( 二 ) 引进无限带来的悖论

  《墨子 · 经说下》中有一句话: “ 南方有穷,则可尽;无穷,则不可尽。 ” 如果在有限中引进无限,就可能引起悖论。

2-1 阿基里斯悖论

  稍晚于毕达哥拉斯的古希腊数学家芝诺 (ZenoofElea) ,曾经提出过一些著名的悖论,对以后数学、物理概念产生了重要影响,阿基里斯悖论是其中的一个。

  阿基里斯 (Achilles) 是希腊神话中善跑的英雄。芝诺讲:阿基里斯在赛跑中不可能追上起步稍微领先于他的乌龟,因为当他要到达乌龟出发的那一点,乌龟又向前爬动了。阿基里斯和乌龟的距离可以无限地缩小,但永远追不上乌龟。

  有人用物理语言描述这个问题说,在阿基里斯悖论中使用了两种不同的时间度量。一般度量方法是:假设阿基里斯与乌龟在开始时的距离为 S ,速度分别为 V1 和 V2 。当时间 T=S/(V1-V2) 时,阿基里斯就赶上了乌龟。

  但是芝诺的测量方法不同:阿基里斯将逐次到达乌龟在前一次的出发点,这个时间为 T' 。对于任何 T' ,可能无限缩短,但阿基里斯永远在乌龟的后面。关键是这个 T' 无法度量 T=S/(V1-V2) 以后的时间。

2-2 二分法悖论

  这也是芝诺提出的一个悖论:当一个物体行进一段距离到达 D ,它必须首先到达距离 D 的二分之一,然后是四分之一、八分之一、十六分之一、以至可以无穷地划分下去。因此,这个物体永远也到达不了 D 。这些结论在实践中不存在,但是在逻辑上无可挑剔。

  芝诺甚至认为: “ 不可能有从一地到另一地的运动,因为如果有这样的运动,就会有 ‘ 完善的无限 ' ,而这是不可能的。 ” 如果阿基里斯事实上在 T 时追上了乌龟,那么, “ 这是一种不合逻辑的现象,因而决不是真理,而仅仅是一种欺骗 ” 。这就是说感官是不可靠的,没有逻辑可靠。

  他认为: “ 穷尽无限是绝对不可能的 ” 。根据这个运动理论,芝诺还提出了一个类似的运动佯谬: “ 飞矢不动 ” 。

2-3“ 飞矢不动 ”

  在芝诺看来,由于飞箭在其飞行的每个瞬间都有一个瞬时的位置,它在这个位置上和不动没有什么区别。那么,无限个静止位置的总和就等于运动了吗?或者无限重复的静止就是运动?中国古代也有类似的说法。

2-4“ 飞鸟之景,未尝动也 ”

  这是中国名家惠施的命题,与 “ 飞矢不动 ” 同工异曲。这就是不可抗拒的推理和不可回避的实事相冲突。

  德国哲学家尼采在《希腊悲剧时代的哲学》里有一章《可疑的悖论》,称芝诺的悖论为 “ 否定感官的悖论 ” 。尽管阿基里斯在赛跑中追上起步领先的乌龟完全合乎事实,但为什么 “ 不合逻辑 ” ?因为芝诺运用了 “ 无限 ” 这个概念,这是一种逻辑上的假设,而现实世界里是不可能有无限者存在的,这就出现了假设与现实的矛盾。

  尼采的结论

  尼采说道:在这两个悖论里, “ 无限 ” 被利用来作为化解现实的硝酸。如果无限是决不可能成为完善的,静止决不可能变为运动,那么,真相是箭完全没有飞动,它完全没有移位,没有脱离静止状态,时间并没有流逝。

  换句话讲,在这个所谓的、终究只是冒牌的现实中,既没有时间、空间,也没有运动。最后,连箭本身也是一个虚象,因为它来自多样性,来自由感官唤起的非一的幻象。下面是尼采的分析:

  假定箭拥有一种存在,那么,它就是不动的、非时间的、非造而有的、固定的、永恒的。这是一个荒谬的观念!

  假定运动是真正的实在,那么,就不存在静止。因而,箭没有位置、没有空间。又是一个荒谬的观点!

  假定时间是实在的,那么,它就不可能被无限地分割。箭飞行所需要的时间必定由一个有限数目的瞬间组成,其中每个瞬间都必定是一个原子。仍然是一个荒谬的观念!

  尼采得出这样的结论:我们的一切观念,只要其经验所与的、汲自这个直观世界的内容被当作 “ 永恒真理 ” ,就会陷入矛盾。如果有绝对运动,就不会有空间;如果有绝对空间,就不会有运动;如果有绝对存在,就不会有多样性;如果有绝对的多样性,就不会有统一性。

  极限理论的诞生

  事实上,这两个悖论中提到的这个 “ 动与不动 ” 的对立统一,今天都已经得到了完美的解决,这就是极限理论的诞生。牛顿在运动学研究时,初创微积分,但由于没有巩固的理论基础,出现了历史上的 “ 第二次数学危机 ” 。十九世纪初,法国科学家以柯西为首建立了极限理论,后来又经过德国数学家维尔斯特拉斯进一步的严格化,使极限理论成为微积分的坚定基础,运动问题也得到了合理的解释。

  可以想见,在微积分和极限理论发明或被接受以前,人们很难解释这一运动佯谬。感官不同于思维,当希腊人用概念来判决现实的时候,如果逻辑与现实发生矛盾,芝诺指责感官为 “ 欺骗 ” 。当思维找不到合理解释的时候,直观的形式、象征或比喻都无济于事。尼采的分析虽然详细、精辟,但他无法把它们综合起来。

                       


 

北京百年树人远程教育有限公司 版权所有
地址:北京市海淀区厂洼西路8号海剑大厦9层 邮编:100086
全国免费咨询电话:800-810-1126 电子邮件: webmaster@edu12.com