第八章 《数学原理》:数学方面
着的那个数目的关系来代替R。如果我们现在看一看关于这一个数目的0的后代,显然1是属于这个后代,因为1=0+1;而且,因为1属于0的后代,2也是如此;而且,因为2是如此,3也就是如此。这样下去,我们就得到一整套都属于0的后代的数目。我们可以把用所谓“数学归纳法”的证明应用于所有这些数目。数学归纳法是这样一个原理:如果一个性质属于0,并且属于有这个性质的任何数目下面紧接着的那个数目,那么,这个性质就属于所有的有限数。把“有限”数说明为0的后代,这是这个定义的直接结果。从前大家以为数学归纳法是一个原理,因为从前以为一切数目一定是有限的。这是一个错误。数学归纳法不是一个原理,而是一个定义。对于有些数目来说它是正确的,对于另一些数目来说它是不正确的。凡它能适用的数目就是有限数。举例来说,把1加到一个有限数上,这个有限数就增加了;一个无限数就不是这样。
整个这个祖先关系学说不但对于数目说来是十分重要的。因为这个理由,我们在提出数的定义来以前就创立了这个学说。
现在我来讲一个东西,我名之为“关系算术”,这占了《数学原理》第二卷的后半本的篇幅。从数学的观点来看,这是我对于这部书最重要的贡献。我所说的“关系数”
是一种完全新的数,普通数是这种数的一种极其特殊化的例子。我发现,一切能用于普通序数的那些形式定律都能用于这一种一般得多的数。我也发现,关系数对于了解结构是很要紧的。
有些辞(“结构”就是其中的一个),正如“等等”或者“系列”,虽然为人用得惯熟,却无确切的意义。借关系算术,“结构”这个概念就可以精确地加以界说。
这一个问题里的基本定义是前面已经提到过的“次序的类似”或“相似”的定义。
凡和关系有关的地方,这种东西所起的作用正和类似在类与类之间所起的作用是一样的。
类与类之间的类似就是一个一对一的关系的存在,把一类的每一项和另一类中的相关者连结到一起。P和Q两种关系之间的次序的类似就是指,有P领域对Q领域的那么一个相互关系产生者,凡是两项有P关系,它们的相关者就有Q关系,反之亦然。让我们举一个例证:假定P是已婚的政府官员的位次关系,Q是他们的妻子的位次关系,妻和丈夫的关系就使P领域和Q领域有这样的相互关系:只要是这些妻们有Q关系,他们的丈夫就有P关系,反之亦然。当P和Q两种关系在次序上是类似的时候,如果S是产生相互关系作用的那个关系,Q就是S和P的关系产物,而且是S的倒转。例如,在上面所举的那个例证中,如果x和y是两个妻,并且x对y有Q关系,而且,如果S是妻对丈夫的关系,那么,x就是对y的丈夫有P关系那样一个男人的妻,那就是说,Q和S与P的关系产物是同一关系,并且是S的倒转;S的倒转就是丈夫对妻的关系。凡P和Q是系列关系的时候,它们的相似在于它们的各项可以发生相互关系而不变换次序。但是相似这个概念可以用于一切有领域的关系,也就是,可以用于一切关系,在这种关系中,范围和倒转范围是一种类型。
我们现在说,一个P关系的关系数就是那些在次序上和P相类似的关系的类。这正有类于用次序的类似代替类的类似,用关系代替类的基数算术。加法、乘法和指数的定义有点儿类乎基数算术里的定义。加法和乘法都遵循结合定律。分配定律在一种形式中是适用的,但是,普通说来,在另一种形式中是不适用的。除了有关的关系的领域是有限的,交互定律是不适用的。举例来说,今有象自然数的系列的一个系列,在这个系列上加上两项。如果你把这两项加在开头的地方,这个新的系列就象是那个旧的系列;可是,如果你把这两项