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芝诺悖论之一:阿基里斯悖论

2024-12-30

在辞旧迎新的2024年岁尾,我们满怀喜悦与期待,谨以此文迎接2025年的到来!

芝诺(英语:Zeno,约前490430年),古希腊的前苏格拉底哲学家,出生于埃利亚。他以提出了四个关于运动不可能的悖论而知名。他创造这些悖论是为了支持他老师巴门尼德的理论。他认为世界上运动变化着的万物是不真实的,唯一真实的东西是巴门尼德所谓的唯一不动的存在,所以存在是一而不是多,是静不是动。

为了支持其师巴门尼德的哲学观点,芝诺提出了很多悖论,其中之一便是著名的阿基里斯悖论。芝诺提出让乌龟和阿基里斯赛跑,两者起点不同,乌龟的起点位于阿基里斯身前1000米处,并且假定阿基里斯的速度是乌龟的10倍。比赛开始后,若阿基里斯跑了1000米,设所用的时间为t,此时乌龟便领先他100米;当阿基里斯跑完下一个100米时,他所用的时间为t/10,乌龟仍然领先他10米;当阿基里斯跑完下一个10米时,他所用的时间为t/100,乌龟仍然领先他1米。芝诺认为,阿基里斯永远无法追上乌龟。如何破解这个悖论呢?其方法如下。

如果将阿基里斯步行的速度为每秒1m,乌龟爬行的速度为每秒0.1m,并且在比赛之前,阿基里斯让乌龟先爬1000米,在这种条件下,阿基里斯追赶乌龟所用的时间为: 

1000 / 1 = 1000

1000*0.1/ 1= 100

100*0.1/ 1 = 10 

……

这些时间,按其先后排列,可以构成一个无限序列:100010010,10.1求其和则得:S = 1000 /1-0.1= 1111.11..所以阿基里斯只要跑1112秒,即可超越乌龟。

这里包含了牛顿之后近代数学的两个思想:无限序列和极限的思想。由于缺乏极限的思想,古希腊时代的人对此明显是个谬论的悖论却无从辩驳。

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