运动员追不上乌龟的悖论

时间:2023-11-26 00:09:01

大多数哲学家都喜欢研究玄学,并提出一些与前人相对立的观点,以显示自己在学术上的优越性和与众不同。可悲的是,很多人都对某个“大哲”提出来的理论无条件地接受,因为这些理论满足了大众的愿望,人们再也不用考虑这些结论是否合理、可行。关于这些谬论,一个最明显的例子就是对于无限可分性的讨论,我想以此为开端,分析时间与空间的无限可分性。

很多哲学家都认为物质和空间无限可分,但实际上,这个理论根本就没有任何依据。就像我们在纸上画一点墨迹,当我们离纸很近时,可以完全看到墨迹;当我们逐渐走远,就完全看不到了。显然,我们不能分割无法感知的物体。就算有一个望远镜可以使我们再次看到那个墨迹,但如果距离再远一点,我们就又看不到了。

运动员追不上乌龟的悖论

因此,我们对感知不到的东西是无法划分的,空间与时间可以无线分割的理论更是不复存在。目前,从物理学与哲学的角度来看,空间和时间是不可以无线分割的,而古希腊哲学家提出的很多悖论都是以时间或空间的无限性为基础。其实,这些悖论根本不成立。其中,最著名的当属古希腊哲学家芝诺的飞矢不动问题。

芝诺说,将一支箭射出后,它看似是移动的,而实际上,它在每一个瞬间都是静止的,所以,它在某个位置上的动与不动没有什么区别。芝诺曾经用这个问题问他的学生说:“一支箭射出去究竟是动还是不动呢?”学生回答说:“当然是动的。”

“看上去确实是这样,每个人都认为它是动的,但是,这支箭在每一个瞬间都有它的位置对吧?”

“是的,教授。”

“在每一个瞬间,它占据的空间和它的体积是一样的吗?”

“是的,教授,它占据的空间与它的体积的确一样。”

“那么,在每一个瞬间,它是不动的还是动的?”

“是不动的。”

“那么,时间是不是由瞬间组成的?”

“是的。”

“那么,弓箭在发射出去后是动的还是不动的。”

“当然是不动的。”

经过这样的对话,芝诺终于让他的学生承认了飞矢不动的理论。但是,根据常识,箭明明就是运动的。但我们又无法证明它是动的。飞矢不动问题让很多哲学家认识到,经验有的时候不一定是真实的,他们由此转向了相信逻辑推理是发现真理唯一途径的理性主义。由此可见,芝诺的悖论真的是贻害不浅。

后世有很多哲学家批判过芝诺的悖论,但都不彻底。有的哲学家考虑到运动是相对的,所以,他们认为,如果以与这支箭同样速度、同样方向的另一支箭做参照物,这支箭当然是不动的。其实,这个解释愚蠢至极,芝诺根本就没有把另一支箭作为参照物,而是以地面为参照物。而且,芝诺提到的始终都是一把弓箭,而从没有涉及另一把弓箭。

如果遇到运动就以参照物的观点来解释,那么,当物理老师告诉我马车运行的距离和时间,让我计算速度的时候,我完全可以这样告诉他:“老师,因为旁边有另一架和它同样速度的马车,所以,这辆马车是静止的,速度为零。”这句话听起来没错,但这是多么荒谬的一种解释啊!

如果我们都以地面为参照物,飞矢不动的悖论就是成立的吗?其实不然,飞矢不动理论主观地认为,被射出去的箭在每一个瞬间是完全不动的。但实际上,瞬间真的可以达到吗?真的可分吗?答案是否定的。如果时间可分,那么我们就可以把人生分成无数的瞬间,而我们永远也过不完这些瞬间,所以我们就可以长生不老了。但实际上,这根本不可能,我们一样要承受生老病死。所以,时间在常识上是不可分割的。那么,在理论上又如何解释呢?我们来看下面的例子。

有一支箭在空中运行了6000秒,从发出去开始计时,每一秒算一个瞬间。那么,这个弓箭在第1秒的时候是静止的,在第2秒的时候也是静止的,但我们不能说它在第1秒至第2秒的时间内是静止的。因为从第1秒到第2秒是一个时间段,而不是时间点,即便我们以0.1秒作为一个瞬间,情况依然如此。不管我们把时间分得多么小,瞬间与瞬间之间都是时间段,而既然是时间段,那就有位移。所以,弓箭是运动的,而非静止的。当然,一定要以地面为参照物。

解决了飞矢不动问题后,事情还没有结束,因为芝诺还提出了一个运动员与乌龟赛跑的故事,这个故事也曾经让众多哲学家绞尽脑汁。

故事的内容是这样的:古希腊时期有一个著名的长跑运动员叫阿基里斯,有一天,阿基里斯在散步时碰到了芝诺,看到芝诺瘦小的身体,阿基里斯骄傲地说:“芝诺,听说你是个有名的学者,但你的身体看上去病歪歪的,走路的样子像个乌龟。”芝诺笑了笑,对阿基里斯说:“我走路的确像乌龟,但是,你跑得比乌龟还慢。”阿基里斯听了火冒三丈,大吼道:“胡说,我的速度超越乌龟何止千倍百倍?就算让乌龟在我前面1000米处,我也能在短时间内追上它。”

芝诺接着说:“怎么可能呢?你想想,当你跑到1000米的时候,乌龟可能已经跑出了100米;你又跑出100米后,乌龟可能又会前进10米;当你跑完10米后,乌龟可能又跑了半米。总之,你只能无限地接近乌龟,但永远无法超过它。”阿基里斯想了想,觉得芝诺说的话完全有道理,就承认了自己确实跑不过乌龟。

这个问题与飞矢不动的问题一样可笑,几乎所有人都知道,乌龟的爬行速度在自然界所有生物中都算是倒数的,不要说运动健将阿基里斯,一个孩童都能跑过它。然而,为什么这么简单的一件事情用理论来推导就成了悖论呢?

问题还是出在时间是否可分上,如果时间无限可分,那么运动员追不上乌龟是完全合理的,因为一个小段的时间我们都能无限划分,比如阿基里斯跑了0.01秒、0.011秒……0.00000000001秒……如果时间这么分割下去,那阿基里斯永远跑不完,而乌龟也始终在他的前面。因为每当他跑到乌龟原来位置的时候,乌龟总能多出那么一点点距离,即便那个距离微乎其微,小到不可见。

但实际上,我们只要实践一次就知道,想跑到乌龟的前面再简单不过了。这也证明了时间是不可无限划分的,到了一定的程度就是一个阈值,无法继续分离,或者说已经超出了人类的认知领域。所以,运动员永远追不上乌龟的悖论也是不存在的。

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