芝諾悖論是怎樣解決的啊視頻


芝諾悖論是怎樣解決的啊視頻

文章插圖
我們假設一個時間段是絕對不可分的,因為這個時間段是不可分的,所以事物在這個時間段內是靜止的,如果是運動的 , 這個時間段就是可分的 。因為這個時間段是絕對不可分的,所以在這個時間段內 , 事物是絕對靜止的 。但是我們知道,從絕對靜止中產生運動是不可能的 。所以 , 事物的運動是不可能的 。
同理,我們假設一個空段是絕對不可分的,因為這個空段是不可分的 , 所以這個空段中的對象是靜態的 。如果物體在這個空段內運動,這個空 。因為這個空區間是絕對不可分的,所以事物在這個空區間內是絕對靜止的 。但是我們知道,從絕對靜止中產生運動是不可能的 。所以,事物的運動是不可能的 。
如何解決芝諾悖論?比如阿基里斯的速度是10m/s,烏龜的速度是1m/s,烏龜領先100m 。實際情況是阿喀琉斯在100/9秒后必然追上烏龜 。按照悖論的邏輯 , 這100/9秒可以無限細分,給人一種似乎無窮無盡的感覺 。但事實完全不是這樣 。
這類似于擁有第二個 。首先,需要半秒,然后是四分之一秒,然后是八分之一秒的四分之一 。這樣下去,永遠不會結束,因為無論時間有多短,都是可以無限細分的 。雖然看起來需要1/2、1/4、1/8秒等等,但好像永遠都是無窮無盡的 。
但事實上,時間的流動是均勻的,1/2,1/4,1/8秒,時間越來越短,似乎無窮無盡 。其實只是加起來一個常數,也就是1秒 。因此,芝諾悖論并不存在 。
擴展數據
設烏龜之前經過的所有點都屬于集合B,烏龜現在經過的點標為B,烏龜經過的所有點都是集合A,A由集合B中的所有點加上點B組成..只要烏龜在前一點 , 阿喀琉斯就能走,所以阿喀琉斯能走到集合b中的所有點 。
如果阿喀琉斯已經過了集合B中的所有點,那么阿喀琉斯到B點的距離已經是0(如果不是0,那么阿喀琉斯到B點之間應該還有一個點,但是這個點不存在),也就是說阿喀琉斯已經追上烏龜了 。
按照悖論設定的條件,阿喀琉斯可以去烏龜之前走過的所有的點 。于是阿喀琉斯去追烏龜 。但是在上面的分析中發現了一個有趣的矛盾 , 即B既屬于B and B , 也就是說B既是現在的又是以前的 。而這是阿喀琉斯追上烏龜的前提和條件 。
這個悖論假設阿喀琉斯在條件沒有改變的情況下,總能到達海龜之前到達的一個時間段,也就是追趕之前的時間段 , 并且先承認兩者在這個時間段內還是有差異的,然后用不同的時間段重復轉換,假設條件沒有改變 。而在下一個與這個時間段口徑相同的時間段,阿基米斯會迎頭趕上 。
相反的觀點:這被證明是錯誤的 。因為證明假設阿喀琉斯可以去一個點,實際上回避了悖論找不到第一個點的本質 。所以證明與悖論無關,只是用集合論復述小學中的應用題 。
參考來源:百度百科-阿基里斯悖論
參考來源:百度百科-芝諾悖論
芝諾悖論最后是怎么解決的?當人們面對這個深邃的宇宙開始思考一些問題的時候,就開始研究體育,而體育的存在是最重要也是最令人困惑的第一個問題 。
表面上看,運動的存在是顯而易見的 。但是,芝諾第一次用簡單的論證“證明”了運動的不可能性,他也將因為這個似是而非的證明而永遠被后人銘記 。芝諾是古希臘以利亞學派的主要成員 , 該學派的基本思想是否認現實世界中的任何運動變化 , 認為它們只是表面現象 。為了證明他們的觀點,芝諾第一個設想并證明了物體運動中存在的令人不安的困難 。
芝諾的論點是這樣的:如果你想追上烏龜,你必須先到達烏龜開始跑的位置,但是當你到達烏龜開始跑的位置時,烏龜在這段時間內已經跑到前面了 。當你想再追烏龜的時候 , 你會面臨同樣的問題,那就是你還是要先跑到烏龜的位置,然后烏龜再往前走 。好吧,雖然你跑得比烏龜快,但是你只能按照上面的過程逐漸接近烏龜 。這個過程會無限的出現,每一個階段烏龜總是領先你 。因為你無法完成這些無限的階段,所以你永遠也追不上烏龜 。
“但我肯定能追上烏龜!”你可能想爭辯 。請不要擔心 , 芝諾將進一步證明 , 你根本無法開始鍛煉,更別說趕上烏龜了 。你看 , 要想到達烏龜開始奔跑的位置,就要先到達這個距離的中點,要想到達這個中點 , 就要先到達這個半距離的中點,以此類推 。因為這種二分法的過程可以無限地進行下去,但是你不可能完成無限多的過程,你實際上不可能離開起點 。
“但是……”,你可能已經陷入了沉思 。是的,盡管芝諾的論點簡單易懂,但要找出他論點中的問題并不容易 。事實上,自從芝諾悖論提出以來,人們就一直試圖指出其中的錯誤 , 但直到今天,仍然沒有完全令人滿意的答案 。
一般認為芝諾悖論由四個論點組成,即二分法、阿基里斯、箭不動和操場 。
芝諾首先假定時間和空是連續的 , 即運動是連續的 。為了證明這種連續運動是不可能的,芝諾調查了兩種情況,即一個孤立物體的連續運動和兩個物體的相對連續運動 。
對于孤立物體的連續運動,他提出了“二分法”證明 。芝諾認為,任何想要從A點移動到B點的物體都必須首先到達AB的中點C,而要到達C點,他必須首先到達AC的中點D 。同樣 , 要到達D點,他必須先到達AD的中點 , 以此類推 。因為時間和空是連續的 。
對于兩個物體的相對連續運動,芝諾提出了一個名為“阿基里斯”的證明 。他說,阿喀琉斯要想追上烏龜,必須先到達烏龜開始奔跑的位置 , 但當他到達烏龜開始奔跑的位置時,烏龜已經在這段時間跑在了前面 。當阿喀琉斯想再去追烏龜的時候 , 他面臨著同樣的問題 , 那就是他還是要跑到烏龜此刻所在的位置 。當他碰到烏龜時,他又向前移動了 。阿喀琉斯雖然跑得比烏龜快,但也只能按照上述過程逐漸接近烏龜 。這個過程可以無限地出現,而烏龜在每一個階段總是領先于他 。因為阿喀琉斯不可能完成這個無限的階段,他永遠也追不上烏龜,所以兩個物體不可能相對連續地運動 。
其次,芝諾假設時間和空是分離的,即運動是不連續的 。為了證明這種不連續運動也是不可能的 , 芝諾還研究了兩種情況 , 即一個孤立物體的不連續運動和兩個物體的相對不連續運動 。
對于孤立物體的間歇運動,他提出了箭頭不動的論點 。3.芝諾說,因為運動是位置的變化,而箭頭在任何時間單位(或時刻)都停留在一個位置,即它的位置在任何時間單位(或時刻)都沒有變化 , 所以箭頭在任何時間單位(或時刻)都是不動的,所以箭頭是不動的 。
對于兩個物體的相對間歇運動,芝諾提出了“運動場”的論點 。他假設物體A、B、C有三列,物體B、C的運動方向與A相反 , 每一個時間單位,物體B、C相對于A移動1空,那么 , 一個時間單位后,物體B、C移動2/[/ 。所以物體B相對于C移動1空需要半個時間單位,而物體B相對于A移動1空需要一個時間單位,所以一個時間單位就等于半個時間單位 。這個結論顯然是站不住腳的,所以兩個物體不可能間歇運動 。
是的,芝諾的結論顯然是錯誤的,每個清醒的人都知道這一點 。然而,他的論點不一定是錯誤的 。為什么?因為他證明了在一定假設的前提下,你是追不上烏龜的,而這些假設不一定是正確的 。芝諾的假設包括:時間和空是連續的,運動是連續的 。盡管這些假設似乎顯而易見,但現代科學已經暗示它們很可能是不正確的 。因此,如果芝諾的論證是正確的 , 他已經證明了時間和運動是在2000多年前 。讓我們再來看看他的具體論點 。
可見,芝諾論證的關鍵在于他認為一個物體不可能在連續的時間空內通過無限多的點或區間并完成其運動,但他的依據是什么呢?仔細檢查后你會發現沒有!這是一個不需要進一步解釋的非常明顯的公理嗎?乍一看,我們可能會認為物體不能穿過無窮多個點或區間,但喜歡刨根問底的人還是想問芝諾為什么 。當然,芝諾無法回答 , 所以我們來分析一下這個觀點是否正確 。
首先要明白“完成”的含義 。所謂“完成” , 就是過程只需要有限的時間,本質上是基于時間的概念 。所以問題就變成了:一個物體能否在有限的時間內通過空之間的無窮多個點或區間?根據時間與空連續的假設 , 有限空包含無限個點或區間,而有限時間也包含無限個時刻或時間區間 , 它們可以形成一一對應的關系 。所以 , 從原理上講,一個物體在有限時間內利用無限的矩或時間間隔,可以在有限空內通過無限的點或區間 。于是,一個物體可以在有限的時間內自然地通過空中的無限個點或區間 。因此,一個物體可以通過無窮多個點或區間(在連續時間空)完成其運動 。似乎芝諾所依據的表面上正確的觀點實際上是錯誤的 。他強調空之間的連續性,而忽略了時間 。
但是,為什么我們總有一種感覺,一個物體不可能通過無限多的點或區間?這個問題非常重要 , 因為芝諾很可能利用這種感覺用他的論點來迷惑人們 。所以,我們來回憶一下我們平時是怎么理解無止境的完成過程的 。你會注意到,當我們理解無止境的完成時,我們總是不自覺地在心理上跟蹤它的完成,比如通過無限多的點或區間跟蹤一個物體 。然而,因為通過任何點或區間跟蹤一個物體需要有限的時間,所以我們不能通過無限個來跟蹤它 。然而,這并不妨礙物體通過無限多的點或區間 。畢竟 , 我們沒有理由認為意識無法追蹤的過程實際上是無法完成的 。找到了困惑的源頭,一定有一種如釋重負的感覺 。體育問題似乎不難理解 。是的,有時候你離答案只有一步之遙,你的胸懷會很寬廣空 。關鍵是你愿不愿意多花點時間 。理解之前的困惑也是一種奇妙的體驗 , 它會幫助你真正認識自己 , 讓你成為一個理性而智慧的人 。
現在,你必須確定并明白你能追上烏龜 。恭喜你 。
如何解決芝諾悖論?┴———————┴————┴———┴——┴——┴——
阿B C D E F……
阿基里斯在A點時,烏龜在B點;他追b,它爬到c;他追C , 它爬到了D,……我們看到阿喀琉斯離烏龜越來越近,也就是AB,BC,CD,……這些線段越來越短 , 每一段只有前一段的1/10,但是每一段線段的長度不會是0,也就是說阿喀琉斯按照上面的過程追烏龜的時候 , 在任何有限的時間內都追不上烏龜 。那么,阿喀琉斯真的追不上烏龜嗎?當然不是 。所以以上的困難都是因為忽略了一個很重要的因素:隨著那些線段越來越短,阿喀琉斯走完那些線段的時間也越來越短,下一次的時間只有上一次的1/10 。芝諾悖論的關鍵在于使用了兩種不同的時間度量 。原來,我們用來計量時間的任何一種“鐘”,都是以一個周期過程為標準的 。比如每天日出日落,月亮變化,季節更替,鐘擺移動等等 。是人們用來作為時間的衡量標準的循環或重復的次數 。在芝諾悖論中 , 除了普通的鐘之外,還有另一種非常特殊的“鐘”,它以阿基里斯每次到達烏龜上次到達的位置為一個周期 。
通過這種重復過程測得的時間稱為“芝諾時間” 。例如,當阿喀琉斯第n次到達烏龜的起點時,芝諾被標記為n,這樣當他在芝諾的有限時間內,阿喀琉斯總是落在烏龜后面 。但是在我們的時鐘上,如果阿喀琉斯跑AB需要1分鐘(也就是100米),他跑BC只需要6秒,跑CD只需要0.6秒 。事實上,他只花了1 1/9分鐘就追上了烏龜 。
所以芝諾悖論的原因是“芝諾時間”無法測量阿喀琉斯追上烏龜后的現象 。在芝諾達到無窮大之后,正常的計時仍然可以進行,但是芝諾的“時鐘”已經不能測量它們了 。這個悖論其實就是反射時間空不是無限可分的,運動不是連續的 。
什么是芝諾悖論?芝諾悖論的內容是什么?芝諾悖論是古希臘數學家芝諾提出的一系列關于運動不可分性的哲學悖論 。
悖論理論
這些悖論之所以為后世所知,是因為亞里士多德的《物理學》一書中有記載 。芝諾提出這些悖論是為了支持他的老師巴門尼德的理論,即“存在”是固定的,是一個 。最著名的兩個悖論是:“阿喀琉斯跑不過烏龜”和“箭不動” 。這些方法都可以用微積分的概念(無窮)來解釋,但都不能用微積分來解決 , 因為微積分原理存在的前提是廣泛性的存在(比如一條具有廣泛性的線段是無限分割的,還是由一條具有廣泛性的線段組成的,而不是一個沒有廣泛性的點) 。),而芝諾悖論既承認廣泛性,又強調無廣泛性的點 。這些悖論之所以難以解決,是因為它們集中在笛卡爾和加桑蒂為代表的力學理論的分歧上 。
三個例子
追逐海龜
阿喀琉斯是古希臘神話中擅長奔跑的英雄 。在與烏龜的賽跑中,他比烏龜快十倍 。烏龜在前面跑了100米,他在后面追,沒追上 。因為在比賽中 , 追求者首先要到達被追求者的起點 。當阿喀琉斯追上100m時,烏龜已經向前爬了10m,于是一個新的起點出現了,阿喀琉斯必須繼續追下去 。當他追上烏龜爬的10m時,烏龜已經向前爬了1m , 阿喀琉斯只能再追那1m 。這樣,烏龜就會創造出無限的起點,而且它總能在起點和自己之間創造出一個距離,不管這個距離有多?。?但只要烏龜一直奮力向前爬,阿喀琉斯就永遠追不上烏龜!
烏龜移動最慢的物體不會追上最快的被動物體 。因為追趕者要先到達被追趕者應該出發的點,被追趕者已經走了很遠 。所以 , 被追求者永遠在追求者的前面 。"
正如柏拉圖所描述的 , 芝諾說這樣的悖論是一個小小的笑話 。首先,巴門尼德編造了這個悖論來嘲諷畢達哥拉斯的“1-0.999”...> 0”思想為代表的“數學學派” 。然后 , 他用這個悖論來嘲笑他的學生芝諾的“1-0.999”思想...=0 , 但是1-0.999...> 0” 。最后,芝諾用這個悖論來嘲諷巴門尼德的“1-0.999”思想...=0,或1-0.999...> 0” 。
有人解釋:如果慢跑者在跑者前面 , 跑者永遠追不上慢跑者 , 因為追趕者必須先跑到被追趕的起點,當他到達被追趕的起點時,慢跑者向前移動一段時間,就有新的起點在等著它,這樣的起點有無限個 。
芝諾當然知道阿喀琉斯能抓到海龜,跑步者肯定能到達終點 。
對于像阿喀琉斯追上烏龜這樣的追趕問題,我們可以通過無窮級數求和或者簡單建立方程組來計算所需時間 。那么既然我們都計算了追上的時間,我們有什么理由說阿喀琉斯永遠追不上烏龜呢?然而問題就出在這里:我們這里有一個假設,就是假設阿喀琉斯最后追上烏龜 , 才搞清楚時間 。但芝諾悖論的本質是要求我們證明為什么我們能趕上 。上面提到的無限步驟很難完成 。
以上初等數學的解法是從結果到過程 。paradox自己的邏輯沒有錯 。之所以與現實相差甚遠,是因為這個芝諾采用了與我們不同的時間系統 。人們習慣于將運動視為時間的連續函數,而芝諾的解釋采用了離散時間系統 。即無論時間間隔有多??,整个时间轴葎蚧是由螌擂个时紲Z闋槌傻?。換句話說,連續時間就是離散時間把時間間隔看做無窮小的極限 。
本來 , 終究是時間問題 。比如阿基里斯的速度是10m/s,烏龜的速度是1m/s,烏龜領先100m 。事實是,阿喀琉斯必然會在100/9秒后追上烏龜 。按照悖論的邏輯,這100/9秒可以無限細分,給我們一種永遠不會結束的印象 。但根本不是那樣的 。這類似于擁有第二個 。我們必須經歷半秒,然后是半個四分之一秒,然后是半個八分之一秒 。再這樣下去,這一秒永遠也完不成,因為無論時間有多短,我們都可以無限細分 。但是我們真的永遠不會完成這一秒鐘嗎?顯然不是 。雖然看起來要等1/2,1/4,1/8秒,但好像是永恒 。但原來時間的流動是均勻的,1/2 , 1/4,1/8秒 , 時間越來越短 , 似乎沒有盡頭 。本來只是一個常數,也就是1秒 。因此,芝諾悖論并不存在 。
箭頭沒有移動
想象一支飛來的箭 。每一刻都位于空之間的特定位置 。因為沒有持續時間,箭頭在每一瞬間都沒有時間 , 只能是靜止的 。鑒于整個運動周期只包含瞬間,而每個瞬間只有一個靜止的箭頭,芝諾得出結論,飛行的箭頭總是靜止的,它很可能是不動的 。
上述結論也適用于矩有持續時間的情況 。在這種情況下,時刻將是最小的時間單位 。假設箭頭在這樣一個時刻移動,那么它在這個時刻的開始和結束會在空之間的不同位置 。這說明一個時刻有一個起點和一個終點 , 至少包含兩個部分 。但這顯然與時間是最小時間單位的前提相矛盾 。所以,即使有連續的時間,飛箭也未必是在運動 。簡而言之,箭頭不動 。
阿羅悖論的標準解決方案如下:箭頭不是每時每刻都在運動的事實并不意味著它是靜止的 。運動與此刻發生的事情無關,而與此刻發生的事情有關 。如果一個物體在相鄰時刻處于同一位置 , 那么我們說它是靜止的,反之亦然 。
* * *團隊
首先假設在操場上,在一個瞬間(一個最小時間單位),相對于觀眾A,隊列B和C會分別向右和向左移動一個距離單位 。
◆◆◆◆◆觀眾甲
▲▲▲▲▲▲隊列B
▼▼▼▼▼隊列C
兩條線B和C開始移動 。如下圖所示,他們分別相對于觀眾A、B、C向右移動了一個距離單位,向左移動了一個距離單位 。
◆◆◆◆◆觀眾甲
▲▲▲▲▲▲隊列B...向右移動 。
▼▼▼▼▼隊列C...向左移動 。
此時,對于B來說,C已經移動了兩個距離單位 。即隊列可以瞬間移動一個距離單位(最小時間單位),也可以半個最小時間單位移動一個距離單位,這就產生了半個時間單位等于一個時間單位的矛盾 。因此 , 無法移動隊列 。
芝諾問題的解決與二分法我是大一新生,直接抄的 。如有不慎,請見諒 。
芝諾悖論
芝諾的運動理論全部來源于亞里斯多德在物理學中的轉述,有四條:
1.二分法 。一個物體在到達目的地之前必須到達中間點 。這個要求可以無限地進行下去 , 所以如果開始了,就永遠不會到達終點,或者根本不會開始 。
2.阿基里斯(阿基里斯譯) 。如果慢跑者在跑者前面,跑者永遠追不上慢跑者,因為追趕者必須先跑到被追趕的起點,當他到達被追趕的起點時 , 慢跑者向前移動一段時間,就有新的起點在等著它 , 這樣的起點有無限個 。關于這個悖論有一個著名的故事,就是阿喀琉斯和烏龜賽跑,烏龜跑出一段時間后,阿喀琉斯開始追趕 。結果飛毛腿阿喀琉斯追不上烏龜 。)
3、箭頭不動 。一切都是靜止的,當它占據了與自己相等的地方,而飛箭在任何時刻都總是占據了與自己相等的地方,所以它也是靜止的 。
4.運動場 。兩排物體B和C相對于一排靜止物體A運動,B穿過A的次數是C的一半,所以一半時間等于一次 。
這就是芝諾著名的《運動悖論》和《許多悖論》為了捍衛他的老師巴門尼德關于“存在”是不動的,是一個的理論,以此來表明在運動中不可能有求和與相乘 。他的結論在普通人看來當然是荒謬的,但他實際上第一眼就給出了令人信服的論據 , 所以人們常說這些論據構成了悖論或悖論 。但是,如果仔細推敲,它的結論未必是荒謬的,它的論點未必是令人信服的,所以用中性的方式把這些論點稱為芝諾的論點是最恰當的 。
歷史上芝諾悖論的評價與反駁:
19世紀和20世紀之交的絕對理想主義者,如布拉德利,完全接受芝諾的論點和結論 。他把運動和時間空視為幻象 , 而芝諾的論證正好符合他的主張,他當然完全接受 。在《現象與現實》中 , 他寫道:“時間像空一樣,已經被最明顯地證明不是現實,而是一種矛盾的幻覺 。”除了布拉德利,哲學史上大多數哲學家都認為芝諾的結論是荒謬的 , 他的論證有問題 。然而 , 在不斷檢查他的論點的錯誤的過程中 , 人們發現了芝諾論點的深刻性 。往往是人們認為自己解決了芝諾悖論,但沒過多久就發現并沒有 。
已知最早的批評來自亞里士多德 。關于二分法,他說雖然不可能在有限的時間內穿越無限的點,但是如果把時間看成是結構上完全相同的,可以無限分割的 , 那么在無限的時間點內穿越空之間的無限點是可能的 。至于阿喀琉斯,他說,如果慢的人一直在前面 , 他當然追不上,但如果讓他跨過一段距離,他就能追上;關于箭頭的不動性,他說這個論證的前提是時間的不連續,如果不承認這個前提,它的結論就不再成立;關于運動場地,他說相對于運動物體和靜止物體的速度當然不同,穿越同樣距離所用的時間當然也不同 。亞里士多德批評的意義主要在于使芝諾的論點更加清晰,而之前對這些論點的轉述顯然是指亞里士多德的批評 。
黑格爾對芝諾悖論的解答是:“運動的意思是:在這個地方但不在這個地方;這是空和時間之間的連續性——這是使運動成為可能的條件 。”這種解決方案的關鍵點是強調時間空之間的連續性,并對連續性給出了新的、獨特的解釋 。但是,它似乎并沒有直接批評芝諾的論證本身,對連續性的獨特解釋與數學和邏輯所要求的精確性是不相容的 。受黑格爾的影響,中國哲學家普遍認為芝諾沒有理解連續性和不連續性的辯證關系,機械地將兩者對立起來,從而造成了運動的悖論 。這就是說,芝諾的論證是無效的,因為它沒有使用辯證邏輯 。這種批評也是一籠而統,不著邊際 。
進入19世紀后,人們開始用數學分析來研究芝諾悖論 。就“阿喀琉斯與烏龜”悖論而言,小學生在遇到類似的追趕問題時,很容易建立一組方程組來計算所需時間 。那么,既然我們都計算了追上的時間,我們還有什么理由說阿喀琉斯永遠追不上烏龜呢?然而問題就出在這里:我們這里有一個假設,就是假設阿喀琉斯最后追上烏龜,才搞清楚時間 。但芝諾悖論的本質是要求我們證明為什么我們能趕上 。
高等數學利用極限理論和微積分也可以得到同樣的結果,其求解思路類似于悖論的表述,即把運行距離相加 。雖然這些級數有無窮多個項,但它們的和不是一個無窮大的數 。但問題是,即使合成是有限的數,它也是由無限個數(無限個步驟)組成的 。作為一個活生生的人,阿喀琉斯怎么能練出無窮多步?
其實 , 這些悖論背后隱藏的是我們對運動本質的思考,即什么是運動(與參照系的關系)?如何鍛煉(如何邁出第一步)?
希臘時代犬儒主義的創始人提奧奇尼斯對芝諾的論點有一個答案 。據說,當他的學生問他如何反駁芝諾時,他一言不發地在房間里走來走去,但學生們還是不明白 。他說 , 芝諾說運動不存在 。我沒有證明他是錯的嗎?這個故事一直被認為是一個笑話,大多數人認為提奧奇尼斯根本不了解芝諾 。芝諾并不是說在現象世界中沒有運動這種東西 。他當然承認有,但他想說的是,雖然物體到處都在飛,但運動是不合理的,我們可以通過邏輯證明運動是不可能的 。所以我們看到的運動是一種錯覺,不是真實的,因為真實的東西一定是符合邏輯的 。
但我認為 , 近年來科學家們正在研究的時間空的可能量子結構,可能會給芝諾悖論帶來新的思考方向 。
具體來說,在人們的傳統觀念中,時間和空(也可以組合起來說時間空)是連續的 。正如100多年前,大多數人和科學家認為物質是連續的 。雖然自古以來就有一些哲學家和科學家推測 , 如果物質被分解成足夠小的碎片,就會發現它們是由微小的原子組成的,但在那個時候,很少有人認為原子的存在是可以被證實的 。今天,我們已經獲得了單個原子的圖像,并研究了組成原子的粒子 。物質的粒子性是過時的新聞 。近幾十年來,物理學家和數學家一直想知道空是否也是由離散塊組成的 。它是連續的,就像我們在學校學到的那樣,還是更像一塊布,由根纖維編織而成?如果尺度足夠小,我們是否能看到空之間的“原子”,它們的體積不能再分成更小的形式?時間呢?大自然在不斷變化,還是世界在一系列微小的步驟中進化?
如果世界真的是這樣構造的,那么時間空就變成了“一份”的單位 , 我們就可以得到一個最極值的長度,一個最極值的面積,一個最極值的體積(根據圈量子理論,這個長度就是普朗克的長度10-33 cm,面積是普朗克的平方,體積是普朗克的立方) 。原則上,這否定了芝諾的第一和第二悖論在時間上是連續的這一假設空 。
然后回頭看看芝諾關于阿喀琉斯追烏龜的悖論 。隨著阿喀琉斯離烏龜越來越近,他們之間的距離差也越來越??,但这更冟离现哉E⒉皇俏尷扌?,而是有一個極限——在空之間的最短量子距離 。因為阿喀琉斯的速度比烏龜快,所以他在這一段距離上經過的時間比烏龜短――勝負已分 , 阿喀琉斯終于在這里超越了烏龜!
同樣,對于第一個悖論,整個過程的中點不是無限可分的,也受到空之間量子距離的限制——從而從根本上否定了這個悖論 。
然而 , 第三個和第四個悖論更難回答 。如前所述,第一個和第二個悖論實際上是基于時間空連續的假設來說明絕對運動和相對運動都是不可能的;第三和第四個悖論表明,如果時間空不連續,運動也是不可能的 。此外,芝諾悖論不僅涉及運動場地的性質(背景),如第一個和第三個悖論;還有關于運動本身(包括運動的發生和過程)的考慮 , 比如第二個和第四個悖論——芝諾悖論的另一個大問題 。但是隨著物理學的發展,我們也許可以回答一些關于運動本質的問題 。
我們先來看一個實驗,是關于中子在重力場中是如何下落的 。物體在下落,這是最常見的運動現象 。是最基本的運動方式之一 。我們每天都可以看到和練習這種動作,說白了,芝諾之箭其實就是在做這種動作 。那么,在中子下落的過程中 , 科學家們有沒有觀察到什么有趣的現象呢?答案出乎人們的意料:實驗中的中子只出現在不連續的高度!這說明重力場本身是量子化的 , 運動中的物體的運動過程也是量子化的 , 就像電子躍遷只能出現在不連續能級的行為一樣(這一點已經被量子力學的深入考察所證實) 。于是,整個世界就像一部異常精細的電影 , 我們像電影一樣一幀一幀地隨著時間移動和進化 。只是幀與幀之間的時間間隔不是0.04秒,而是一個單位普朗克時間 。幀與幀之間的運動差異也極小,最小單位是一個單位普朗克長度、面積或體積 。芝諾關于箭頭不動現象的結論是正確的,因為一個框架是靜止的,但他關于運動是不可能的結論值得討論 。
也許你要問,為什么我不能說芝諾是錯的,而仍然使用“可談判”這個詞?那是因為無論是時間空結構的量子化,還是運動過程的量子化 , 這些都只是解決了運動過程是可能的問題,只是把經典的芝諾悖論轉化成了量子芝諾悖論 。芝諾悖論更深層的意義在于,它還質疑“運動的發生”,即為什么運動或被稱為“第一步” 。即使把“飛箭”的問題量子化,如果加上“坍縮”,就會出現一個奇怪的現象:如果我們一直觀察系統,也就是飛箭的“每一幀”,那么薛定諤波函數就永遠沒有機會因為我們觀察它的波函數而發展演化 。這樣,它必須停留在初始狀態,效果似乎相當于箭的停滯 。在這個問題上我沒有什么好的想法 。一種想法是 , 它可能與我們的精神在量子效應中的決定性作用有關:意識使波函數坍縮——使物質波不再隨薛定諤方程演化 , 而成為客觀現實(僅限于量子的哥本哈根解釋) 。物質就是這樣誕生的 。另一方面,如果運動是可能的,人的意識的作用大概是不可或缺的 。想到這里,我不禁再次佩服芝諾 。他提出的悖論有多深刻,真的值得再去探索再去探索 。
【芝諾悖論是怎樣解決的啊視頻】以上解釋了芝諾悖論是如何解決的 。視頻到此結束 。希望能幫到大家 。