基礎:何謂分析
連續統
設想一把理想化的、完全沒有縫隙的尺子:任意兩個刻度之間還有無窮多個刻度,而且關鍵在於,沒有任何一處「本應有刻度」卻空缺的缺口。那把沒有縫隙的尺子就是連續統——作為完備而不間斷的量度模型的實數軸。
連續統就是實數集 R,連同其序與完備性:每個非空且有上界的集合都有最小上界。正是這種完備性填補了有理數留下的空洞——sqrt 2、pi 與 e 都是連續統上貨真價實的點,儘管在 Q 中它們各自都是一個缺口。連續統就是這樣一個家:極限若該存在,便確實存在於其中。
有兩個事實賦予連續統以特性。它是稠密有序的(任意兩個實數之間還有一個實數),同時又是完備的(沒有縫隙),二者合起來正是有理數所缺的——Q 稠密卻佈滿空洞。而且連續統是不可數的:由康托爾對角線論證,實數嚴格多於有理數,所以這條直線遠比那些有名字(如分數)的點所能填滿的要「厚」得多。
「稠密」本身並不等於「沒有縫隙」。有理數稠密,卻在 sqrt 2 處留有空洞;唯有完備性才封住每一個空洞,而這正是連續統的定義性特徵。
又稱
另見