希爾伯特是 20 世紀數學發展的領航人,特別是他在 1900 年於國際數學會議上提出 23 個重要問題。以下,我們要介紹他提出的一個有趣的例子:無限間房間的宇宙旅館。

在宇宙裡有一間旅館,這間旅館的特色是擁有無限多個房間,不過,當碰到重大節日時,依舊會客滿。今天是四年一度的宇宙奧運會,來自各地的旅客已經住滿了這間旅社,而來自某星球的一位奧會貴賓欲住進此旅館,於是他希望旅館經理可以幫他安排一間房間。旅館經理說這沒問題,於是,他想了一個辦法,只要請第一間房間的旅客搬到第二間房間去,第二間房間的旅客搬到第三間房間去,以此類推,每一個旅客都可以住到隔壁房間,而第一間房間自然可以騰出來。

不過,就當經理正要如此做時,x 星球的參觀團也到達了,這一個參觀團裡竟然有無限多個團員,他們也希望可以住進這一間旅館裡,這下子,經理就頭大了,騰出一間房間不難,要騰出無限多間就難了。還好,這時候有一個數學專家在場,他建議可以將旅客由第一間房間移到第二間房間,第二間房間的旅客移到第四間房間,第三間到第六間,第 n 間移到第 2n 間,如此,就可以空出 1,3,5,7,9,... 個房間來,除了第一間給奧會貴賓住之外,x 星球的無限多個旅客也可以住了近來。

不過,這時候 x 星球的參觀團團長覺得不好意思,他說,這樣子不是要所有的人都搬房間嗎?這樣太勞師動眾了,能不能只讓 1/100 之一的人做搬房間的動作即可。這時候,數學專家說沒有問題,只要 .... 就可以了。聰明的你知道數學專家的建議是什麼嗎?

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仲少的平行世界

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