“芝诺悖论”为什么是“悖论”?

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樱花伴酒
2023-05-19 · TA获得超过1523个赞
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“芝诺悖论”之所以被称之为“悖论”,他自己也被后世称为“诡辩论者”,是因为他的悖论完全违反常理,但是,人们又不知道如何才能反驳他。

悖论本身的逻辑并没有错,它之所以与实际相差甚远,在于这个芝诺与我们采取了不同的时间系统。人们习惯于将运动看做时间的连续函数,而芝诺的解释则采取了离散的时间系统。即无论将时间间隔取得再小,整个时间轴仍是由无限的时间点组成的。

类似阿基里斯追上乌龟之类的追赶问题,我们可以用无穷数列的求和,或者简单建立起一个方程组就能算出所需要的时间,那么既然我们都算出了追赶所花的时间,我们还有什么理由说阿基里斯永远也追不上乌龟呢?

然而问题出在这里:我们在这里有一个假定,那就是假定阿基里斯最终是追上了乌龟,才求出的那个时间。但是芝诺的悖论的实质在于要求我们证明为何能追上。而无穷个步骤是难以完成的。

其实这归根到底是一个时间的问题。譬如说,阿基里斯速度是10m/s,乌龟速度是1m/s,乌龟在前面100m。实际情况是阿基里斯必然会在100/9秒之后追上乌龟。按照悖论的逻辑,这100/9秒可以无限细分,给我们一种好像永远也过不完的印象。

但其实根本不是如此。这就类似于有1秒时间,我们先要过一半即1/2秒,再过一半即1/4秒,再过一半即1/8秒,这样下去我们永远都过不完这1秒,因为无论时间再短也可无限细分。但其实我们真的就永远也过不完这1秒了吗?

显然不是。尽管看上去我们要过1/2、1/4、1/8秒等等,好像永远无穷无尽。但其实时间的流动是匀速的,1/2、1/4、1/8秒,时间越来越短,看上去无穷无尽,其实加起来只是个常数而已,也就是1秒。所以说,芝诺的悖论是不存在的。

扩展资料:

一个类似的案例:飞矢不动

设想一支飞行的箭。在每一时刻,它位于空间中的一个特定位置。由于时刻无持续时间,箭在每个时刻都没有时间而只能是静止的。鉴于整个运动期间只包含时刻,而每个时刻又只有静止的箭,所以芝诺断定,飞行的箭总是静止的,它不可能在运动。

上述结论也适用于时刻有持续时间的情况。对于这种情况,时刻将是时间的最小单元。

假设箭在这样一个时刻中运动了,那么它将在这个时刻的开始和结束位于空间的不同位置。这说明时刻具有一个起点和一个终点,从而至少包含两部分。但这明显与时刻是时间的最小单元这一前提相矛盾。因此,即使时刻有持续时间,飞行的箭也不可能在运动。总之,飞矢不动。

箭悖论的标准解决方案如下:箭在每个时刻都不动这一事实不能说明它是静止的。运动与时刻里发生什么无关,而是与时刻间发生什么有关。如果一个物体在相邻时刻在相同的位置,那么我们说它是静止的,反之它就是运动的。

参考资料:

芝诺悖论_百度百科

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匿名用户
2024-11-13
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芝诺悖论(Zeno's Paradoxes)是一系列古希腊哲学家芝诺提出的悖论,旨在挑战运动、时间和空间的基本概念。它们之所以被称为“悖论”,是因为它们看似推翻了直观的常识,尤其是关于物体如何运动的理解。芝诺通过这些悖论探讨了无限分割、极限过程和时间空间的本质,尽管这些悖论的结论与现实世界的物理经验相矛盾,但它们揭示了数学和哲学中的重要问题,尤其是在“无穷小”和“极限”概念的理解上。


主要的芝诺悖论

芝诺的悖论中最著名的是“阿基里斯与乌龟”悖论,但还有其他几个经典的悖论,如“飞矢不动”悖论和“二分法”悖论。

1. 阿基里斯与乌龟悖论

悖论描述:
假设阿基里斯是一个非常快速的跑者,而乌龟则跑得很慢。如果它们同时从起点开始,阿基里斯给乌龟一定的领先距离(比如,乌龟先跑10米)。芝诺的悖论声称,尽管阿基里斯比乌龟快,但他永远也追不上乌龟。理由是:当阿基里斯到达乌龟起始位置时,乌龟已经跑到了一个新的位置;当阿基里斯到达这个新位置时,乌龟又前进了一段距离,依此类推,阿基里斯永远都在追赶乌龟。

悖论的根本问题:
直觉上,我们知道阿基里斯肯定会超过乌龟,但芝诺通过无限分割的方式提出,阿基里斯需要跨越无限多个“距离”来追上乌龟。每次阿基里斯到达一个位置时,乌龟已经向前移动了一个小距离。根据这种思维方式,似乎阿基里斯永远也无法赶上乌龟。

2. 飞矢不动悖论

悖论描述:
芝诺的第二个悖论声称,一个飞行中的箭永远不可能在任何时刻真正“飞行”。他说,在每一瞬间,箭的速度都是静止的(即在一个瞬间,箭并未移动)。如果每个瞬间箭都不动,那么它在任何时候都不可能运动。

悖论的根本问题:
这种思维忽略了时间的连续性。实际上,时间并不是由离散的瞬间组成的,而是一个连续的过程,箭在每一瞬间的状态都可以被视为在不断变化,而不是静止不动。

3. 二分法悖论

悖论描述
二分法悖论认为,要想从一个地方走到另一个地方,你必须先走到目标的一半,再走剩余的一半,再走剩下的一半……按照这种方式,芝诺认为你将永远无法到达终点,因为你必须经过无限次的分割。

悖论的根本问题:
虽然过程可以分为无限多个部分,但实际的运动是有限的。通过极限理论(尤其是微积分),我们可以证明尽管运动是无限分割的,但所有这些分割的总和是有限的。因此,走到终点是可能的。

为什么是“悖论”?

芝诺悖论被称为“悖论”,因为它们挑战了我们直观的理解和逻辑推理。我们通常认为:

  • 物体可以在有限时间内从起点到达终点;

  • 运动是一个连续的过程;

  • 即使有无限多的分割,总和仍然是有限的。

然而,芝诺的推理通过无限分割的方式,看似“证明”了这些直观的结论是错误的。每个悖论都通过展示一个无限分割的过程来提出矛盾,进而让人感到不合理,甚至是自相矛盾。

如何解决芝诺悖论?

现代数学(特别是极限和微积分的概念)为芝诺悖论提供了合理的解决方法。通过数学方法,我们可以证明,在无限分割的过程中,所有的分割加起来仍然是有限的。因此,虽然芝诺通过无限分割的方式提出了看似不可解决的问题,但这些悖论并未真正推翻运动的现实。

例如,在“阿基里斯与乌龟”悖论中,虽然阿基里斯需要穿越无限多的距离来追上乌龟,但这个“无限”并不意味着无法完成。实际上,通过计算,阿基里斯最终会在有限的时间内追上乌龟。


总结

芝诺悖论之所以被称为“悖论”,是因为它们通过无限分割和直觉上无法解决的推理,挑战了我们的常识和直观理解。它们引发了对“时间”、“空间”以及“无限”概念的深刻思考,并且为后来的数学发展(特别是微积分和极限理论)提供了启示。在现代数学框架下,这些悖论的“矛盾”得到了合理的解决。

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