现在我们粗暴地让q=-1,于是就出现了
这个结果似乎还能令人接受,可是,q=-1毕竟是个“不合法”的条件,我们需要更合理的途径来安抚内心的不安。如果把这个级数的前n项和记做A(n),我们现在动手来求 A(∞)。
哈!根据这个等式,我们又一次得到了 A(∞)=½ 的结果。这回貌似没有明显违法的地方了,警察来了也不怕。可是,总还是感觉哪里不对。
A(1)=1
A(2)=1-1=0
A(3)=1-1 1=1
…
可以看出A(n)在1和0之间来回跳动,按照极限的定义,
这个极限不存在。当我们写下A(∞)这个符号时,它究竟指代什么,还没有清楚的定义。其实这也是发散级数求和的基础问题:如何定义发散级数的和。
相关的定义不止一种。大体来说,主要有切萨罗求和与阿贝尔求和两类,另外拉马努金和黎曼等人也发展出许多更一般性的理论,中间还掺有源自欧拉的诸多贡献。那些数学语言虽严格,但催眠和劝退的副作用也不小,所以本文不打算纠结于那些从集合论谈起的基础定义,只使用非常“物理”的视角来定义: A(∞)表示所有 A(n)的平均值。