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追不上乌龟的长跑英雄
http://www.100md.com 2014年2月1日 《知识窗》2014年第2期
     古希腊哲学家们曾讨论过这样一个话题:阿基里斯是当时的一位长跑英雄,能否追赶上和他相距100米的乌龟。毋庸置疑,阿基里斯能在很短的时间内追上乌龟。但爱利亚学派的代表人物芝诺却提出了完全相反的意见。

    他的推理是这样的:假定赛跑开始的时候,乌龟在阿基里斯前方的100米,并假设阿基里斯的速度是乌龟爬行速度的10倍。当阿基里斯跑了100米到达乌龟原来所在的位置时,乌龟又向前跑了10米。当他再跑完10米去追赶乌龟时,发现乌龟还在他前面1米。他再跑1米,乌龟还在他前面10厘米。如此下去,他似乎只能一次次到达乌龟所经过的地点,而永远追不上乌龟。

    芝诺的推论看似荒谬,但从纯数学的角度来看,芝诺的推论却没有任何问题,因为任何两点之间都有无数个点,根本无法逾越。这一现象告诉我们:无限并不遥远,有限之中蕴含着无限。

    如果让人计算无穷数列S=1-1+1-1+1-1……的结果,很多人会说,结果是0,因为每两项一组,每一组都是0,无穷个0相加,结果自然是0;也有人会说,结果应该是1,因为把第一项独立出来,后面每两项一组,每一组都是0,1与无穷个0相加,结果自然是1;还有人说,结果应该是1/2,因为上面的等式可以改写作S=1-(1-1+1-1+1-1……)=1-S,移项后得出S=1/2。

    这三种结果似乎都有道理。但是,根据现代无穷级数理论,这个式子没有结果。因为人们习惯了1+1=2这类精确数学,却不知道数学中的确存在没有结果的“无限”算式。 (王娟)