佯谬:推理的迷宫

作者: 王鸣阳

来源: 科学世界

发布日期: 2021-04-28 18:30:00

本文介绍了“佯谬”的概念,并详细分析了著名的“阿喀琉斯和乌龟佯谬”,解释了其背后的逻辑错误,即误以为无穷多个数的求和必定是无穷大。

“佯谬”又叫做“悖论”,是指从看似正确的前提出发,经过看似正确的逻辑论证却得到了荒谬结论的那种矛盾命题。在通常所说的佯谬中,有一些佯谬,经过认真分析,总可以发现其前提或逻辑包含有错误,这一类佯谬是“疑似佯谬”。然而也有一些佯谬,你不得不承认其前提和逻辑都是正确的,却不知为何同时得到了两种相反的结论。这一类佯谬是“真佯谬”。本文介绍一个非常有意思的佯谬,读者可以用来考验一下自己的头脑。

在大量的“佯谬”中,有一个非常著名的佯谬叫做“阿喀琉斯和乌龟佯谬”。这个佯谬是由古希腊哲学家、数学家芝诺(Zeno of Elea)提出的,也被称为“芝诺悖论”。在这个佯谬中出现了希腊神话中的一位擅长奔跑的英雄阿喀琉斯。在阿喀琉斯的前方有一只缓慢爬行的乌龟,可是他却永远也追不上它。假定那只乌龟在阿喀琉斯前方100米处开始爬行。

为了讨论的方便,假定阿喀琉斯的奔跑速度是10秒钟跑100米(每秒10米)。乌龟爬行的速度是每秒1米。阿喀琉斯一起动,10秒后就能够到达乌龟开始爬行的位置。不过,在这10秒钟,乌龟已经向前爬行了10米。因此,在10秒钟后阿喀琉斯到达乌龟先前所在的100米位置时,乌龟已经在他的前方10米处。这10米不算什么,阿喀琉斯1秒钟后就能追上。

可是,在这1秒钟,乌龟又向前爬行了1米,仍然在他的前方……如此看来,无论阿喀琉斯怎样追赶,乌龟总是在他的前方,阿喀琉斯永远也追不上乌龟。实际情况当然不是这样,快腿阿喀琉斯肯定会追上迟钝的乌龟。问题出在哪里呢?

实际计算一下就会知道,阿喀琉斯追赶上乌龟所需要的时间不会是无穷大。阿喀琉斯追赶上乌龟所需要的时间是10+1+0.1+0.01+…=11.11…(秒),求和得到的是一个有限值(叫做无限求和“收敛”)。这就是说,阿喀琉斯只需要比11秒稍多一点时间就会追赶上乌龟。产生这个疑似佯谬,是由于误以为无穷多个数的求和计算得到的结果必定是无穷大。

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