物理界四大神兽的能力(物理学四大神兽之一)

1芝诺的乌龟

一尺之锤,日取其半,万世不竭——《庄子》

一尺长的鞭,每天取它的一半,一天截取一半,万世也截取不尽。

庄子提出了有限的物体可以无限分隔的思想,无独有偶,公元5世纪,著名的数学家和哲学家芝诺也提出了相似的思想,其中最有名的要数阿基琉斯追不上乌龟。

物理界四大神兽的能力(物理学四大神兽之一)(1)

阿基琉斯是古希腊非常著名的运动员,擅长跑步,而乌龟又是速度很慢的动物,如果让阿基琉斯落后乌龟100米,然后追赶乌龟,会怎样呢?

我们一定认为阿基琉斯可以毫不费力的追赶上乌龟,但是芝诺却认为阿基琉斯怎么也追不上乌龟。

物理界四大神兽的能力(物理学四大神兽之一)(2)

在芝诺看来,假如刚出发时,阿基琉斯在A点,乌龟在B点,经过一段时间以后,他赶到B点,但是乌龟却已经到达C点,等他赶到,乌龟已经又向前移动,到达了D点……虽然他们之间的距离一直在缩小,但是他永远追不上乌龟。

这个悖论没有规定二者距离为0的情况,所以他们的差距可以被演绎到无限小,想想我们开头说的,一尺之锤无限分隔的例子?

2飞矢不动

我们都知道,射出的箭在飞行过程中一直是出于运动状态的,但是芝诺认为,如果把飞行状态分成无数个瞬间,我们会发现在每个瞬间这个箭都有一个固定的位置——那么如果这个件在运动的每一个瞬间都没有动,那么在整段时间中,这支箭也没有移动。

物理界四大神兽的能力(物理学四大神兽之一)(3)

移动中的飞矢

3跳出悖论思维

悖论之所以讨厌,是因为它用看似无懈可击的推导过程得出来与我们生活经验相违背的结论,面对悖论,不能指出或者强调它的事实错误,而要跳出它的逻辑,指出它的逻辑错误。

芝诺的乌龟其实模糊了无限的概念,阿基琉斯追上乌龟之前的空间距离可以无限分隔,但是我们知道,他最终一定是能追上乌龟的,从起点到追上乌龟的终点的距离是一个定值,在思维世界中,阿基琉斯追上乌龟需要无限多的步骤,但是在实际操作中只要11秒就可以完成。

至于飞矢不动,则是模糊了时刻和瞬间的概念,瞬间就作为一个时间段,即使分隔的再细,也是一段有始有终的时间,在某一时刻只谈位置不谈运动,是偷换概念。

物理界四大神兽的能力(物理学四大神兽之一)(4)

莫比乌斯环

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