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数量是什么?数量关系的本质是什么?
数量是对现实生活中事物量的抽象。从远古时代开始在日常生活和生产实践中人们就需要创造出一些语言来表达事物事件与物体量的多少比如狩猎收获的多少祭祀牺牲的多少等等。在古代中国这样的表述可以追溯到商代的甲骨文参见附录的话题1。虽然在这样的表达中出现了数字但这些数字都是有具体背景的在这样的表达中数字后面都有后缀名词。在现代汉语中一些表示数量的后缀名词的具体形式已经被根深蒂固地保留下来了比如一粒米、两条鱼、三只鸡、四个蛋、五匹马、六头牛、七张纸、八顶帽子、九件衣服、十条裤子等等。我们称这种有实际背景的、关于量的多少的表达为数量。
在上面的表达中,其中的数字还不具有数字符号的功能,只能把这些数字理解为与数量有关的事物的记载:一粒米与一头牛是不可同日而语的,虽然都是数量"一"的具体例子;此外,这样的表达是不利于进行运算的:一粒米加上一头牛是什么呢?因此,虽然数量是对现实世界中与量有关的事物的一种抽象,但数量还不能作为数学研究的对象,数学研究的对象应当是比数量更为一般的抽象。为了实现更为一般的抽象,就必须把握数量的本质,这个本质表现在数量的关系之中。
数量关系的本质是多与少。经验告诉我们动物也能够分辨清楚的东西这些东西往往就是本质的。动物能够分辨多与少一个生动的例子可以参见附录的话题2因此可以认为数量关系的本质是多与少。可是当人们还不会计数时如何准确地分辨数量的多与少呢
对于同样的东西,问题还是比较简单的,因为数量是一个一个多起来的。比如,四个苹果是在三个苹果的基础上又多了一个苹果,所以四个苹果要比三个苹果多;同样的道理,五个苹果要比四个苹果多;又因为"多"的关系具有传递性,因此五个苹果要比三个苹果多。"少"与"多"是对应的,因此用同样的方法可以理解"少"。
对于不同的东西问题将变得比较复杂因为很难理解四粒米要比三头牛多。这时可以采用对应的方法来比较多少比如有若干个苹果还有若干个橘子如何判断是苹果多、还是橘子多呢可以实施下面的过程来判断多少把苹果看作一个集合把橘子也看作一个集合从苹果的集合中拿出一个同时也在橘子的集合中拿出一个重复这个过程如果最后苹果的集合中还有剩余这就说明苹果的数量比橘子的数量多反过来也说明橘子的数量比苹果的数量少。我们称这种比较数量多少的方法为对应人们最初就是用这种对应的方法来比较数量的多少一些例子可以参见附录的话题3。在现代数学中人们把这种对应的方法应用于无穷集合大小的比较。
从上面的讨论可以看到,比数量更为一般的抽象,或者说,能够成为数学研究对象的抽象已经呼之欲出了。但是,应当如何来描述这个抽象呢?