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芝諾的“神奇烏龜”,一個(gè)你明知道錯(cuò)誤,卻無(wú)法反駁的悖論

 一個(gè)大風(fēng)子 2020-11-26

    “時(shí)間”或許就是宇宙中最神奇的概念,時(shí)間的本質(zhì)是“能量”的傳遞過(guò)程,也是“物質(zhì)”的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,在138億年前的宇宙大爆炸發(fā)生的瞬間就是宇宙時(shí)間的起點(diǎn),在宇宙大爆炸發(fā)生之前并沒(méi)有時(shí)間的概念,目前我們并不知道,在未來(lái)會(huì)不會(huì)有一個(gè)時(shí)間的“終點(diǎn)”。

    從物理學(xué)的角度來(lái)看,是微觀粒子的運(yùn)動(dòng)促使了時(shí)間的產(chǎn)生,宇宙中不存在絕對(duì)靜止的粒子,同時(shí)熱量的本質(zhì)也是粒子的運(yùn)動(dòng),只有在絕對(duì)零度的狀態(tài)下,粒子才會(huì)停止運(yùn)動(dòng),但是當(dāng)進(jìn)入絕對(duì)零度時(shí),所謂的時(shí)間也就失去了原本的意義。

    人類對(duì)宇宙的探索越深入,產(chǎn)生的疑問(wèn)和困惑也就越多,比如古希臘的哲學(xué)家曾經(jīng)提出過(guò)一個(gè)著名的悖論——“芝諾的烏龜”也被稱為“芝諾悖論”。

    阿基里斯是古希臘神話一位善于跑步的神明,他在神明之中也以速度出名,但是在芝諾的問(wèn)題中,他卻永遠(yuǎn)追不上一只正常爬行的烏龜。

    假如,每秒烏龜可以爬行一米,而阿基里斯的速度就是每秒十米,阿基里斯和烏龜賽跑,但是阿基里斯讓烏龜先爬了100米自己再出發(fā),當(dāng)阿基里斯跑完100米后,烏龜爬行了10米,阿基里斯只好再次出發(fā)追趕烏龜,但是在阿基里斯跑完10米后,烏龜又向前爬行出了1米,如此循環(huán)下去,時(shí)間和距離可以無(wú)限分割,因此無(wú)論阿基里斯怎么努力追趕,他都無(wú)法在真正追趕上烏龜,因?yàn)闉觚敃?huì)制造無(wú)數(shù)個(gè)起點(diǎn)。

    但是在現(xiàn)實(shí)中,這樣的事情不可能發(fā)生,阿基里斯很快可以追上烏龜,但是芝諾的這個(gè)理論確實(shí)讓人疑惑,如果時(shí)間可以無(wú)限分割下去,芝諾和烏龜之間就永遠(yuǎn)存在細(xì)小的時(shí)間間隔。

    其實(shí)芝諾本人也知道,這只是一個(gè)“悖論”,在現(xiàn)實(shí)中無(wú)法實(shí)現(xiàn),因?yàn)槲覀兯兄臅r(shí)間流速是恒定的,阿基里斯很快就可以追上烏龜,芝諾的觀點(diǎn)只是一個(gè)“詭辯”,從數(shù)學(xué)的角度來(lái)看,雖然時(shí)間的間隔越來(lái)越多,但是這些時(shí)間間隔加在一起仍然等于1,因此從數(shù)學(xué)的角度來(lái)看,芝諾的這個(gè)悖論并不成立。

    但是當(dāng)我們從物理學(xué)的角度來(lái)思考時(shí),就可以得到不一樣的答案,甚至芝諾的這個(gè)奇思妙想,可以上升到宇宙本質(zhì)的高度。

    首先,阿基里斯之所以永遠(yuǎn)追不上烏龜,是因?yàn)槲覀冋J(rèn)為時(shí)間可以無(wú)限分割,總是存在更短的時(shí)間間隔,但是在量子力學(xué)中,時(shí)間存在一個(gè)最小的單位“普朗克時(shí)間”,普朗克時(shí)間是宇宙中最短的時(shí)間間隔,同樣,宇宙中最短的長(zhǎng)度單位被稱為“普朗克長(zhǎng)度”。從這個(gè)角度來(lái)看,烏龜不可能制造無(wú)限多個(gè)起點(diǎn),在短暫的時(shí)間后,就會(huì)因?yàn)榻佑|到普朗克時(shí)間的范圍,這個(gè)時(shí)候就是阿基里斯追上烏龜?shù)乃查g。

    量子力學(xué)中認(rèn)為,宇宙中存在最短的時(shí)間單位和長(zhǎng)度單位,如果小于這兩個(gè)單位,我們的物理理論就會(huì)失去意義,因此對(duì)于我們來(lái)說(shuō)“普朗克時(shí)間”和“普朗克長(zhǎng)度”就是宇宙中最短的時(shí)間和長(zhǎng)度單位。

    芝諾的烏龜是一個(gè)十分簡(jiǎn)單的悖論,我們明知道這個(gè)悖論是錯(cuò)誤的,但是我們卻很難去反駁這個(gè)悖論。根本原因是因?yàn)槲覀儗?duì)時(shí)間的理解有很大的誤區(qū),時(shí)間本身就是人類創(chuàng)造出來(lái)的一個(gè)抽象概念,我們都認(rèn)為是時(shí)間在推動(dòng)著一切,其實(shí)是運(yùn)動(dòng)的物體在推動(dòng)著時(shí)間。

    138億年前的一場(chǎng)大爆炸,創(chuàng)造出了整個(gè)宇宙,時(shí)間和空間的概念也在這次大爆炸中誕生,但是時(shí)間的本質(zhì)是物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)和能量的傳遞,如果宇宙進(jìn)入絕對(duì)零度,一切粒子停止運(yùn)動(dòng),那么時(shí)間就失去了存在的意義,我們也可以認(rèn)為“時(shí)間被暫停”了。

    芝諾悖論看似是一個(gè)詭辯的悖論,但是這個(gè)問(wèn)題的本質(zhì)其實(shí)就是在質(zhì)疑時(shí)間的本質(zhì),疑惑時(shí)間是否存在最小的時(shí)間間隔,直到幾千年后,量子力學(xué)的誕生才解決了芝諾的這個(gè)難題,但是人類對(duì)時(shí)間的本質(zhì)的探索并不會(huì)體內(nèi)停止,或許在遙遠(yuǎn)的未來(lái),科學(xué)家可以制造出時(shí)光機(jī)器,進(jìn)行時(shí)間旅行。

    你認(rèn)為芝諾的悖論應(yīng)該怎么解釋,未來(lái)人類可以制造出時(shí)光機(jī)嗎?

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