数与数系

整数

想象一支温度计或一块电梯面板:楼层从地面层往上走(1、2、3),也往下走(−1、−2、−3),地面层本身记作 0。整数正是这些数——朝两个方向延伸的完整量,有正有负,中间还有零。

正式地说,整数就是非负整数或它的相反数,并包含零:……、−3、−2、−1、0、1、2、3、……。它没有分数,也没有小数部分。负数让我们能够记录欠款、零度以下的温度,以及起点左侧的位置——一切带有“相反方向”含义的量。

整数弥补了非负整数的一个缺陷:它对减法封闭,所以任意两个整数之差仍是整数(这正是发明负数的原因)。但整数对除法依然不封闭——7 ÷ 2 不是整数——这个缺口后来由有理数来填补。每个整数在这个集合内都有自己的加法逆元,也就是它的相反数。

如果气温是 5 度,下降了 8 度,结果是 5 − 8 = −3 度——一个零度以下的整数。

减法会把你带到零以下,进入负整数。

整数集合记作 Z(来自德语 Zahlen,意为“数”)。每个非负整数都是整数,每个整数也都是有理数。