如何推翻阿基里斯追不上龟?
公元前5世纪,芝诺发表态了著名的阿基里斯和乌龟赛跑悖论:
他提出让乌龟在阿基里斯前面1000米处开始,并且假定阿基里斯的速度是乌龟的10倍。当比赛开始后,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,乌龟仍然前于他10米。当阿基里斯跑完下一个10米时,他所用的时间为t/100,乌龟仍然前于他1米芝诺解说,阿基里斯能够继续逼近乌龟,但决不可能追上它
现在我们知道,时间和空间是粒子的,也就是说时间和空间都有它的最小的单位,芝诺的论断错误之一就是把时间无穷的细分了下去。
设乌龟平均速度是M,时间是T,那么假如乌龟被超过,应该满足10MT≥MT+1000,MT≥1000,M是常数,那么T≥1000/M。我们根据中学所学过的无穷等比递缩数列求和的知识,只需列一个方程就可以轻而易举地推翻芝诺的悖论:阿基里斯在跑了
1000(1+0.1+0.01+)=1000(1+1/9)=10000/9米时便可赶上乌龟。
人们认为数列1+0.1+0.01+是永远也不能穷尽的。这只不过是一个错觉。
我们不妨来计算一下阿基里斯能够追上乌龟的时间为
t(1+0.1+0.01+)=t(1+1/9)=10t/9
芝诺所说的阿基里斯不可能追上乌龟,就隐藏着时间必须小于10t/9这样一个条件。
由于阿基里斯和乌龟是在不断地运动的,对时间是没有限制的,时间很容易突破10t/9这样一个条件。一旦突破10t/9这样一个条件,阿基里斯就追上了或超过了乌龟。
人们被距离数列1+0.1+0.01+好象是永远也不能穷尽的假象迷惑了,没有考虑到时间数列1+0.1+0.01+是很容易达到和超过的了