數與數系

整數

想像一支溫度計或一塊電梯面板:樓層從地面層往上走(1、2、3),也往下走(−1、−2、−3),地面層本身記作 0。整數正是這些數——朝兩個方向延伸的完整量,有正有負,中間還有零。

正式地說,整數就是非負整數或它的相反數,並包含零:……、−3、−2、−1、0、1、2、3、……。它沒有分數,也沒有小數部分。負數讓我們能夠記錄欠款、零度以下的溫度,以及起點左側的位置——一切帶有「相反方向」含義的量。

整數彌補了非負整數的一個缺陷:它對減法封閉,所以任意兩個整數之差仍是整數(這正是發明負數的原因)。但整數對除法依然不封閉——7 ÷ 2 不是整數——這個缺口後來由有理數來填補。每個整數在這個集合內都有自己的加法逆元,也就是它的相反數。

如果氣溫是 5 度,下降了 8 度,結果是 5 − 8 = −3 度——一個零度以下的整數。

減法會把你帶到零以下,進入負整數。

整數集合記作 Z(來自德語 Zahlen,意為「數」)。每個非負整數都是整數,每個整數也都是有理數。