芝诺悖论是什么
古希腊哲学家芝诺其实提出了不少的悖论,其中最著名的四个分别是二分法悖论、阿基里斯悖论、飞矢不动悖论以及竞走悖论,这些悖论几乎都是想要争论世界上的时空到底是可分的还是不可分的,如果可分,那么第一和第三个悖论就无法解决,而如果空间是不可分的,则第三个无法解决。
1. 二分法悖论
如果假设一个人从A走到B,那么他就一定要通过中心点C,而如果他要从A走到C,那么就一定要通过中心点D,而以此类推下去,那么也就意味着他不管怎么走,都必须要走到中心点,但中心点也就意味着他一定会距离终点有一定的距离,因为哪怕这段距离再小也能找到中心,所以这就使得他形成了一个永远也走不到终点的神奇悖论。
2. 阿基里斯悖论
假设古希腊跑的最快的人阿基里斯和一只乌龟进行赛跑,那么首先他就要追上乌龟跑过的第一个位置,当他到位之后,乌龟这时就已经走到第二个点,那么以此类推下去,阿基里斯几乎永远也没有可能追上乌龟,但实际上这时不可能的,因此便形成了第二个悖论。
3. 飞矢不动悖论
当一只箭射出之后,人们看起来它是运动的,但飞箭在某一个瞬间实际上又是不动的,那么人们就会陷入一种飞箭动与不动的争论之中,因此这一悖论就是和运动可分这一观点相联系的。
4. 竞走悖论
这一悖论的前提也是时空是有限可分的,假设有三个点A、B、C,其中C向着右边移动,而A向着左边移动,它们的速度对于B来说就是每瞬间移动一个点,而这就意味着A的每点在每个瞬间都会离开C两个点移动的距离,从而我们就能将其无穷化,最终就得出了时间不可分的结论,与前提冲突。
芝诺悖论分别错在哪里
芝诺提出了有名的运动二分法,在他看来运动是没有真理可言的,运动者在达到目标之前可能会先到达路程的一半。这样乍一看去似乎是正确的,但是大家也知道,一半的路程中又有一半,当距离变得无限小的时候,似乎运动者都不能行动了。
当然这个芝诺悖论的逻辑上看并没有太大的问题,但是和实际相比有巨大的差距,因为实际上在其中采用了不同的时间系统。时间是连续的函数,而芝诺的解释是比较离散的,即使时间间隔再小,这个时间轴依旧是无限时间点构成的。
芝诺悖论分别错在哪里
当然既然要把芝诺悖论拿出来讨论就证明其中确实有一些迷惑人的地方,虽然很多人在看到这条悖论的时候会觉得相当可笑,但是假如用逻辑来解释就感觉相当纠结。
其中最为迷惑人的地方,主要的根源在于人们对运动、时间等概念比较模糊,所以很难对其有着更加深入的了解。
亚里斯多德也在研究中意识到了其中的难点,比如在运动的时候最先强调的是运动与空间、时间的关系,假如没有基本的概念,运动也就没办法进行讨论了。
切断时空的四大芝诺悖论让很多人对事件空间等等更加着迷,也更加迷惑不解。直到后来伽利略发现摆的等时性,以及后续科学家对时间的研究,虽然依旧不能明确时间到底是什么,但是确实因为钟表的缘故,运动学也在一定程度上获得了发展。
芝诺悖论和无限猴子定理感觉一样,从表面上看觉得问题有点傻似乎答案一目了然,但是在逻辑角度来看要困难得多。当然这些悖论并不是很多人认为的抬杠,甚至于在很多时候促进了科学的发展。
切断时空的四大芝诺悖论
芝诺悖论:阿基里斯追不上乌龟、从A点到B点永不能到达、飞矢不动、游行队伍
世界十大悖论:费米悖论、乌鸦悖论、黄油猫悖论、芝诺悖论、霍金悖论、理发师悖论、外祖母悖论、上帝悖论、说谎者悖论、伊壁鸠鲁悖论
阿基里斯追不上乌龟
这是芝诺悖论中最著名的一个悖论,一个善跑健将永远都追不上一只近在咫尺的乌龟。阿基里斯是古希腊神话中善跑的英雄。在他和乌龟的竞赛中,他速度为乌龟十倍,乌龟在前面100米跑,他在后面追,但他不可能追上乌龟。当阿基里斯追到100米,乌龟的出发点时,乌龟已经又向前爬了10米,于是,一个新的起点产生了。
阿基里斯必须继续追,而当他追到乌龟爬的这10米时,乌龟又已经向前爬了1米,阿基里斯只能再追向那个1米。就这样,乌龟会制造出无穷个起点,它总能在起点与自己之间制造出一个距离,不管这个距离有多小,但只要乌龟不停地奋力向前爬,阿基里斯就永远也追不上乌龟!
悖论解释:因为乌龟爬到B点,而你不是同时到达B点的话,那你到达的B点就不是乌龟到达的B点,因为时间的不同,你的B点永远也不是乌龟的B点。这虽然在空间上是同一地点,但是在时间上是永远不相同的,所以你永远追不上。
从A点到B点永不能到达
一个人从A点走到B点,必先走完路程的1/2,然后走完剩下的1/2时,必须走完剩下总路程的1/2,以此类推,再走完剩下的1/2,又可以分出一个1/2如此循环下去,由于1/2总可以不停的分解下去,则一个人永远不能到终点B。当A,B无限接近的时候,也就是说人无法运动,只能静止!
悖论解释:假设此人速度不变,走一段的时间每次除以2,时间为实际需要时间的1/2+1/4+1/8+......,则时间限制在实际需要时间以内,即此人与目的地距离可以为任意小,却到不了。实际上是这个芝诺悖论本身限定了时间,当然到达不了。
飞矢不动
芝诺问他的学生:一支射出的箭是动的还是不动的?
那还用说,当然是动的。
确实是这样,在每个人的眼里它都是动的。可是,这支箭在每一个瞬间里都有它的位置吗?
有的,老师。
在这一瞬间里,它占据的空间和它的体积一样吗?
有确定的位置,又占据着和自身体积一样大小的空间。
那么,在这一瞬间里,这支箭是动的,还是不动的?
不动的,老师
这一瞬间是不动的,那么其他瞬间呢?
也是不动的,老师
所以,射出去的箭是不动的?
游行队伍
首先假设在操场上,在一瞬间(一个最小时间单位)里,相对于观众席A,列队B、C将分别各向右和左移动一个距离单位。B、C两个列队开始移动,如图所示相对于观众席A,B和C分别向右和左各移动了一个距离单位。
而此时,对B而言C移动了两个距离单位。这里就有一个矛盾,队列既可以在一瞬间(一个最小时间单位)里移动一个距离单位,也可以在半个最小时间单位里移动一个距离单位,这就产生了半个时间单位等于一个时间单位的矛盾。因此队列是移动不了的。
运动与时空密不可分
芝诺悖论迷惑人的地方,最大的根源在于当时人们对运动、时间、时刻、空间等概念的模糊,他迫使人们需要对运动、时间、时刻、空间等概念进行深入理解。亚里斯多德意识到了芝诺悖论的难点,在讲运动的时候首先强调运动与空间、时间的关系,指出如果没有时间、空间的概念,运动将无法讨论。
亚里斯多德的运动理论存在许多臆测,他虽然知道时间对于运动的重要性,却也回避了对时间的详细说明,也不能区分时间和时刻。直到伽利略发现摆的等时性,以及后来胡克、惠更斯在发明钟表方面的贡献,尽管此时还不能解释时间是什么,但却因为钟表对时间的精确计量,极大的推动了运动学的发展。
至此,人们对运动学(或者说力学)的三个基本要素:长度、质量、时间的认识就完成了,在这三个量的基础上,提出了位移、速度、加速度、动量、动能、角位移、角速度、角加速度、角动量等一系列运动学的概念,人们对物体运动的认识也越来越深入。当运动学发展到一定的阶段之后,就为动力学的完善提供了必要条件。
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