物质真的无限可分吗?答案是否定的,否则你我都不存在

物质真的无限可分吗?答案是否定的,否则你我都不存在

一个蛋糕切成两半,选其中一块蛋糕继续切成两半……这样一直切下去,直到世界的尽头,蛋糕仍然没有切完,这就是物质无限可分思想的由来,听起来似乎没什么问题。

时间、空间等都可以用这个方法进行细分。

但是物质、时间、空间真的无限可分吗?

古希腊数学家芝诺对这个问题提出过一个有趣的思想实验:阿喀琉斯追乌龟。

物质真的无限可分吗?答案是否定的,否则你我都不存在

话说阿喀琉斯是希腊神话中最善于奔跑的英雄,有一天他和乌龟进行赛跑。

阿喀琉斯的速度是乌龟的十倍,假设乌龟速度是1米/秒,他的速度就是10米/秒。

比赛的规则是乌龟先跑出100米,阿喀琉斯才开始追赶。

当第10秒的时候,阿喀琉斯跑到了乌龟刚才的位置,此时乌龟又跑出了10米。

阿喀琉斯继续追赶,当第11秒的时候,阿喀琉斯跑到了乌龟刚才的的位置,此时乌龟又跑出了1米。

阿喀琉斯继续追赶,当第11.1秒的时候,阿喀琉斯跑到了乌龟刚才的位置,此时乌龟又跑出了0.1米……

估计阿喀琉斯一定有心里暗自骂娘,这该死的乌龟,你就不能停下那该死的脚步吗?

这样搞下去,老子怎么可能追得上你?

屏幕前的你也许会哑然失笑,这算什么问题,算出阿喀琉斯追上乌龟的时间简直太容易,设这个时间为X,则X*10=X*1+100,计算结果为X=100/9,即11.11……无限循环。

当然,计算毫无问题,在现实世界中,阿喀琉斯也肯定会在第11.12秒之前顺利超越乌龟。

物质真的无限可分吗?答案是否定的,否则你我都不存在

但是感觉似乎哪里不对劲,是什么呢?

哦对了,我们的现实世界并没有按照无限可分的说法进行运作。

如果现实世界真像切蛋糕的思想实验里描述的那样可以无限细分,那么物质在时空中运动简直是一件无法想像也无法实现的事情。

比如你伸出小手去点击眼前的屏幕,假定两者之间的距离为1米,你的手速为1米/秒,那么当你的小手移动到一半,时间 过去了0.5秒,再移动到一半的一半,时间 过去了0.75秒……由于手和屏幕之间的距离可以这样一半一半地无限细分下去,那么你的小手永远也无法点击到屏幕之上。

芝诺悖论看似荒谬,但其实背后隐藏了极其深刻的哲学原理。

即世界到底是不是连续的?如果世界是连续的,那么任何无限的问题都会导致世界的崩塌,就连一个简单的移动都不可能实现。

所以从这个意义上来说,承载我们肉身的现实世界,必须有最基本的组成单元,否则一切都无法实现。

大物理学家牛顿就曾被类似的问题深深困扰,当其万有引力思想推出之后,很快就有人发现了致命的问题,如果所有的天体都像牛顿说的那样相互吸引,在无限大的宇宙之中,无限多的天体所产生的引力之和当然也是无限大,那么所有的天体都会被可怕的潮汐力撕成碎片。

现实显然并非如此。

结合芝诺悖论,一个合理的解释浮出水面。

无限量很可能是小于有限数值的。

比如阿喀琉斯在第11.11….无限循环这个时间点追上了乌龟,但是由于这是一个无限量,所有导致阿喀琉斯永远无法追上乌龟,但现实世界不会允许这种情况出现,所以阿喀琉斯必然会追上并超越乌龟。

简单点说,11.11……循环再怎么无限,永远都要小于11.12这个有限的数值。

再举一个例子,比如有一个数列是:1+1/2+1/4+1/8……

数列中每增加一个数都会使数列更加接近于2,但是这个数列的和值永远都会小于2这个有限数值。

回到困扰牛顿的宇宙学问题,无限大的宇宙未必能产生无限大的引力,因为引力会随着距离的增加而衰减,这就能产生出类似的数列,无穷多的天体施加的无限引力,其和值低于一个有限的数值。

想一想人类还真是幸运,如果世界真的无限可分,那么我们就连动下小手点击屏幕都将是一种奢望,或者我们赖以生存的地球和太阳早已被撕碎,哪里还有我们的命在?

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