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无穷多边形的故事
举一个烧脑的例子。假设我们在一个圆上画一定数量的点,并使其均匀分布,然后用直线将它们相互连接起来。如果画3个点,那么我们会得到一个等边三角形;如果画4个点,那么我们会得到一个正方形;如果画5个点,那么我们会得到一个五边形;以此类推,我们可以画出一连串的直线形状,它们被称为正多边形(图1–10)。
图1-10
请注意,我们画的点越多,得到的多边形就会越接近于圆形。与此同时,它们的边越来越短,数量越来越多。当我们按照边数从少到多的次序逐步推进时,多边形就会越来越接近于作为极限的原始圆。
于是,无穷再次成为连接两个世界的桥梁。这一次,它把我们从直线的世界带到了圆的世界,将棱角分明的多边形变成了如丝般光滑的圆形。而在比萨证明中,无穷则把我们从圆的世界带到了直线的世界,因为它把圆变成了矩形。
当然,在任何有限的阶段,多边形仍然只是多边形,它们还不是圆,也永远不会变成圆。尽管它们越来越接近于圆,但它们绝不会成为真正的圆。我们在这里谈论的是潜无穷,而不是实无穷。所以,从逻辑严密性的角度看,一切都无懈可击。
但如果多边形的边数不断逼近实无穷,会怎么样?最终得到的边长无限短的无穷多边形真的是一个圆吗?这种想法颇具吸引力,因为到那时多边形会变得光滑,它的所有角都被磨平了,看上去一切皆完美。