芝诺悖论有哪四个?
1、二分法悖论
一个人在到达目的地之前,要先走完路程的1/2,再走完剩下总路程的1/2,再走完剩下的1/2……按照这个要求可以无限循环的进行下去。因此有两种情况:①这个人根本没有出发;②只要他出发了,就永远到不了终点。(尽管离终点越来越近)
2、阿基里斯悖论
其实,这个悖论就是指这个有趣的故事——阿基里斯与乌龟赛跑。阿基里斯是古希腊神话中善跑的英雄。在他和乌龟的竞赛中,他速度为乌龟10倍,乌龟在前面100米跑,他在后面追,但他不可能追上乌龟。
3、飞矢不动
“飞矢不动”中的“矢”指的是弓箭中的箭。正常的射箭,任何人都知道,只要箭离了弦,就能飞出去,经过一段空间运动后,到达另一个位置。
然而,芝诺认为:如果我们截取“飞矢”的每一个瞬间,它在空中都是“静止”的。既然每一个瞬间都是静止的,所有的瞬间加起来也应该是静止的,因此,“飞矢”是“不动”的。
4、游行队伍悖论
假设在运动场上,在一瞬间(一个最小时间单位)里,相对于观众席A,队列B、C分别各向右和左移动一个距离单位。
而此时,相对于B,C移动了两个距离单位。芝诺认为,既然队列可以在一瞬间(一个最小时间单位)里移动一个距离单位,也可以在半个最小时间单位里移动一个距离单位,那么,半个时间单位就等于一个时间单位。
扩展资料
亚里士多德对芝诺悖论作出了这样的解释:
对于第一、三个悖论,他认为只要假设时间是也是无限不可分的,那么每一个时间点对应一个空间点,就能在无限不可分的一段时间里跨过一段无限不可分的空间。
对于第二个悖论,他认为:当追赶者与被追者之间的距离越来越小时,追赶所需的时间也越来越小。无限个越来越小的数加起来的和是有限的,所以可以在有限的时间追上。(然而并不严谨)
而对于阿基里斯悖论,阿基米德发现了一种类似于几何级数求和的方法,而问题中所需的时间是成倍递减的,这正是一个典型的几何级数,由此可知阿基里斯追上乌龟的总时间是一个有限值。
芝诺悖论
所谓的芝诺悖论在正常人眼里是完全不可能实现的,因为这个悖论涉及了时间与空间的问题。比如你永远都追不上一只乌龟,一支被射出去的箭实际上是静止的,这听上去十分的不可思议,但是看完下面的故事与解释之后,你应该会明白这个悖论的精妙所在。
芝诺悖论:阿基里斯追不上乌龟、从A点到B点永不能到达、飞矢不动、游行队伍
世界十大悖论:费米悖论、乌鸦悖论、黄油猫悖论、芝诺悖论、霍金悖论、理发师悖论、外祖母悖论、上帝悖论、说谎者悖论、伊壁鸠鲁悖论
一、阿基里斯追不上乌龟这是芝诺悖论中最著名的一个悖论,一个善跑健将永远都追不上一只近在咫尺的乌龟。阿基里斯是古希腊神话中善跑的英雄。在他和乌龟的竞赛中,他速度为乌龟十倍,乌龟在前面100米跑,他在后面追,但他不可能追上乌龟。当阿基里斯追到100米,乌龟的出发点时,乌龟已经又向前爬了10米,于是,一个新的起点产生了。
阿基里斯必须继续追,而当他追到乌龟爬的这10米时,乌龟又已经向前爬了1米,阿基里斯只能再追向那个1米。就这样,乌龟会制造出无穷个起点,它总能在起点与自己之间制造出一个距离,不管这个距离有多小,但只要乌龟不停地奋力向前爬,阿基里斯就永远也追不上乌龟!
悖论解释:因为乌龟爬到B点,而你不是同时到达B点的话,那你到达的B点就不是乌龟到达的B点,因为时间的不同,你的B点永远也不是乌龟的B点。这虽然在空间上是同一地点,但是在时间上是永远不相同的,所以你永远追不上。
二、从A点到B点永不能到达一个人从A点走到B点,必先走完路程的1/2,然后走完剩下的1/2时,必须走完剩下总路程的1/2,以此类推,再走完剩下的1/2,又可以分出一个1/2……”如此循环下去,由于1/2总可以不停的分解下去,则一个人永远不能到终点B。当A,B无限接近的时候,也就是说人无法运动,只能静止!
悖论解释:假设此人速度不变,走一段的时间每次除以2,时间为实际需要时间的1/2+1/4+1/8+......,则时间限制在实际需要时间以内,即此人与目的地距离可以为任意小,却到不了。实际上是这个芝诺悖论本身限定了时间,当然到达不了。
三、飞矢不动芝诺问他的学生:“一支射出的箭是动的还是不动的?”
“那还用说,当然是动的。”
“确实是这样,在每个人的眼里它都是动的。可是,这支箭在每一个瞬间里都有它的位置吗?”
“有的,老师。”
“在这一瞬间里,它占据的空间和它的体积一样吗?”
“有确定的位置,又占据着和自身体积一样大小的空间。”
“那么,在这一瞬间里,这支箭是动的,还是不动的?”
“不动的,老师”
“这一瞬间是不动的,那么其他瞬间呢?”
“也是不动的,老师”
“所以,射出去的箭是不动的?”
四、游行队伍首先假设在操场上,在一瞬间(一个最小时间单位)里,相对于观众席A,列队B、C将分别各向右和左移动一个距离单位。B、C两个列队开始移动,如图所示相对于观众席A,B和C分别向右和左各移动了一个距离单位。
而此时,对B而言C移动了两个距离单位。这里就有一个矛盾,队列既可以在一瞬间(一个最小时间单位)里移动一个距离单位,也可以在半个最小时间单位里移动一个距离单位,这就产生了半个时间单位等于一个时间单位的矛盾。因此队列是移动不了的。
运动与时空密不可分芝诺悖论迷惑人的地方,最大的根源在于当时人们对运动、时间、时刻、空间等概念的模糊,他迫使人们需要对运动、时间、时刻、空间等概念进行深入理解。亚里斯多德意识到了芝诺悖论的难点,在讲运动的时候首先强调运动与空间、时间的关系,指出如果没有时间、空间的概念,运动将无法讨论。
亚里斯多德的运动理论存在许多臆测,他虽然知道时间对于运动的重要性,却也回避了对时间的详细说明,也不能区分时间和时刻。直到伽利略发现摆的等时性,以及后来胡克、惠更斯在发明钟表方面的贡献,尽管此时还不能解释时间是什么,但却因为钟表对时间的精确计量,极大的推动了运动学的发展。
至此,人们对运动学(或者说力学)的三个基本要素:长度、质量、时间的认识就完成了,在这三个量的基础上,提出了位移、速度、加速度、动量、动能、角位移、角速度、角加速度、角动量等一系列运动学的概念,人们对物体运动的认识也越来越深入。当运动学发展到一定的阶段之后,就为动力学的完善提供了必要条件。