阿喀琉斯悖論討論

2021-06-17 18:04:32 字數 1889 閱讀 2525

話說芝諾提出的悖論有很多個,比較出名的有兩分法悖論,阿喀琉斯悖論,飛矢不動悖論,以及遊行隊伍悖論等等。

關於阿喀琉斯悖論描述大概是這樣的:阿喀琉斯是乙個跑得非常快的人,但是可以證明他追不上烏龜,證明方法是:每當阿喀琉斯追到烏龜剛才在的地方時,烏龜又往前挪動了一點距離,因此阿喀琉斯一直是在烏龜後面的永遠超不過它。

在introduction to mathematical philosophy當中有如下的通過數學證明的方法

1:假設剛開始的時候烏龜在x_1位置,阿喀琉斯在x_0位置,此時假設x_0是位於x_1後面的。

2:對於i>=1的狀態,每當阿喀琉斯到位置x_i時,烏龜便會移動到x_(i+1),這時候x_i是在x_(i+1)後面,所以阿喀琉斯在x_i到x_(i+1)之間是沒有機會超過烏龜的。

3:由1,2得,阿喀琉斯在x_0到x_1,之間,x_1到x_2之間,……是沒有機會超過烏龜的。

4:對於所有的i,假設乙個正數t_i表示阿喀琉斯從x_i追到x_(i+1)所用的時間。

5:由4得,對於所有的i,阿喀琉斯從x_0追到x_(i+1)使用了t_0+t_1+...+t_(i+1)的時間,這裡面的t都是正數。

6:由5得,所以t_0+t_1+...+t_(i+1)是無限長的時間

7:由6得,所以阿喀琉斯沒有機會運動通過所有的x_0,x_1,x_2,...

8:所以阿喀琉斯一定在某乙個x_i的後面

9:由3和8得,既然阿喀琉斯沒有機會在x_i到x_(i+1)之間超過烏龜,而且阿喀琉斯永遠在某乙個x_i的後面,因此,阿喀琉斯沒有辦法超過烏龜。

所以得出結論:阿喀琉斯沒有辦法超過烏龜。

對於演繹推理來說,一般是如下的方法:

(p1) a

(p2) if a, then b

(c)   b

那麼如果前提條件都是成立的,那麼結論一定會是成立的,但是,在有時候,結論很明顯是錯的,這時候悖論就產生了,這種情況下,基本上是因為乙個細微的前提條件出現了錯誤,才導致了結論的錯誤。

在這個問題上,步驟6是有問題的。

假設t_0=1/2,t_1=1/4,t_2=1/8……t_n=1/(2^(n+1))

那麼此時t_0+t_1+....+t_(n)=1/2+1/4+1/8+...+1/(2^(n+1))<1

其實我們可以知道,1/2+1/4+1/8+.......=1

如何證明呢?

假設            s=1/2+1/4+1/8+....

那麼有(1/2)s=        1/4+1/8+....

那麼兩個式子相減,得到

1/2s=1/2

所以s=1

但是看下乙個例子

假設我們要求s=2+4+8+16+32....呢?

s=     2+4+8+16+32+....

(1/2)s=1+2+4+8+16+32+.....

兩個式子相減,得到

(1/2)s=-1

s=-2

這肯定有問題,可以看一下分解

當我們都取5個數時

式子1:

s=1/2+1/4+1/8+1/16+1/32

s/2=         1/4+1/8+1/16+1/32+1/64

此時相減得s/2=1/2-1/64。

當項數增大時,1/64這一項會越來越小,一直到可以忽略。

對於式子2來說 

s=     2+4+8+16+32

s/2=1+2+4+8+16

s/2=32-1

當項數越來越多時,32這一項也會越來越大,所以這是不能夠被忽略的。

唔,跑題了,回來。

一般的,既然阿喀琉斯跑的比烏龜快,所以假設阿喀琉斯的速度是烏龜的x倍,那麼t_i與t_(i+1)的關係就是x倍的關係。

所以,這時候t_0+t_1+....+t_n也會逐漸逼近乙個數,這個數就是阿喀琉斯追上烏龜的時間。

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