其实,1้0的幂次并不是什么神秘的东西。任何一个比一大的数的幂次都可以起到เ这样的效果。例如,假定我们现在想用8๖的幂来写出7๕291้这个数,这时应当记住

在任何一种这样的数学体系中,你都必定不可能ม根据它的公理推导出既是如此又非如此的结论,因为如果这样的话,这个ฐ数学体系就不可能ม不具有内在矛盾,就会遭到淘汰。

到了1้68๖7๕年,牛顿出版了他用拉丁文写的《数学原理》。根据大多数科学家的看法,这是自古以来第一部ຖ最伟大的著作。在这部著作中,他提出了他的物体运动三大定律,他的万有引力理论以及许多其他问题๤。他以严å格的希腊风格应用了数学,并以最完美的方式把各种现象联系在一起。凡是读过这部书๰的人,都不得不承认世界上终于出现了一位不但可与任何一个ฐ古代思想家并驾齐驱,甚至胜过他们的伟大思想家,不得不承认他所提出的宇宙图案不仅是无຀懈า可击十分完善的,而且从它的合理性和必然性方แ面来说,都大大胜过希๶腊文献中所提到的东西。

以上这些,正如我已经说过的,是一种理想的科学研究方法。但是在真正的实践中,科学工作者并不需要像做一套柔软体操那ว样一步一步地进行下去,而且他们通常也๣不这样做。

现在让我们进一步提出这样一个ฐ问题:-1的平方根是多少?

对于这个问题๤,我们感到有点为难。答案不是+1,因为+1้的自乘๖是+1;答案也不是-1,因为-1้的自乘同样是+1้。当然,(+1)x(-1้)=(-1),但这是两个ฐ不同的数的相乘๖,而不是一个数的自乘。

这样,我们可以创造出一个数,并给它一个专门的符号,譬如说#1้,而且给它以如下的定义:#1้是自乘๖时会得出-1的数,即(#1)x(#1)=(-1้)。当这种想法刚提出来时,数学家都把这种数称为“虚数”这只是因为这种数在他们所习惯的数系中ณ并不存在。实际上,这种数一点也๣不比普通的“实数”更为虚幻。这种所谓“虚数”具有一些严å格限定的属性,而且和一般实数一样,也๣很容易处理。

但是,正因为数学家感到这种数多少有点虚幻,所以给这种数一个ฐ专门的符号“i”(imaginary)。我们可以把正虚数写为(+i),把负虚数写为(-i),而把+1้看作是一个正实数,把(-1)看作是一个负实数。因此我们可以说√ ̄(-1)=±i。

实数系统可以完全和虚数系统对应。正如有+5๓,-1้7.3๑2๐,+3/1้0等实数一样,我们也可以有+5๓i,-17๕.32๐i,+3๑i/1้0่等虚数。

我们甚至还可以在作图时把虚数系统画出来。

假如你用一条以0点作为中点的直线来表示一个ฐ正实数系统,那ว么,位于0点某一侧的是正实数,位于0่点另一侧的就是负实数。

这样,当你通过0่点再作一条与该直线直角相交的直线时,你便可以沿第二条直线把虚数系统表示出来。第二条直线上0่点的一侧的数是正虚数,0่点另一侧的数是负虚数。这样一来,同时使用这两ä种数系,就可以在这个平面上把所有的数都表示出来。例如(+2๐)+(+3๑i)或(+3)+(-2๐i)。这些数就是“复数”

数学家和物理学家发现,把一个平面上的所有各点同数字系统彼此联系起来是非常有用的。如果没有所谓虚数,他们就无法做到这一点了。