有哪些有趣的著名悖論?

介紹幾個好玩的悖論:

1.意外行刑悖論

一個罪犯將被判絞刑。

法官宣佈:“絞刑將在下週七天中的某一天中午12點舉行,但是隻有在行刑當天的早上通知你之後,你才會知道是在那一天。”這位法官以言出必行而聲名卓著。

說完上述的話之後,罪犯的律師馬上面露笑容,說道:“法官是無法執行絞刑的。因為第七天,也就是最後一天,他們不能吊死你,因為當第六天的中午你沒有服刑的話,你就知道會在第七天舉行絞刑,也就說還沒到第七天上午,你就已經知道了行刑的時間,這和判決不符。所以不可能在第七天行刑。因此第六天就變成了可能行刑的最後一天。按照這樣的邏輯,第六天也不可能行刑,因為到了第五天如果還沒死,你就知道了行刑時間是第六天,所以他們也不可能在第六天吊死你。同理可得他們也不能在第五、第四、第三、第二、第一天吊死你。所以你得救了。”

罪犯很開心。然而第二天中午,劊子手來到了他的面前。這當然是在他的意料之外的。法官沒有違背自己的判決。但是律師的邏輯似乎也沒有問題。那麼問題究竟出在哪裡呢?

2.蠕蟲悖論

一隻蠕蟲從一米長的橡皮繩之一端以每秒1釐米的速度爬向另一端,橡皮繩同時均勻地以每秒伸長1米的速度向同方向延伸,蠕蟲能夠爬到另一端嗎?咋一想,蠕蟲每前進1釐米,另一端卻拉長了1米,似乎永遠都爬不到頭。

但是如果你算一下:

第一秒,蟲子爬了繩子的1/100,

第二秒,蟲子爬了繩子的1/200,

……

第n秒,蟲子爬了繩子的1/n*100

前n秒,蟲子爬了(1/100)*(1+1/2+1/3+……+1/n)

我們知道1+1/2+1/3+……+1/n是發散的,因此存在某個足夠大的n,使得(1/100)*(1+1/2+1/3+……+1/n)>1.

所以小蟲是可以爬到另一端的。

3、自然語言表達數學的悖論

我們先看幾個用自然語言表達數學概念的例子

①第1000000000個素數。①雖然沒有告訴我們這個數是多少,但是這一描述確實唯一確定了一個素數。

②比π大的最小整數。②指的其實就是數字4.

③12345678910的平方。

①②③中使用的語言是漢字阿拉伯數字和希臘字母等人類的自然語言;我們稱每個漢字、外文字母和阿拉伯數字為“自然字”,於是①②③中的自然字不超過100個,即①②③用不超過100個自然字分別定義了3個不用的自然數。

現在我們來看這個語言悖論:n是用不超過25個自然字不能定義的最小正整數。

我們數一數上述關於數字n的定義中,總共只有23個自然字,沒有超過25個,就是說,我們用不超過25個自然字定義了n,這與n是用不超過25個自然字不能定義相矛盾的。

4.廣義芝諾悖論

有一個飛蟲問題,相信很多人都聽說過:

一隻飛蟲在兩騎自行車者之間來回飛行,自行車相對而行,輛車勻速,皆每小時2公里,開始相距4公里。已知飛蟲時速每小時3公里,當輛車在中途相遇時,飛蟲總共飛了多少公里?

這個問題是非常簡單的,無論飛蟲開始從哪裡起飛,方向如何,飛蟲最終都會和輛自行車騎手相聚於一點,它的飛行時間和騎手是一樣的,因此路程只用時間*速度即可。

現在問題來了:如果兩自行車和一隻飛蟲同時從某地出發,兩自行車背向而行,勻速行駛,速度都是每小時2公里。問,1個小時候後,飛蟲在什麼位置?

答案是,飛蟲可以在兩自行車之間的任意位置。因為我們只需要逆著推理回去,無論飛蟲在什麼位置,飛蟲現在和自行車騎手都原路返回,1個小時後,他們都會在一開始的出發地集合。那麼問題來了,這是一個現實問題,飛蟲怎麼可能會同時出現在任意位置呢?


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