一个看似简单实则复杂的悖论,困扰了人类两千多年!
更新时间:2024-12-08 12:27 浏览量:5
在古希腊哲学家芝诺所提出的各种悖论中,阿基里斯悖论可以说是最著名的一个。
尽管这个悖论非常简单,但却一直困扰着人类长达两千多年。
芝诺诞生于公元前490年左右,当时阿基里斯和乌龟这两个名字只是传说中的人物,如今我们只能通过古希腊戏剧进行想象。
然而,看到这幅图片后,我们可以非常清楚地看到赛跑者在比赛中发生的事件,以及他们之间的速度差异。
尽管阿基里斯的速度是乌龟的十倍,但在理论上他永远追不上乌龟。
因为尽管乌龟走了一段距离,阿基里斯也会追上一小段距离,这个过程会反复进行。
然而,在现实生活中,两者之间的差距如此巨大,以至于人们不会怀疑这样简单的问题。
然而,有一次,当牛顿听说这个问题后,他犹豫了一会儿才说出了“既然如此,那我们来试一下”。
然而,这个游戏的问题仍然困扰着当时的数学家,甚至许多数学家声称无法通过数学来解决这个问题。
在赛跑之前,首先要完成一个动作,那就是击掌。
之后,你插入一根手指,另一根手指也插入一根手指,然后插入两个手指,再插入三个手指,依此类推。
人们似乎意识到有些地方不应该太认真,并且在现实中两个人完美地完成了这个动作。
从数学的角度来看,这似乎是一个非常简单的问题,但在现实生活中,这两个人之间的眼神交流表明他们彼此都明白,最终他们给出了令人满意的答案。
然而,一旦将这个简单的动作变成一个数学问题,对数就会迅速以指数级迅速增长。
例如,当你将每一击分成十次时,你可以将其写作10^1,但是在每个小命令后面还有另一个10,所以它可以写作10*10^1=10^2。
大致如下:
因此,2次分割等于10的2次方展平,即100;
3次分割等于1000,它等于10的3次方展平,即1000;
4次分割等于10000,它展平为10的4次方,即10000。
如此推理下去,实践表明,任何数字如果每一击输入10次,其总和都被认为是10到几次方。
当我们将每一击插入每一击分成两部分时,最后一次将是1^n,并且它将遵循同样的模式。
所以12只手,即6对手,可以算作2^6=64,因此有64次分割的方式;
相同的道理25只手,也就是12只手,两只左手,两只右手,总共有概率数:
2^(25-1)=2^24=16777216=16777216。
然而,在实践中,两个人没有任何困难地完成了这个简单的操作,但在数学上,他们无法给出一个令人满意的答案。
当这个简单易懂又令人不解的问题被提出时,即使牛顿大声表示怀疑,“既然如此,我们就将它解开!”
我们慢慢地来,现实世界的每一个小果实在计算机面前都是小速度,或者可以说是瞬间。
与此同时,哲学家和数学家们正在对此进行多方面的研究。
关于阿基里斯和乌龟之间为什么会有这样令人困惑的问题,芝诺给出了以下解释:
阿基里斯是希腊神话中的一位英雄,以速度快著称,一般说法是他的速度是乌龟的十倍。
因此,在比赛开始之前,乌龟给自己的进度条设置了标准,因为它太慢了,所以选择了先占领550米的起点,以此来争取先发优势。
赛跑开始后,希腊人阿基里斯过去几天没能战胜对手,于是他继续努力奔跑,每秒550米最终获得胜利。
根据赛跑者所占据的位置,他首先向前迈出了55米,然后以阿基里斯(550→5)的速度奔跑前进,但是在这段时间里,优先考虑的是乌龟(0.Context):
这是每个人都可以解释的情况,但在数学上却是一个难题:当乌龟走55米时,阿基里斯正在输入此处输入数据,因此这是第二个小数点位数的问题。
第二步:阿基里斯继续追赶,从这里再走25米;
此时,他来到小数点之后,并且此处输入数据。由于这两者之间的关系,乌龟接下来前进了5.5米,将3米移到小数点后面,其中还有一个们所分割出的数字字符串,因此第二段小数点位数的问题就是这样产生出来。
第三步是阿基里斯每次前进5米,这一过程可以无限分割,其中间肯定还存在很多“点位”:
因此,不论其分割为多少次,它都无法穿越这段距离,并导致发生冲突。
芝诺观察到了人类的一种认知,即人们通常不会考虑无限级数的问题,但是一旦我们进行思考,就会发现,这个问题不仅仅局限于物理学和实验室中的微观粒子。
人类会本能地想,如果数字可以无穷无尽,那么时间和空间也应该无穷无尽。
但是物理学家告诉我们,这种想法严重依赖于数学本身,对现实世界而言并不准确。
例如,时间有其极限空间,有其极限,如普朗克时间和普朗克长度,它们是已知物理学中最小的两个数值单位之一。
因此,我们的想象力是无限的,但我们的现实是有限的。
然而,根据数学计算,一些经验丰富的数学家发现,这些无穷多个数在加起来的时候,像牛顿说的一样,可以无限接近某个确定的数值和,也称为“良态”。
综上所述,数字分割带来的不仅仅是一个令人困惑的问题,而是将哲学、数学和物理学联系到一起。
那么,击掌动作在现实生活中如何做呢?
显而易见:这两个现实都是人类的问题,经验丰富的人能更好地与世界互动。
无论数字如何分割,它们最终在现实中都不会改变本质,人们完成了这个简单易懂又令人不解的问题并且没有任何困难。
这涉及到哲学、科学和数学之间的联系。
因此,这些人在不同领域中的卓越贡献和力量可能体现在这些悖论中,反映大学生们内心深处更深层次的需求和希望:在人类活动中,我们能认识什么?
我们该如何确保自己的利益?
以及我们如何确定所有事物间关系?