阿基里斯悖论 阿基里斯悖论 阿基里斯悖论-产生原因,阿基里斯悖论-哲学辨析

公元前5世纪,芝诺发表态了著名的阿基里斯和乌龟赛跑悖论:他提出让乌龟在阿基里斯前面1000米处开始,并且假定阿基里斯的速度是乌龟的10倍。当比赛开始后,若阿基里斯跑了1000米,设所用的时间为t,此时乌龟便领先他100米;当阿基里斯跑完下一个100米时,他所用的时间为t/10,乌龟仍然前于他10米。当阿基里斯跑完下一个10米时,他所用的时间为t/100,乌龟仍然前于他1米……芝诺解说,阿基里斯能够继续逼近乌龟,但决不可能追上它。

阿基里斯_阿基里斯悖论 -产生原因

芝诺悖论的产生原因,是在于“芝诺时”不可能度量阿基里斯追上乌龟后的现象。在芝诺时达到无限后,正常计时仍可以进行,只不过芝诺的“钟”已经无法度量它们了。 这个悖论实际上是反映时空并不是无限可分的,运动也不是连续的。

通俗一点讲,我们都知道一条线是由无数个点组成的,但这个“无数个点”并不能说我们无法画出一条线。也就是说就是芝诺偷换了概念,(1+0.1+0.01+……)t其实是一个有限的时间,但他认为这个时间是无限大的,只要时间超过(1+0.1+0.01+……)t 阿基里斯就追上了乌龟。

阿基里斯_阿基里斯悖论 -哲学辨析

阿基里斯悖论分离了运动与静止,把运动绝对化,否定客观标准。是相对主义诡辩论。黑格尔在《小逻辑》中说:“辩证法切不可与单纯的诡辩相混淆。诡辩的本质在于孤立起来看事物,把本身片面的、抽象的规定,认为是可靠的。”辩证唯物主义认为,运动与静止是对立统一的辩证关系。一方面,运动与静止的对立表现在:运动是绝对的,静止是相对的,二者相互区别,不可混淆。所谓运动是绝对的是说,运动是物质的根本属性,任何事物在任何条件下都是永恒运动的,是无条件的。所谓静止是相对的是说,静止是运动在特定条件下的特殊状态,是有条件的。另一方面,运动与静止的统一表现在:运动和静止是相互依存、相互贯通的,即所谓动中有静、静中有动。在运动与静止关系上有两种形而上学的错误:一种是割裂运动与静止的关系,否认运动,只讲静止,将静止绝对化的形而上学不动论;一种是割裂运动与静止的关系,只讲运动,否认静止的形而上学相对主义和诡辩论。

阿基里斯_阿基里斯悖论 -简单证明

关于阿基里斯追龟的问题,我们可以很简单地证明阿基里斯追上了乌龟。我们设乌龟先前所走过的所有的点属于集合B,乌龟现在所在的点标志为b,乌龟所走过的所有的点是集合A,A由集合B中所有的点加上b点构成。只要是乌龟先前所在的点,都是阿基里斯可以走到的,因而阿基里斯可以走到集合B中所有的点。那么,我们能不能在集合A中找到一个点,它既不属于B,也不是b,回答是不能的。因而如果阿基里斯走过了集合B中所有的点,阿基里斯与b点的距离就已经是0(如果不是0,则应该在阿基里斯与b点之间还会存在着一个点,但这个点并不存在),也就是说,阿基里斯已经追上了乌龟。而按照我们悖论所设定的条件,阿基里斯是可以走到乌龟先前所走过的所有的点的。因而阿基里斯追到了乌龟。但在上面的分析中,我们发现了一个有趣的矛盾,这就是b既属于B又不属于B,也就是说,b既是现在又是先前。而且这是阿基里斯得以追上乌龟的前提和条件。这样的一个有趣的结论,是决不可能为具有形而上学头脑的那些数学家们所接受的。

此悖论假设阿基米斯永远只能到达龟前一个时间段到达的地方,即追上的前一个时间段,此时条件未发生变化,并先承认此时间段两者间仍有差异,然后用不同的时间段进行重复换算,假设条件仍未变化。而在此时间段的下一个口径相同的时间段里,阿基米斯就会追上。

相反观点:这证明是错误的。因为证明假设了阿基里斯可以走一个点,在事实上回避了悖论中无法找第1点问题实质。故此证明和悖论无关,只是把小学应用题用集合论复述了一遍。

阿基里斯_阿基里斯悖论 -推翻悖论

其实,我们根据中学所学过的无穷等比递缩数列求和的知识,只需列一个方程就可以轻而易举地推翻芝诺的悖论:阿基里斯在跑了

1000(1+0.1+0.01+…………)=1000 (1+1/9)=10000/9米时便可赶上乌龟。

人们认为数列1+0.1+0.01+…………是永远也不能穷尽的。这只不过是一个错觉。

我们不妨来计算一下阿基里斯能够追上乌龟的时间为 t(1+0.1+0.01+…………)= t (1+1/9)=10t/9

芝诺所说的阿基里斯不可能追上乌龟,就隐藏着时间必须小于10t/9这样一个条件。

由于阿基里斯和乌龟是在不断地运动的,对时间是没有限制的,时间很容易突破10t/9这样一个条件。一旦突破10t/9这样一个条件,阿基里斯就追上了或超过了乌龟。

人们被距离数列1+0.1+0.01+…………好像是永远也不能穷尽的假象迷惑了,没有考虑到时间数列1+0.1+0.01+…………是很容易达到和超过的了。

但是不是所有的数列都能达到,所以,我们看问题不能太极端。例如无论多少个点也不能组成直线,对于点的个数来说,我们就永远无法穷尽它。

其实,以上的证明是无法推翻这个悖论的。因为这个证明用到了极限这个概念。然而,极限这个概念,正是为了解决阿基里斯悖论而定义出来的一个概念。用这个概念再反证这个悖论很明显是不合理的。

无限的细分并不代表不会从时间1流入时间2,否则你的时钟将永远停留在59分59.9999............秒。

阿基里斯能够继续逼近乌龟,在某一时间点之前无法追上。但永远追不上这一结果并不成立,因为这一悖论只引导去考虑追上之前的距离,而不是追上的这一距离。

阿基里斯_阿基里斯悖论 -【悖论定义】

悖论是指一种导致矛盾的命题。悖论(paradox)来自希腊语“para+dokein”,意思是“多想一想”。 如果承认它是真的,经过一系列正确的推理,却又得出它是假的;如果承认它是假的,经过一系列正确的推理,却又得出它是真的。(zh.wikipedia.org/wiki/悖论)

把集合分成两类,凡是不以自身作为元素的集合称为正常集,(例如,自然数集N本身不是一个自然数,因此N是正常集。)凡是以自身作为元素的集合称为异常集。(例如,所有的非生物的集合F并非生物,因此F是异常集。)

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这样,许多日常中常见的悖论(说谎者悖论,理发师悖论,上帝悖论等)都可以归入异常集之中了。

另外一种悖论是关于无限的,虽然我们现在基本上都能接受极限的理论,但是要把这个理论向那些不懂的人解释还是十分困难的。

比较经典的有:

(古希腊数学家芝诺(Zeno of Elea)的阿基里斯悖论)阿基里斯在赛跑中不可能追上起步稍微领先于他的乌龟,因为当他要到达乌龟出发的那一点,乌龟又向前爬动了。阿基里斯和乌龟的距离可以无限地缩小,但永远追不上乌龟。

(古希腊数学家芝诺(Zeno of Elea)的二分法悖论)当一个物体行进一段距离到达D,它必须首先到达距离D的二分之一,然后是四分之一、八分之一、十六分之一、以至可以无穷地划分下去。因此,这个物体永远也到达不了D。

“1厘米线段内的点与太平洋面上的点一样多”

康托尔(1845-1918)成功地证明了:一条直线上的点能够和一个平面上的点一一对应,也能和空间中的点一一对应。由于无限,1厘米长的线段内的点,与太平洋面上的点,以及整个地球内部的点都“一样多”。

  

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