古希腊著名哲学家芝诺说,一切运动都是静止的和不可能到达终点的。所谓“飞矢不动”,被称为芝诺悖论。
其一是说,射出去的箭是静止不动的;其二是说,射出去的箭即使向前运动,也永远到达不了靶子上。
你可能觉得很奇怪,这明明是不符合现实的么,射出去的箭怎么可能是静止不动的呢!又怎么可能永远都到不了达靶子上呢!这不是胡说八道吗?
但芝诺却用这样的逻辑向你提问,射出去的箭是不是在一瞬间都有一个确定的速度和位置?你的答案应该是肯定的;
芝诺又问,那每一刻都有固定速度和位置的箭,在这一时刻是不是静止的?你的答案也应该是肯定的;
芝诺再问,既然这支射出去的箭,每一刻都是静止的,那这支射出去的箭是不是就是静止的?答案似乎也应是肯定的。
但这确实明显与事实不符!
芝诺的诡辩之处在于,虽然这支箭每一刻都有确定的速度和位置,但不同时刻却都有不同的速度和位置,这不正说明在不同时刻的这一段时间内是运动的吗!但我们也得承认,芝诺的这个逻辑还是有些懵人的。
芝诺的第二个逻辑更加懵人。其言,射出去的箭永远射不到靶子上,是因为这支箭在射到靶子之前必须先经过箭到靶子之间这个全程的一半,这应该是没有问题的;
芝诺又说,这只箭在到达一半时,还需经过剩下全程的一半,这应该也是没有问题的;
芝诺再说,以此类推,无穷无尽。因为任何剩下的距离都可以再分成一半,箭必须经过无穷多的下一个一半的距离,所以箭永远射不到靶子上。正如《庄子·天下篇》所言:一尺之棰,日取其半,万世不竭。这仍然应该是没有问题的。
可是实际上,这只箭在我们讨论之际已经射到了靶子上!
反驳这层意思就比反驳第一层意思难多了。我们得承认这个逻辑比刚才那个静止逻辑更缜密,简直完美得无懈可击。
但毫无疑问,这肯定也是错误的。可我们不能仅仅说其与事实完全不符,而必须还要从理论上将其驳倒。这也常常是西方人强调和遵循的逻辑,现在我们可以统称为科学论证。
首先,我们可以从数学上将其驳倒。
道理现在看起来也非常简单,只是芝诺在当时无法知道1/2 1/4 1/8……并不等于无穷大,而是等于1。这是数学上的无限级数求和,而当时芝诺却认为会等于无穷大,所以永远不能到达箭靶。
其实,通过常规的加法和推理也可计算出来:第一个间隔是1/2;第二个间隔是1/2 1/4=3/4;第三个间隔是1/2 1/4 1/8=7/8……这些数字存在一样的规律,分母是2的幂,分子总比分母小1,最后分子和分母两数无限趋近,就是等于1。
等于1,就是最后的一半到了无限小的时候,显然也就射到了靶子上。
其次,我们还可以从物理学和化学上将其驳倒。
物质或空间能够一半一半地无限被分下去是基于宏观世界和微观世界都遵循一样的规律,但事实上并非如此。
当物质被分割到亚原子尺度的时候,将无法被再次分割,我们不能把一个电子分成半个电子。
同样道理,简单地说,当空间到达普朗克常数尺度的时候,也不能再被分割。
当然,电子并不是最小的微观粒子,这里一是说它不会正好被分成一半,二是对其分割需要高能量,远非一支箭所能做到。
而且微观粒子事实上也不是一直可以分割下去,现在似乎己经确定最小的物质单位,它只有能量,没有质量,相当于一个数学公式,也因此说,世界是由数学组成的,一切皆有定数。
最小的粒子只有能量没有质量,也与宇宙大爆炸理论呼应了起来,宇宙最开始就来自于一个没有质量的高能粒子。
组成长度的最小单位普郎克常数亦有此理。
因此,物质和空间只能在思想上被无限分割,并不能在实际上被无限分割。事实上,微观量子系统状态的变化确实不是连续的,而是跳跃式的,这叫量子跃迁。
既然小到一定尺度时可以跳跃,就不用穿过无穷个1/2,最后可以从一个状态跳跃到另一个状态,这只箭不就顺利到达靶子上了嘛!
也可见,芝诺和庄子的无限1/2分割说是错误的,或者说只适用于宏观世界,而不适用于微观世界。
最后还是用逻辑学来证明吧。
如果你不理解或不喜欢这种用数理方式进行理论论证的话,那我们还可以用逻辑学的方法来直观推理。
我们知道,箭靶是有正面、背面和中间厚度的,假如射入中间算射中,那箭在某个1/2处肯定先到达靶面,再在下一个1/2处穿过靶面,往靶中间厚度前进,这不就等于射中靶子了嘛!
这就是科学思维,很多结论就是通过这样的推理来证实或证伪的,并不来自于现实生活,但对现实生活的意义不可估量。
至今,哲学系的大学生仍然对芝诺悖论莫衷一是,尤其是喝几杯酒后,更争论得脸红脖粗、喋喋不休,是为人类一景。
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