随机画一条线段,其长度最有可能是有理数还是无理数?

如果从数学的角度看,我们先定义了单位长度,再随机画一条线段的话,这条线段的长度在概率上100%是无理数;但是物理世界不是连续的,存在最小物理长度,而且单位长度也是人为定义的。

数学角度

数轴上的数分为有理数和无理数,其中有理数是可数的,无理数是不可数的;“可数”指的是集合中的元素可以和自然数(0、1、2、3、4……)一一应对,否则该集合就是不可数的。

有理数有无穷多个,无论怎么取两个有理数,我们在这两个有理数之间都可以得到新的有理数,那么有理数如何与自然数一一对应呢?

这个问题早在19世纪,就被德国数学家康托尔解决了,他发明的对角线法则,让有理数和自然数形成一一对应,按照下图中的箭头,理论上我们可以得到所有的有理数,也就是说有理数是可数的。

但是这一方法无法对无理数使用,康托尔最后证明“无理数是不可数的”,也就是在一条数轴上,从某种程度上说无理数要远远多于有理数,这一想法开创了超穷数理论,知道了这点,我们就可以回答题目问题了。

在数学的角度看,单位长度预先约定的情况下,我们随机画一条线段,那么这条线段的长度几乎肯定是无理数,概率上为100%,但是“概率100%”并不等于“一定发生”,前者是后者的必要不充分条件。

另外,我们得明白,单位长度是人为规定的,我们也可以先划线段,然后把这条线段定义为“1”。

物理角度

量子力学表明,我们的物理世界不是连续的,存在最小长度(普朗克长度),甚至连时间、空间都存在最小值,所以数学中无理数的准确值,对于物理世界来说并没有太大意义。