量子化世界:在芝诺的理论中,即便是运动员也不能跑过乌龟

人类文明是地球上一朵璀璨的奇葩,古往今来,无数的文明成果在人类文明中熠熠生辉。几千年前的古希腊是人类文明的起源地之一,而古希腊取得的文明成果也是不可小觑。一位名叫

芝诺的哲学家提出了令人匪夷所思的逻辑,而这一逻辑可以帮助我们进一步了解我们所处的世界。


量子化世界:在芝诺的理论中,即便是运动员也不能跑过乌龟


相信有不少人了解芝诺提出的阿基里斯悖论。阿基里斯是古希腊神话中一位跑步健将,芝诺让阿基里斯和乌龟赛跑,但是规则由芝诺制定,芝诺让乌龟在阿基里斯前1千米处,且让乌龟的速度是阿基里斯速度的1/10,双方同时起跑,最终芝诺认为阿基里斯永远也无法追上乌龟。


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芝诺为什么会认为无法追上乌龟呢?

芝诺给出的结论完全与事实相反,但他给出的解释似乎又无懈可击。

当阿基里斯追上原先相距的1千米时,乌龟已经跑了100米;而阿基里斯再次追上100米的时候,乌龟又跑了10米;即使阿基里斯再追10米的时候,此时乌龟仍然领先他1米的距离。这样推理下去,阿基里斯只能无限接近乌龟却永远也无法超越乌龟。


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由此,芝诺认为即使是运动员也无法追上在他前面的乌龟

不过,当时的另外一位哲学家虽然无法指出这个说法的矛盾之处,但为了证明这个说法是错误的,还真的按照芝诺的规则试验了一番,毫无疑问,人类完全可以超越在他面前的乌龟。

数学家怎么看待这个问题?

随着人类文明的进一步发展,阿基里斯悖论又被重新拿出来讨论,数学家对这个问题有了新的看法。


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在数学家看来,芝诺将运动员追赶乌龟的过程划分成了无数个部分,到最后运动员距离乌龟是无穷小,所以追赶乌龟的时间也是无穷小。在无穷多个追赶过程中有无穷多个时间,这无穷个时间是构成等比收敛数列的,将这些时间求和,就得出了运动员追赶乌龟所需要的时间。


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但是,数学家们很显然规避了一个问题,那就是运动员如何在有限的时间内完成无穷多个过程的呢?既然是无穷,那就是没有尽头。

阿基里斯悖论的本质是什么?

其实芝诺的解释是建立在时间和空间都是可以无限分割的,而现代物理则认为时间和空间是不能无限分割的,我们处在一个量子化的世界。


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通俗的来讲,以时间与空间为例,量子化就是将其分割到无法再分割的程度,而判断标准要衡量各种因素。比如,数字的量子化要取整:1,2,3是量子化的;但是1,1.5,2.5则不是。


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时空是不连续的,这也意味着,人类实际上是在一个个微小单元中前进,但是因为时空间的间隔很小,所以我们无法察觉。因为空间和时间是不连续的,那么可以推出物体运动也是不连续的,但实验条件有限,科学家还无法验证这个理论。


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我们回顾整个过程,虽然芝诺提出的逻辑是有缺陷的,但他促进了极限,微积分等学科的发展,所以科学的发展就是不断的试错,然后继续前进。


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