1. 自然数有无穷多个,为什么要研究大数?
前半句没有任何毛病,而后半句弄错了“大数学”这一领域研究的对象。大数学(Googology)研究的不是大数字本身,而是如何构造一个增长足够快的函数。很多人知道葛立恒数是个非常非常大,大得难以描述的数字,但是对于葛立恒数是如何构造的并不清楚。如果你没有接触过大数学,而且不知道葛立恒数如何构造,那么我强烈推荐你去了解一下。在那之后你会发现自己在构造大数字方面想象力还是太欠缺了。
(补充:少数人认为自然数不是无穷多的,那些完全没有现实意义的自然数被他们认为是不存在的)
2. 葛立恒数,TREE(3)有多大?
很遗憾我无法用语言描述。不过这里有个视频能让你快速理解(其实并不能):
https://www.bilibili.com/video/BV19V411C7aG看后半部分就行了。这两个数字相对出名,因为它们是某些数学问题的参考标准(答案的上、下界)。具体内容请查阅大数wiki。
3. TREE(3)+1,TREE(3)^TREE(3)难道不是比TREE(3)更大吗?
确实,但加法、指数幂这种运算在TREE这种怪物般的函数面前不值一提。TREE(TREE...TREE(3)))(TREE(3)个TREE)这样迭代也只是(在增长率)上把这个函数改进了一小步。大数学的研究者要研究更本质的增长率上的改进,而不是这种trivial的东西。
4. 你再怎么构造也不可能大过Aleph0吧?
无穷不是数字,不可以拿来和自然数比较。想了解无穷基数,请学习数学分析和集合论等有关知识。但凡学过一点也不会问这种问题。用ω这种基数萌混过关的同理。
5. 那么至今构造的最大数是什么?
目前有良好定义的最大数字是Fish number 7。
2007年1月26日的“构造大数比赛”中被Agustin Rayo构造出来(居然还有这种比赛)。Rayo本人说,其定义是“最小的,在一阶集合论中,比任意一个用≤10^100个符号定义的数字要大的数字”。这个数字是无法计算的(不能用图灵机计算)。Fish number 是 Rayo's Number的推广,并成功超过了后者。
近年来有更大的数字出现,比如BIG FOOT。但这些数字多多少少都是病态定义的,需要指明使用的集合论公理。详情请查阅大数wiki相关页面。
6. 别水了!
这不是水,大数学还是有两下子的。