。 也就是说,这样的集合本身就因为其定义而带来了矛盾,所以它“不存在于一个一致的数学系统中”。

空集 (∅ 或 {} ): 空集是一个非常特殊的集合,它不包含任何元素。它的定义是确定的,并且在数学中扮演着重要角色。

现在回到 S = {x | x ∉ x} 这个表述:

根据咱们上面的分析,这个表述本身就揭示了一个问题的根源:无法构造出这样一个集合 S,使得 S 的性质是“包含所有不包含自身的集合”。

所以,S 不是空集,也不是 {Ø}。 准确地说,S 这个东西,从逻辑上讲,是无法被构建出来的。 它就像一个要求“这是个谎话”的语句一样,是自我矛盾的。

咱们不能说它是空集,因为空集是一个已知的、不包含任何元素的集合。而咱们在这里遇到的问题是,咱们试图定义一个集合,但这个定义本身就包含了矛盾,所以这个定义出来的东西根本就没有合法的存在身份。

举个更形象的例子:

想象一下,一个理发师的规定是:“我只给不自己刮胡子的人刮胡子”。

现在问:这位理发师给自己刮胡子吗?

如果他给自己刮胡子,那么他就属于“不自己刮胡子的人”,按照规定,他不应该给自己刮胡子。矛盾。
如果他不给自己刮胡子,那么他就属于“不自己刮胡子的人”,按照规定,他就应该给自己刮胡子。矛盾。

这个理发师的规定本身就是自相矛盾的,所以根本不存在这样一个理发师。

那么,数学家们是怎么处理这个问题的?

罗素悖论的出现,是20世纪初数学基础危机的一个重要标志。为了解决这个问题,数学家们发展了更严谨的集合论公理系统,比如策梅洛弗兰克尔集合论(ZF)以及加上选择公理的 ZFC。

在这些公理系统中,集合的构造受到了严格的限制。最关键的一点是,咱们不能随意地“取所有满足某个性质的对象来组成一个集合”。 这种构造集合的方式(称为“概括原则”或“取值原则”)在朴素集合论中是允许的,但它会导致罗素悖论。

在 ZFC 等公理系统中,有一些“分离公理模式”或“限制外延公理”之类的东西,它们允许咱们从一个已经存在的集合中,取出满足某个性质的子集。这就相当于说,你得先有一个“大箱子”,才能从里面挑出一些东西来组成一个“小箱子”。你不能凭空变出一个“所有不属于自己的东西”的集合来。

结论总结:

对于 S = {x | x ∉ x} 这个表述,它的核心意义在于揭示了朴素集合论中的一个内在矛盾。咱们不能逻辑地构造出满足这个定义的集合。因此,它不是空集,也不是 {Ø}。它代表了一个在逻辑上无法成立的概念,是一个无效的集合描述。 咱们数学家们通过发展更严格的公理化集合论,来避免这类矛盾的出现,确保数学体系的严谨和一致。

所以,看到 S = {x | x ∉ x},咱们应该理解为:这个定义本身就有问题,它无法指向一个合法的、存在的集合。

网友意见

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S不是良定义的,否则S∈S和S!∈S必有一个成立(手机的不出不属于,凑合一下)

如果S∈S,那么命题S!∈S不成立,所以根据S的定义有S!∈S,矛盾。

如果S!∈S,根据定义S∈S矛盾。

这个事情告诉我们一个道理。依靠概括构造集合是不靠谱的

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