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阿基琉斯追不上乌龟吗?

2020-08-27  本文已影响0人  惟我至者

芝诺悖论里有一条,阿基琉斯追不上乌龟:按其说法,一开始速度远胜于乌龟的阿基琉斯站在乌龟后面的某处,然后与乌龟同时向前行进,这样,阿基琉斯要想超过乌龟,每次都要先到达乌龟前进之前的所在之处,而与此同时,乌龟显然又向前走了一段路,这就导致,阿基琉斯不论追了多少段路,始终无法在同一时刻乌龟的所在之处,也就是说阿基琉斯永远也追不上乌龟。

乍一听,我们会觉得它说得很有道理,因为整个推导过程完全符合逻辑,但稍微结合实际情况一想,我们又觉得这太荒唐,在时间不限的前提下,速度快的物体怎么会追不上速度慢的物体呢?甚至根据物理公式,v1t+s=v2t,代入给定数值,我们很容易就能算出阿基琉斯追上乌龟所需的时间t,在此之后乌龟只会被落得越来越远,它怎么能说阿基琉斯追不上乌龟呢?

我以为,这两种结果各有各的道理。第一个结果是按照纯逻辑得出的,可以自洽,但经不起现实的推敲。而第二种结果是根据现实常识得出的,显然更具说服力,更能引起大家的信任。那么平心而论,第一种结果为什么听起来那么荒谬呢?因为它的逻辑中暗含着这样一个前提,时间是应该分为不可再分的最小单位的,这样一来,阿基琉斯每追一次乌龟,就缩小了一次两人的距离,而阿基琉斯的速度是恒定的,这也就相当于不断将时间往小分割,而事实上时间是不可能分割为一个最小单位的,因此两人之间的差距也绝不可能消除,哪怕无限趋近于0,也永不可能到达0那一刻,也就推出了阿基琉斯追不上乌龟这一难以置信的结论。这就类似要画出一厘米的线段,认为非要次第画出无限个不可再分的点才可以,而不是直接根据一厘米的总长沿着直尺画出,这显然是自讨没趣地难为自己,结果当然是办不到啦。因此这种悖论对现实的直接效用不大,更不可轻易地应用于实际问题。

这么说来,这个悖论是不是一无是处?哲学家们和数学家们怎么想我不知道,但以我个人的见解,它还是有它的特殊价值的。抽象一点说,它至少给我们一种启示,一个问题如果从不同的角度、用不同的方法探讨,那么所得的结果可能不尽相同,甚至是迥然相异的,正如诗中所言“横看成岭侧成峰,远近高低各不同”,我们应当尽可能具备一种全局的眼光,包容差异、合理取舍。另外,当我反复琢磨阿基琉斯与乌龟的差距时,我竟发觉到这一悖论可以结出一个数学果实,因为按照悖论本身的逻辑,时间经过得越久,阿基琉斯与乌龟之间的差距也就越小,且不断趋近于0;我想,加入把这种物理关系表达成一种数学关系,岂不是可以得出一个有效的数学公式吗?功夫不负有心人,经过一股脑的假设、推导与验证,我终于得出了下面这个普遍形式的数学公式:

1/(a-b)=1/a+b/a²+b²/a³+……

这个公式看似简单,实则经过了我数十次的计算验证,耗时半小时左右,也不知道数学界有没有相关的结论,应该是有的,但因为是亲自证明的,我还是很有成就感。如图,是我验证过程中的部分数据。

部分数据

这大概是我第一次发表偏理科的文章吧,作为一个智商不怎么高的作者,我对理科向来是充满敬畏的,因而这次虽然不太易写,但我却感到了一种空前的乐趣,我越发地成为一名文理兼通的作者。这也是我的梦想,我愿永远不懈地为之努力!

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