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如何构造一个大数:
3+3+3=9
3×3×3=27
3的3次方的3次方,用3^3^3来表示。
3的3次方是27。所以3^3^3=3的27次方。
这个数大概有7.6万亿那么多。
这个数在凡人的眼界裡算是一个很大的数字了,但是比这个数大的数有很多。
比如说《严华经》之中的计量单位。
比如说有一个叫洛叉的计量单位,洛叉代表了1万。
1个洛叉叫一俱胝。
俱胝乘以俱胝是阿庾罗,是1的14次方,也就是1^14。
或者说无量,无量是1的2.8次方乘以1的32次方这么大。
这个数的意思不是说1后面有32个零,而是首先说2.8后面有32个零。然后这再把这个数作为位数,这个位数有2.8×1的32次方这么多位。
也就是说2.8×1^32(^符号代表次方)在次方的位置。
然后无量的无量叫无量转,无量转无量转就叫无边。
无边的大小就是1的11次方乘以1的33次方。
在华严经裡面计量单位最大的是不可说不可説转。
但是这样的增长速度实在太慢了,需要一个更快的运算方法。
高德纳箭头:
高德纳箭头的规则是这样的。
首先是:m↑n
如果祇有一个↑,它表示的含义很简单。
就是m的n次方,也就是m^n(^符号代表次方),就是m×m×……×m。一共有n个m相乘。
如果是:m↑↑m
如果是两个↑↑表示的是m↑m↑……↑m,一共有n个m。表示把之前的运算重迭n次。这就是两个箭头的意思。
三个箭头也一样,三个箭头的话就表示两个箭头,然后一共重複n次。
大概为m↑↑m↑↑……↑↑m,一共有n个m。
举一个例子。
比如说3↑3的含义就是3的3次方,3^3。3的3次方等于27。
第二个,3↑↑3等于3↑3↑3。就是3的3次方的3次方。从右往左算,就是3的27次方。
三个箭头就是3↑↑↑3。
按照之前的方式就是3↑↑3↑↑3。
首先3↑↑3表示3的3次方的3次方。
所以这等于3↑↑(3^3^3,3的3次方的3次方)这么多。
然后等于3↑3↑……↑3,一共有3^3^3这么多个3。
每一个箭头都表示一个幂次。如果这个数完整的写下来就是:
3^3……^3,然后一共有3^3^3层这么多,也就是大概7万多亿层。
它是一个塔,有7万多亿层,而每一层都是3的一个幂次。
至于3^3^……3中间的省略号省略了多少个3。
比如说两厘米写一个3,要把这个数字完整的写下来,需要从地球写到太阳上去。
而3↑↑↑↑3就已经是一个无法估量的数字了。
然后可以用高德纳箭头来到达第一个最小的大数——葛立恆数。
layer的意思是层,葛立恆数一共有64层。
葛立恆数有多大?
我们可以大概的说一个比方。
宇宙直径为92亿光年=8×1^26米。
普朗克长度=1.6×1^-34米。
我们把宇宙当成一个正方形立方体,然后横切、竖切它,把它切成一堆普朗克长度的正方形立方体,每一个普朗克长度写一个数字,一共能写1^183个数字。但相比葛立恆数,仍然是微不足道,相等于,甚至比不过最底层的3↑↑↑↑3。
把葛立恆数装到你的脑子内,会造成脑信息量太大,超过了黑洞的熵,把你的脑子变成一个黑洞。
TREE(3)
这个述准确的上限和下限都不明确。只知道这个数很大,衹能大概估计一个大小。但是想要理解TREE(3)这个数是怎麽来的还是很简单的。
首先先玩一个游戏。
计算机当中的「树」,TREE就是树。图论当中也有树。所谓树就是有一个根,然后生长出叶,中间用枝干连接。叶还可以继续生长叶,就是这样的形状。一般都是倒过来的,就是根在最上面。
但是要注意一点,一个树当中不能形成闭环。就是从根往下走,衹能走到某个最底端的叶,不可能走回到根去。这就是树的定义。
根和所有的叶叫做节点。一个树所有的节点应该比所有的枝干大,因为必须没有闭环。如果画的树不是这样的,那就画错了。然后任意一个节点上面的节点就是它的父亲,再上面一个就是它父亲的父亲。上面所有的节点一直到根都是它的祖先。基础概念就到这裡了。
游戏是这样的,画树。并且给每一个节点涂色,枝干不用管。先来最简单的,只用一种颜色。那可以画的树就有很多了。全部都是同一种颜色。
游戏的目标是要画出树儘可能多的森林。而森林其实就是树的序列“树列”。简单就是两个树以上放在一起就叫森林。既然是游戏就肯定有规则。而这个游戏有两个规则:第n棵树的节点个数不能超过n,就是第1棵树就衹能有一个节点,就祇有根。第2棵树最多两个节点,第3棵树最多三个节点,以此类推。
规则二,每棵树不能是它后面任意一棵树的子树。后面的数也不能包含前面的数。
先理解一下子树是什麽。比如说有一棵树,它砍掉任意节点之后就是前面的某一棵树。这就是子树,规则不允许。不能包含前面的树意思就是inf-preservingembeddable(下确界保留的嵌入)。比如说某一棵树的子树可以嵌入到这棵树当中,就像拼图一样能够找到相同的部分。下确界保留就是最的下界。一棵树的下确界就是对于两个或者若干个节点来说,他们的下确界就是最近的,公共的祖先。
画图来理解:
比如说有这样一棵树,三个节点,三种颜色。然后来看看它后面不能出现哪些树。
第2棵树很明显是不可以出现的。因为第2棵树是第1棵树的子树,违反规定。第3棵树第一眼看上去不是子树,但仍然违反规定。先看第1棵树,最下面的蓝色和绿色的节点的共同祖先是红色的节点,而第3棵树蓝色和绿色节点的共同祖先不是中间的那两个红色节点,最上面的那个红色节点才是。所以这三个节点就算是包含了之前的树。因此第3棵树也违反规定。下确界两个条件:最近的,共同的祖先。也就是说衹要前面有这棵树,你在枝干上插入多少节点也不能出现。因为这些节点的公共祖先还是同一个。这其实有点拓扑的意思。现在规则已经明确,可以开始游戏了。
先是TREE(1)就是用一种颜色。这个TREE()函数就代表树的个数。要儘可能多的去画。你不能故意画死第2颗树。然后这个TREE()要大写,小写的tree()函数是弱的tree函数。
一种颜色,比如说红色。第1棵树衹能有一个节点,所以祇有一个根,结束了。第2棵树最多两个节点,但会发现画不下去了,无论怎麽画,第一棵树都是后面的子树,违反规定。所以TREE(1)=1,最多就衹能画一个。
然后是TREE(2)。两种颜色,比如说红和蓝。第1棵树选择红色,第2棵树最多两个节点,但是衹要带上红色就结束了。所以先画一个蓝色。这样也是可以的,因为节点衹要不大于两个就可以。但是如果这麽画,第3颗树无论怎麽样画都不行。肯定会包含前两个其中一个。所以第2棵树选择画了两个蓝色。第3颗树依旧不能出现红色,衹能选蓝色。所以又只剩下一种画法,就是祇有一个蓝色的根。这是允许的,因为是后面不能包含前面。前面包含后面是可以的。TREE(2)=3。最多隻能画三个。
TREE(3)。三种颜色可以选择,比如说红,蓝,绿。第1个还是红色,你会发现第1个颜色是没什麽意义的。因为后面都不可能出现这个颜色。第2个还是画两个蓝色。第3个可以选择绿色。比如说第3个可以按照图中这麽画。第4个可以按照图中这麽画。第5个可以按照图中这麽画。第6个,第7个,第8个,第9个……
然后你会发现,衹要你按照规则走下去,似乎这个游戏就不会终止。但也正因如此,所以TREE(3)是一个很大的数。
但是有一个问题,为什麽会知道TREE(3)是有限的。如果它是无限大,这个游戏是否永远不会终止。那样YREE(3)就没有意义了。
其实TREE(3)是有限的这是经过严格证明的。是由克鲁斯克尔证明的。克鲁斯科尔的证明过程可以用一句话来概括:如果是TREE(3)无限的,这个游戏可以一直画下去,那就一定存在违反规则的情况,就是后面会包含前面。所以TREE(3)肯定是有限的。就和无限猴子理论一样。
既然是有限的,就尝试来理解一下TREE(3)到底有多大。有很多种运算方式可以用来表示大数,而这次要运用的是超运算表示法。
超运算:
用比较简单易懂的方式解答超预算。
a[1]b=a+b
a[2]b=a×b=a[1]a[1]a……[1]a(一共有b个a进行超-1运算)
a[3]b=a^b=a[2]a[2]a……[2]a(一共有b个a进行超-2运算)
a[4]b=a[3]a[3]a……[3]a(一共有b个a进行超-3运算)
以此类推……
不过,超运算要从后往前算。
例如2[4]4=2[3]2[3]2[3]2
=2[3]2[3]4(先把最后面的两个2次方,得出4)
=2[3]16(把最后面两个数字计算,就是2的4次方,等于16)
=2^16(2的16次方)
现在定义超N运算,就是a[n]b。
A是底数,B是超指数,N是阶数。
这表示了有b个a进行超[n-1]阶运算。
比如説2[5]4=2[4]2[4]2[4]2(一共4个2)
=2[4]2[4]4(2[4]2等于2^2=4)
=2[4]65536(然后2[4]4等于2^16=65536)
=2^2^2……^2(一共65536个2)
现在利用超运算定义一个阿克曼函数。
定义A(x)=2[x+1]x
A(1)=2[2]1=2
A(2)=2[3]2=2^2=4
A(3)=2[4]3=2^2^2=16
A(4)=2[5]4=2^2^2……^2(一共65536个2)
以此类推。
但是这个函数增长速度仍然不够快。
如何纔能够更快呢?
举一个例子。
我打开一个空白word文档。
如何纔能够以最快的速度打字?
一个字一个字打增长率就是1,不够快。
有一个办法。
複製粘粘。
打了十个字,然后複製粘粘。增长率就是原来的十倍。
但依然不够快。
複製粘粘十次后,一共有一百个字。然后把这一百个字全选,再複製粘粘。增长率达到一百倍了。
一千个字时再次全选複製粘粘。增长率达到一千倍。
不断的重複,打字速度就会不停的增长。
这个办法带来的是函数的嵌套。
再次以阿克曼函数为例。
如何纔能够使函数值超级大?
不是把A(x)当中x的数值变大。因为这太慢了。
你把x写成一亿两亿上去也不够快。
现在已知A(4)的数值十分之大。
那就把A(4)放入函数之中。
形成A((A(4))。
把上一个函数的结果当成自变量输入进去。
这就是函数的嵌套。
也可以再套一层,形成A(A(A(4)))。
但是如果想套一百层就需要写一百个A,过于麻烦。
所以需要将其简化。
把一百写到函数中A的右上角。
也就是A^1(4),如此便是进行了一百次嵌套。
葛立恆数大约等于A^64(4)。
而超运算带出了另一个比葛立恆数更大的数字,TREE(3)。
它的数量级是A(1)嵌套A函数A(187196)次。
A^A(187196)(1)
=A(A(A(A(A……(A(A(1)))……)一共嵌套了A(18796)层。
比如说你写个1,后面不停的写。从宇宙大爆炸开始,每一个普朗克时间写一个。普朗克时间是1^-44秒。这意味着每秒钟你能写1^44个。
就算这样从宇宙大爆炸一直写到宇宙毁灭,你写的数也没有TREE(3)大,甚至约等于。
但TREE(3)并不是最大的大数。在它的后面还有SSCG(3)。
SSCG(3):
在数学中,简单子三次图(SSCG)是一个有限简单图,其中每个顶点的度数最多为3。假设我们有一系列简单的子三次图G1,G2,...这样每个图Gi最多有i+k个顶点(对于某个整数k)并且对于没有iω是明确的。另一方面α₀VOrd,满足相同的性质α₀。事实上,对于任何无参数公式Φ,ΦVOrd相当于在下面T。由于许多公式,例如β∈α,α是oodle,n是公式的哥德尔数,等等,对于包含而言是绝对的VOrd→V,这意味着αₙVOrd对于任何n<ω。我们获得Ord^VOrd=Ord,这与小Ord
总而言之,FOOT和BIGFOOT定义不明确。
替代公式
如上所示,BIGFOOT的原始定义与合理集合论相矛盾。第一个问题是定义不明确α₀,其反射属性普遍量化(Goedel数)公式φ(α)自由出现一个可变项α。另一方面,如果我们考虑理论T₀通过添加常数项符号给出α₀一阶oodle理论和图式的语言α₀∈On∧((∃β∈On,Φ(β))关于公式Φ(α)自由出现一个可变项α原始未指定公理的变体α₀可定义为在T₀这裡表示oodinals的类。虽然α₀没有将原件形式化α₀,它可以起到类似的作用。同样,一个变体aₙ的αₙ理论上是可以定义的Tₙ以类似的方式构造任何元理论自然数n。
在这裡,最小公扩展的自然数T∞塔的(Tₙ)n∈Ν一阶oodle理论的不一定等于元理论自然数n,即自然数,其定义公式是理论上给出的语法为“n-继任者”。因此构建αₙ对于每个元理论自然数n没有给出明确的序列(αₙ)n∈N在T∞。为了构造一个变体Ord,我们需要进一步的论证。
可以在这样的方向上定义BIGFOOT的变体,但结果数字将与BIGFOOT完全不同。
LittleBigeddon
LittleBigeddon是一种基于集合论语言扩展的gogogologism。它由用户Emlightened于217年1月5日定义。[1]用户LittlePeng9是BIGFOOT的创建者,他在原博文中写道“......我会说这是一个值得输给......的大量数字”。LittleBigeddon应该比BIGFOOT大。不幸的是,BIGFOOT定义不明确,因此这种比较没有意义。
不考虑幼稚的扩展,LittleBigeddon通常被认为是最大的命名数字。然而,Oblivion、UtterOblivion和任何基于Oblivion的函数都可以被认为比LittleBigeddon更大,但是如果它们定义得足够好并且足够符合googology的基本规则来获得这个称号,那就值得怀疑了。最后发现,LittleBigeddon的定义也包含很多错误。
LittleBigeddon的定义
在集合论的语言中,我们添加了一种额外的变量,称为秩变量,可以通过指定的秩量词来量化∀ʀ,和一个三元谓词T,这是超限迭代的真值谓词。然后我们将LittleBigeddon定义为最大数k这样有一些一元公式φ在语言中L={∈,T}量词等级≤12↑↑12这样∃¬a(φ(a))∧φ(k)。
问题
该定义包含许多错误。例如,没有d∈c满足条件∀e∃!f(d=〈f〉)在定义的第二行T,IET总是假的。哥德尔密码d=e和de∈在第四和第五行没有意义,因此似乎是拼写错误xᵈ=xᵉ和xᵈ∈xᵉ.。评价c(d)第四、五、六行是未定义的。
因此,严格来说,LittleBigeddon是不明确的,除非消除如此巨大的错误。
Sasquatch
Sasquatch是一种基于集合论语言扩展的gogogologism。它由wikia用户Emlightened于217年3月27日定义。它也被称为BigBigeddon。这将是最大的有效googolism,但社区无法理解。于是,这份荣誉就给了小比格登。然而,事实证明,它们的定义包含严重的歧义和许多错误。
Sasquatch的定义
我们以语言工作(∈,∉,<),其中相等是一个定义的符号。∈,∉和<是二元谓词,我们还定义一元函数F和R从这些。
然后我们将大脚野人定义为最大数k这样有一些一元公式Φ在语言中{∉,Q}(在哪裡Q(a,b)↔R(a)=b)量词秩≤12↑↑12这样∃!a(Φ(a)∧Φ(k))
问题
该定义包含许多错误。例如,在R设置条件后定义“(∉,R,F)|=tisanordinal",这会导致循环逻辑。另外,F以类似的方式定义。也许它们只是作者滥用符号,但确切的含义是相当模煳的。例如,R(t)应表示为f(∉,R,F,t)对于一个新的功能符号f因为它的定义取决于(∉,R,F)
此外,语言中的公式{∉,Q}不承认解释(V,∈).因此,在Sasquatch的定义中使用的这些公式的真实性是没有意义的。作为结论,Sasquatch是不明确的。
花园数
大数花园数等于f¹⁰(1↑¹⁰1),在哪裡f是超越高阶集理论的一阶理论中定义的函数。
这个数字可以被认为是最大的明确定义的gogogologism
定义
理论
首先,通过将一元函数符号U添加到具有可数多个变量项符号和集合成员关係符号∈的一阶集合论语言中来定义语言L。将ZFL定义为属于ZF集合论公理的L-公式的集合。在这裡,ZFL中的理解和替换公理模式由所有L公式参数化,即可以包含U的公式。通过添加可数个常数项符号、可数个函数符号、可数个函数符号来定义一阶逻辑的形式语言L许多关係符号和一个新的一元函数符号Θ使用显式哥德尔对应关係对L的显式形式化。然后,我们用ZFCL表示L-公式属于ZFC集合论公理,这裡,ZFCL中的理解和替换公理模式由所有L-公式参数化,即可以包括U的形式化的公式,附加常数项符号,附加函数符号,附加关係符号和Θ。我们在ZFL中将ε和L公式以下的序数显式编码为自然数,并形式化Henkin公理“如果存在满足P的x,则Θ(n)满足P”,对于每个变量项符号x,每个L-通过重複后续操作将代码n形式化为ZFCL的公式P,
用ZFCHL表示由Henkin公理模式增强的理论ZFCL。新的函数符号Θ扮演“Henkin常数族”的角色。请不要混淆基本理论ZFL和形式化理论ZFCHL。用U1表示L公式“对于任何序数α,U(α)⊨ZFCHL”。在由{U1}增广的ZFL下,U(α)形成ZFCL的模型,因此形成任何序数α的L结构。我们用UU(α)表示U在U(α)中的解释。我们用U2表示L-公式“对于任何序数α和任何β∈α,UU(α)(β)=U(β)”,并由U3得到L-公式“对于任何序数α,存在一个序数β,使得|U(α)|=Vβ并且对于任何x∈Vβ和任何y∈Vβ,x∈U(α)y等价于x∈y",其中Vβ表示冯诺依曼层次。定义T为L-公式的集合ZFL∪{U1,U2,U3}。
嵌入
通过给ZFC集合论中的每个原子公式xi∈xj赋予L-公式(xi∈xj)∧(xj∈U()),理论T可以看作是ZFC集合论的扩展.特别是,在ZFC集合论中定义的集合N在U()处被解释为T的项,这与在ZFL下定义的项N一致,因为U()是ZFCL的传递模型。因此在ZFC集合论中可定义的大数也可在T中定义,并形成一个大数项。此外,由于L允许无限多的常数项符号、函数符号和关係符号,即使是通过将可数许多常数项符号、函数符号和关係符号添加到ZFC集合论而给出的理论中的封闭公式也可以在U()处解释为T中的一个封闭公式。此外,通过将未排序的MK集合论中的每个原子公式xi∈xj分配给L-公式(xi∈xj)∧(xj∈U()),理论T可以看作是MK集合理论的扩展。粗略地说,U()形式上扮演一阶集论宇宙的角色,U()的幂集形式上扮演二阶集论和一阶类论宇宙的角色,而它的幂集在形式上扮演了三阶集合论宇宙的角色。由于它们都包含在U(1)中,因此U在形式上起着严格递增的高阶集合论宇宙序列的作用。请注意,这种严格递增序列的存在可以在ZFC集合论中构建,该集合论由格洛腾迪克宇宙公理增强,这齣现在通常的数学中。
大数字
显式定义一个满射图:CNF:N→ε;i↦CNF(i)使用康托范式。对于L公式P,用IsDefinition(P)表示L公式“存在一个x使得P并且对于任何i,(P)[i/x]意味着i=x”。用Definable(m,i,P)表示L-公式"i∈N,P是L-公式,U(CNF(i))⊨IsDefinition(P),并且U(CNF(i))⊨(P)[m/x]",其中(P)[m/x]中的m被明确视为参数。对于一个n∈N,将f(n)定义为满足i∈n、P∈n和Definable(m,i,P)的m∈N之和,这样,最终就有了一个不可计算的大函数f:N→N;n↦f(n)。从这裡开始,大数花园数是f¹⁰(1↑¹⁰1)