阿基里斯与龟(芝诺悖论)
阿基里斯是希腊传说中跑得最快的人。
一天他正在散步,忽然发现在他前面100米远的地方有一只大乌龟正在慢慢地向前爬。 乌龟说:“阿基里斯!谁说你跑得最快?你连我都追不上!”阿基里斯回答说:“胡说!我的速度比你快何止百倍!就算刚好是你的10倍,我也马上就可以超过 你!”乌龟说:“就照你说的,我们来试一试吧!当你跑到我现在这个地方,我已经向前爬了10米。当你再向前跑过10米时,我又爬到前面去了。每次你追到我 刚刚耽过的地方,我都又向前爬了一段距离。你只能离我越来越近,却永远也追不上我!”阿基里斯说:“哎呀!我明明知道能追上你,可你说的好像也有道理,这 是怎么回事呢? ”
用现代数学来解释这个论证:设慢跑者为快跑者速度的1/10,快者跑10单位长度,慢者只能跑1单位长度,按10:1列式为:1/10+1/100+1/1000+……+1/n,这样只能无限接近,不能赶上。
这是芝诺(Zeno of Elea)悖论之一的阿基里斯与龟。与其中的二分法悖论类似。二分法悖论为:
一个位移的事物在达到目的地之前必须先抵达一半处,可是这种一再二分的一半是为数无限的,因此不可能走完为数无限的路程,因此运动不存在。
这和中国古代哲学中的“一尺之棰,日取其半,万世不竭”的道理是一样的。
对这两个“悖论”,亚里士多德(Aristotle) 认为芝诺的这些想法都是错误的。亚里士多德说,“芝诺在有一个论证里犯了错误。他主张一个事物不可能在有限的时间里通过无限的事物,或者分别地和无限的事 物相接触。须知长度和时间被说成是‘无限的’有两种涵义,并且一般地说,一切连续事物被说成是‘无限的’都有两种涵义:或分起来的无限,或延伸上的无限。 因此,一方面,事物在有限的时间里不能和 数量上无限的事物相接触,另一方面,却能和分起来无限的事物相接触,因为时间本身分起来也是无限的。因此通过一个无限的事物是在无限的世界里而不是在有限 的时间里进行的,和无限的事物接触是在无限数的而不是在有限数的现在上进行的。因此,既不能在有限的时间里通过无限的量,也不能在无限的时间里通过有限的 量;而是:时间无限,量也无限,量无限,时间也无限。”
–发于20081006
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