第158夜 认知的逻辑(第2/3页)
就得再多花一些时间,但与此同时,乌龟也会继续前进,依此类推。
因此阿喀琉斯需要无穷多这样的时间段才能追上乌龟,而芝诺认为,无穷多的时间段即是无穷多的时间。因此,根据严格的逻辑,阿喀琉斯要花无穷多的时间才能追上乌龟;我们永远无法见到他做到这一点。然而,我们确实可以看到阿喀琉斯追上乌龟,并且他想超过多少乌龟都能办到。所以我们看到的是不合理的,是幻象。坦白地讲,这很难令人信服。那问题出在哪儿呢?
一种可能的答案是芝诺错了,因为通过累积数目无穷多的东西能够得到无穷大的东西,这点并不正确。
想象一下,取一段绳子,把它从中间截断,然后再截一半,截无穷多次。最后你会得到数目无穷多的小段绳子。然而这无穷多数目的总和却是有限的,因为它们只能拼成一开始绳子的长度。
因而,数目无穷多的绳子会变成长度有限的绳子,无限多的逐渐变短的时间段会成为有限的时间。
我们的英雄虽然要跑完数目无限多的距离,但花有限多的时间就可以做到,从而追上乌龟。
悖论看似解决了。解决办法就在于连续体的观念——任意小的时间段可以存在,但无穷多这样的时间段会成为有限的时间。亚里士多德是第一个凭直觉意识到这一点的人,古代与现代数学随后又对此进行了发展。
但是在真实世界中,答案真是这样吗?任意短的绳子真的存在吗?我们真的可以把一段绳子分割任意多的次数吗?无穷小的时间存在吗?
这正是量子引力需要面对的问题。据传说,芝诺遇到了留基伯,并成了他的老师。留基伯十分了解芝诺的谜题,但他想出了一种不同的解决方法。留基伯提出,也许任意小的东西并不存在,分割是有下限的。
宇宙是分立的,而非连续的。如果是无穷小的点,就没法创造维度——正如德谟克利特所论证、亚里士多德所引述的那样。
因此,绳子必须是由有限数目的有限尺寸的物体组成。我们无法把绳子想切多少次就切多少次;物质不是连续的,它是由大小有限的原子个体组成的。
无论这种抽象的论证正确与否,其结论——就我们今天所知而言——包含了许多事实。物质确实具有原子结构。如果我把一滴水一分为二,会得到两滴水。我可以把这两滴水继续再分,如此反复。但我无法无限地分下去。分到某一点时只剩下一个分子,就到此为止了。没有比一个水分子更小的水滴了。
我们是如何知道这点的呢?我们已经积累了几个世纪的证据,其中大部分来自化学。化学物质由几种元素化合而成,并且其比例按整数分配。化学家创立了一种思考物质的方式,他们认为物质由分子组成,而某种分子由固定比例的原子组成。
例如水——H2O——由两份的氢和一份的氧组成。但这些只能算是线索。在20世纪初,仍然有许多科学家和哲学家并不认为原子假说真实可信,其中就包括著名的物理学家、哲学家恩斯特·马赫(ErnstMach),他关于空间的观念对爱因斯坦产生了重要影响。
路德维希·玻尔兹曼(LudwigBoltzmann)在维也纳的皇家科学院进行演讲,临近尾声时,马赫公然宣称:“我不相信原子的存在!”这发生在1897年。很多像马赫
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