阿喀琉斯单挑(阿喀琉斯到底能不能追上乌龟)(1)

​​《周易·系辞上》里说到“道”,有这么一句话:

仁者见之谓之仁,知者见之谓之知,百姓日用而不知,故君子之道鲜矣。

就是说对于“道”,仁者看到了仁,智者看到了智,但是老百姓天天接却什么也看不到,所以“道”的学问就落寞了啊。

之所以在文章开头引这么一段经典,是想说一个道理——我们身边有很多小问题值得深究,究着究着就能看到道了。

之所以讲这个道理,是因为接下来的文章就要从一个大名鼎鼎的小问题出发。

这个小问题叫芝诺悖论,芝诺悖论有好几个命题,人们最熟悉的可能是阿喀琉斯追乌龟:

假定阿喀琉斯的速度是乌龟的十倍,现在乌龟领先阿喀琉斯100米,那么阿喀琉斯永远追不到乌龟,论证如下:阿喀琉斯跑完这100米,乌龟就跑了10米(花费时间记为t1),阿喀琉斯跑完10米,乌龟就跑了1米(花费时间记为t2),阿喀琉斯跑完1米,乌龟就跑了0.1米(花费时间记为t3),依此类推,虽然距离在不断缩短,但阿喀琉斯永远追不上乌龟。

相信很多人以前就听过这悖论,但人们一般听过就完了,毕竟我们都知道阿喀琉斯一定会追上乌龟,但深究一下会如何呢?

从数学角度看,其实阿喀琉斯追乌龟利用了一个思维盲点。所谓阿喀琉斯永远追不到乌龟是说即使时间无限大,阿喀琉斯仍然追不到乌龟。

芝诺把阿喀琉斯追乌龟的路一段一段细分,所花的时间也一段一段细分,t1、t2一直到tn(n是正无穷),芝诺的论证其实是说在(t1 t2 ……tn)的时间里,阿喀琉斯追不到乌龟。

这里的思维盲点就是,因为n是正无穷,所以我们很容易以为(t1 t2 ……tn)这段时间是无穷大的,然后由此得出结论阿喀琉斯永远追不到乌龟,但事实真的如此吗?

数学告诉我们t1、t2……tn这个数列是个收敛的等比数列(公比为0.1),所以(t1 t2 ……tn)不是正无穷,所以芝诺论证的是在某个有限时间内,阿喀琉斯追不到乌龟,那追不到就追不到嘛,跟我们的认识也没什么矛盾。

从物理角度看,这事还有另一个解答——引入普朗克时间。所谓普朗克时间是这样的,现代物理学发现时空其实是非连续的,而普朗克时间就是最小时间单位,具体的说等于10的负43次秒。

引入普朗克时间后,t1、t2……tn这个数列就不再是无穷数列了,因为最后的tn肯定不能小于最小时间,那n肯定不是无穷大,这个数列也不是无穷数列。所以,芝诺的论证是说在某个有限的时间里阿喀琉斯追不到乌龟,悖论告解。

当然,到这还只是第一步深究,再往下深究,数学就得进入极限问题的讨论,物理学则要对时空观进行审视,那就不是本文要干的了,我就给大家开个头。

▍最后给大家出道题:

有三人去吃饭,三人每人掏了10元凑够了30元交给了老板。后来老板说今天优惠只要25元就够了,拿出5元命令服务生退还给他们,服务生偷偷藏起了2元,然后把剩下的3元钱分给了那三个人,每个人分到1元。

这样,一开始每人掏了10元,后又退回1元,也就是10-1=9,每人只花了9元钱,既3×9=27元,27元 服务生藏起的2元=29元,那么还有1元钱去了哪里?

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