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芝诺的兔子——物理学的第一只神兽“玄武”

更新时间:2023-09-05 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

芝诺的兔子8NI物理好资源网(原物理ok网)

神秘诡谲的数学学在发展的过程中历经了种种波折,一路上有景色相伴,也有诸多艰辛磨难。在这种艰辛磨难,弯弯绕的顶端耸立着数学学界的四大神兽。如同中国唐代的四大神兽分别代表一种属性一个方位一样,数学学界的四大神兽也分别象征了数学学发展过程中的四个阶段。从芝诺的兔子到薛定谔的猫,数学学从最原始,最基本的逻辑论证走到了最复杂,最难懂的量子热学。这四只神兽的故事以及她们分别代表的当时数学学界的世界观,我会分期为你们推送。8NI物理好资源网(原物理ok网)

首先,我们来讲讲最早诞生的神兽:芝诺的寄居蟹。故事大体是这样的:阿克琉斯是神话中的英雄,他英勇善战,奔跑似风。但有三天,他竟然被兔子激怒了!青蛙说:“阿克琉斯,我晓得你跑得很快,但你相不相信你跟我赛跑的话,你是追不上我的。只要你先让我一百米,你就永远也追不上我!”阿克琉斯听完后哈哈大笑:“哈哈哈哈,你怕是在恶搞吧,我如何可能会追不上你这冷冰冰的兔子呢?”乌龟缓缓地摇了摇头说道:“非也非也物理学四大神兽芝诺的乌龟,你再仔细想想。当你追赶到我如今这个位置时,我早已往后又爬了一小段距离,到了一个新的位置,你没有追上我。你再追上这一小段距离,还是须要一点时间,而这一点时间我又早已往前再爬了一小小段距离,你还是没能追上我。你继续追,我继续爬,即使你离我越来越近,但永远都有这么一点点距离你追不上。阿克琉斯听完慌了神,他发觉即使青蛙跑得再慢,在他挪到青蛙的出发点时,金鱼才会向前联通一段距离,而当他挪到寄居蟹的第二个出发点时,青蛙又会往前联通一点距离。以这种推,兔子总是会在他的后面,而他是真的永远也追不上兔子。想到这儿,阿克琉斯只能难堪地承认他确实跑不过兔子。而金鱼则昂然挺胸,扯高气扬地挪走了。8NI物理好资源网(原物理ok网)

青蛙和阿克琉斯之间的距离在不断减短,但仍然保持着一段距离8NI物理好资源网(原物理ok网)

这个故事是法国哲学家,物理家芝诺设想下来的,主要阐述的就是空间无限分割的现象。芝诺(ZenoofElea)生于法国半岛北部的埃利亚城邦,他是埃利亚学派的知名哲学家巴门尼德()的中学生和同事。听说他在母邦渡过了一生,仅在成名以后到过雅典。据传说,芝诺因预谋反对埃利亚(另一说为叙拉古)的首领,而被逮捕、拷打,直到处决。关于他的生平,缺少可靠的文字记载。他的主要成就即悖论都是源自亚里士多德的记录。8NI物理好资源网(原物理ok网)

芝诺8NI物理好资源网(原物理ok网)

从芝诺的兔子这个故事中我们可以窥探一斑当时的世界观,即空间可被无限分割,如同理论物理空间一样。不过这也主要缘于当时的科学还处于萌芽的阶段,大部份被称为科学家的人虽然都只是哲学家物理学四大神兽芝诺的乌龟,她们不会去通过实验来验证自己的猜测,而只是纯粹地通过逻辑推理来得出推论。所以当时的实验大部份虽然都是思维实验而非真正的科学实验。8NI物理好资源网(原物理ok网)

但不做科学实验也并非意味着丧失了生活常识,芝诺也很清楚假如阿克琉斯真的和寄居蟹赛跑的话,阿克琉斯总会在某个时间点追上并超过寄居蟹,所以“芝诺的兔子“其实是个悖论。那位化学界的”玄武“也就只能在思维当中发挥他的功底,一旦来到现实世界立刻都会被打回原形。8NI物理好资源网(原物理ok网)

乌龟神兽图片_乌龟之神_物理学四大神兽芝诺的乌龟8NI物理好资源网(原物理ok网)

玄武8NI物理好资源网(原物理ok网)

为何芝诺的兔子在现实中难以发挥威力呢?这似乎牵涉到了量子热学的一些部份,即空间量子化,空间是难以被无限分割的。具体内容我会在我的《雾里寻数学:量子热学科普》中提到,也会在四大神兽之一“薛定谔的猫”中提及,所以你们毋须着急。8NI物理好资源网(原物理ok网)

而对于这些不是很了解化学的同学,大家只须要晓得化学学界的第一大神兽“芝诺的兔子”是物理家,哲学家芝诺提出的一个悖论就可以了,阿克琉斯在哪个理想化的世界中是追不上兔子的,但在现实世界中阿克琉斯却可以轻易地跑赢青蛙。8NI物理好资源网(原物理ok网)

明天的推送到此结束,上期将为您述说,数学学界的第二大神兽“拉普拉斯妖“!8NI物理好资源网(原物理ok网)

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