芝諾:一切運動皆為假象,時間本身並不存在

芝諾誕生於古希臘的埃利亞城,是哲學家巴門尼德斯的學生。其哲學主張是,一個人不能僅僅透過感官和感官經驗來理解這個世界,最終還必須依賴邏輯和數學。

我們對芝諾的瞭解有限,他的原著只有一部篇幅很短的作品流傳至今,現代很多對芝諾的認識都來自他人的著述,特別是柏拉圖和亞里士多德,他似乎很少有自己原創的建設性觀點,卻熱衷於推翻他人的論證。

芝諾:一切運動皆為假象,時間本身並不存在

亞里士多德將其視為“辯證法”的創始人,他是個很……特別的哲學家。

芝諾的所有悖論都圍繞著一箇中心思想,一切都是亙古不變的,運動狀態只是一種假象,而時間本身並未真正存在。

芝諾著名的3個悖論分別被亞里士多德命名為,阿基里斯(the Achilles)、二分法(the Dichotomy)與飛矢不動(the Arrow)悖論。

這是一場特殊的賽跑,烏龜和阿喀琉斯共同參賽,設定中烏龜被允許率先出發。當阿喀琉斯起跑時,烏龜已經到達了A點,由於阿喀琉斯跑的比烏龜快很多,他很快也抵達了A點,但是當他抵達A點時,烏龜已經爬到更遠的地方,也就是B點,當阿喀琉斯跑到B點時,烏龜又到了更遠的C點。

芝諾:一切運動皆為假象,時間本身並不存在

這個過程不斷的重複,儘管阿喀琉斯不斷的接近烏龜,但前者卻永遠不可能超越後者,這就是阿基里斯悖論,來看下我們的阿喀琉斯,無論他多快或者烏龜多慢,阿喀琉斯永遠也無法超過烏龜。

這顯然於現實不符,現在我們看起來非常簡單的問題,對彼時古希臘的數學家卻是個重大的難題,因為那時候還沒有“無窮級數收斂”的概念,甚至連“無窮大”的概念也在迷霧中,這是時代的侷限性。

在阿喀琉斯追烏龜的過程中,兩者之間的距離在逐步遞減,同時意味著逐步遞減的時間,也就是阿喀琉斯每次追上烏龜的時間都在縮短,因此無窮多的過程,並不等於無窮多的時間。

有限的時間能完成無窮多個步驟,雖然聽起來很怪,但邏輯卻告訴我們,阿喀琉斯能追上烏龜。

芝諾:一切運動皆為假象,時間本身並不存在

悖論的矛盾在於,人們無法接受一長串的數列累加後,總和卻不見得無窮大,矛盾後來被“幾何級數”破解,越來越小的分數不斷累加,總和將收斂於二單位長度。

例如阿喀琉斯讓烏龜先跑100米,之後以每秒10米的速率追趕,按照芝諾講法結果會如何?,5秒後兩者之間距離會減半,2.5秒後距離再減半,1.25秒後再減半,10秒之後阿喀琉斯會超越烏龜,而10秒正是無窮級數的總和。

好,再來看芝諾的第二個“二分法悖論”,它否定的是運動狀態本身的真實性,說起來也很有意思。

芝諾:一切運動皆為假象,時間本身並不存在

在到達目的地之前,你必須先走完一半的路程,在走完一半路程之前,你必須先走完四分之一,在走完四分之一路程之前,你必須先走完八分之一路程,以此類推,如果將路程一直減半,你永遠抵達不了終點,你的旅程永遠無法開始。

此外,這個不斷遞減的距離數列是無窮的,要完成整個旅程意味著要完成無限多個步驟,因此你永遠無法走完它如果你無法開始一段旅程,又無論如何無法完成它,那麼運動本身即不可能發生。

芝諾這種邏輯被稱為“歸謬法”,他將某種想法加以無限延伸,直到得出邏輯上的離譜結論。

芝諾並不是數學家,他的思考往往只有單純的邏輯,但這麼做顯然是不夠的,一些哲學家對芝諾的言論不屑一顧。

芝諾:一切運動皆為假象,時間本身並不存在

犬儒學派的第歐根尼只是站了起來,就以行動證明了芝諾論點的荒謬,可能很多人不認識第歐根尼,很多著名的格言都是出自於他,像是“我只知道一件事,就是我一無所知”,“狗與哲學家做出最多的善行,但卻得到最少回報。

用嚴謹的物理去反駁芝諾的二分法悖論,假設你通過出發點時已經以等速往前移動一段時間,速率的意義乃是某段有限的時間裡移動某個距離,這是芝諾所不明白的。

在等速的情況下,移動的距離愈短,所需的時間也愈短,然而兩者相除的結果必然固定不變,也就是你的速率,出發後,需考慮的行經路程愈來愈短,相對應的時間間隔也愈來愈短。

不論被分割成多麼細小的間隔,時間必然繼續前進,將時間當成一條可以無限分割的靜止線段並沒有錯。

但關鍵在於,我們對於時間的知覺感受與空間中的靜止線段不同,我們無法將自己抽離到時間洪流之外時間無論如何會繼續前進,也因此我們會往前移動。

芝諾的“飛矢不動悖論”,便是以“運動皆假象”為中心的悖論。

芝諾:一切運動皆為假象,時間本身並不存在

當物體靜止時,其所佔空間大小保持不變,若其移動時的任一瞬間也總是佔據相同大小的空間,則飛矢不動,什麼意思?

假如我打了一炮,某一瞬間,我們將炮彈定格住,拍張照片。

那麼在這個瞬間中,炮彈佔據著空間中某個特定的位置,如果我們在這個瞬間看到它(照片),那麼炮彈便不在飛行,也就是說炮彈是不動的。

再加上時間由一連串的瞬間構成,而在每個瞬間中炮彈都是靜止的,按照這樣的推斷,我們可以得出“射出去的炮彈”是靜止不動的。

芝諾的“飛矢不動”哪兒錯了?

問題出在時間上,若是這些不可分割的瞬間,時間長度並非真正的等於零,那麼箭矢在每個瞬間的開始和結束時,就會位於不同的位置上,它就不能被當做靜止。

相反,若是這些瞬間真的為零,那無論經過多少個連續的瞬間,永遠不能加出有限的時間間隔,無論多少個零相加總和依然是零。

所以,芝諾提出有限時間間隔是由一系列連續相鄰瞬間所構成是錯的,悖論到這裡並沒有結束。

1997年兩位德州大學的物理學家發表了一篇名為《量子論中的芝諾悖論》,掀開了芝諾悖論的全新篇章,我想你不會對波函數這種東西感興趣,所以量子力學我們之後再解釋。


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