2 Zeichen und Zahlen

2.2 Zahlen

2.2.1 Natürliche Zahlen

Wir beginnen mit der Menge der natürlichen Zahlen math formula, von den Zahlentheoretikern mit math formula bezeichnet und "natürlich" genannt, weil sie von den Menschen, soweit die Erinnerung reicht, zum Zählen benutzt wurden. Die Physiker denken dabei etwa an Teilchenzahlen, z.B. die Zahl der Atome oder Moleküle in einem Mol.

Seit alters gibt es für die natürlichen Zahlen zwei verschiedene Verknüpfungen: die Addition und die Multiplikation, die je zwei natürlichen Zahlen math formula ( "die Zahlen math formula und math formula sind Elemente aus der Menge math formula" ) eine neue natürliche Zahl zuordnen, weshalb sie interne Verknüpfungen genannt werden:

die ADDITION:            
interne Verknüpfung: math formula mit dem
Kommutativen Gesetz: math formula und dem
Assoziativen Gesetz: math formula und
 
die MULTIPLIKATION:
interne Verknüpfung: math formula oder math formula ebenfalls mit einem
Kommutativen Gesetz: math formula und einem
Assoziativen Gesetz: math formula und darüber hinaus einem
Neutralem Element: der Eins: math formula


die beiden Verknüpfungsoperationen, Addition und Multiplikation, sind durch das

Distributive Gesetz:                       math formula                  miteinander verbunden.


Einschub: Kurzschrift


Einschub: Gegenbeispiele


Anschaulich kann man sich die natürlichen Zahlen als äquidistante Punkte auf einer Halbgeraden vorstellen:

math formula
Bild 2.1: Die natürlichen Zahlen

Für die Physiker ist es manchmal zweckmäßig, wie bei einem Maßstab die Null math formula hinzuzunehmen, also math formula zu math formula zu ergänzen. Dadurch erhält auch die Addition ein eindeutig bestimmtes

Neutrales Element: die Null: math formula

In "logischer Stenographie":    math formula

ganz analog wie beim neutralen Element der Multiplikation.

Einschub: Zur Geschichte