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睡前故事

有限与无限

2024-07-27 13:31:41

  阿基里斯能不能追上乌龟,这是古希腊哲学家们热衷讨论的一个命题。阿基里斯是一位跑得很快的英雄,现在要去追赶在他前面不远、行动十分迟缓的乌龟,结果似乎是毋庸置疑的。但是,爱利亚学派的代表人物芝诺却说:不能。且听他的推理假设赛跑开始的时候,乌龟在阿基里斯前方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,乌龟已又向前跑了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,乌龟还在他之前10厘米。如此下去,阿基里斯似乎只能一次次到达乌龟所经过的地点,而永远也追不上乌龟。
  
  这个看似荒谬的推论,引起了从亚里士多德到黑格尔等无数科学家、思想家的热切讨论。
  
  事实上,从纯数学的角度来看,芝诺的推论是没问题的,因为任何两点之间都有无数个点,微积分只是从理论上描述了这个现象,至于宇宙为什么如此,这是数学解释不了的,也不是数学的任务。量子物理则证伪了这个悖论因为时间和空间不是无限可分的,所以芝诺的时空概念是不成立的,阿基里斯一定追得上乌龟。
  
  数学和物理学各有所长,但建立在科学基础上的哲学却综合了二者之长。以哲学眼去看待这个悖论,似乎能给人以另一重启迪:无限并不遥远,有限之中蕴含着无限。佛说一花一世界,一叶一如来,儒家讲人人有一太极,物物有一太极,太极就是普遍存在的理,这个理不是死物,而是生生不已的。南宋大儒朱熹有云:如一粒粟生为苗,苗便生花,花便结实,又成粟,还复本形。一穗有百粒,每粒个个完全;又将这百粒去种,又各成百粒。生生只管不已,初间只是这一粒分去。倘深明此理,则瞬间即含永恒,当下即可圆满,何必焦虑而辛苦地向外寻求!现代人追求数量却忘了质量,追求通向幸福的工具却忘了生活本身,何尝不是自寻烦恼呢!明乎此,儒释道的经典方有入处,不然,可能处处不通。
  
  有限之心无以把握无限之理,举个数学上的例子来讲:
  
  S=1-1+1-1+1-1
  
  这个无穷的数列,结果是多少?
  
  有人说,这还不简单,结果是0,因为每两项一组,每一组都是0,无穷个0相加,结果自然也是0;也有人说,不对,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,结果自然应该是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,于是就得出S=1/2。
  
  似乎都有道理。究竟孰是孰非?这个代数式如何计算,连被尊为数学家之英雄的瑞士数学家欧拉也犯下过错误。
  
  事实上,根据无穷级数理论,此式没有结果。习惯了1+1=2这类精确数学、有限数学的人一定郁闷了:怎么可能存在没有结果的无限算式呢!
  
  数学从有限发展到无限,是人类思维方式的巨大飞跃。哲学又何尝不是如此。孔子登东山而小鲁,登泰山而小天下。站得高才能看得远;牛顿说,自己之所以取得成就是因为站在巨人的肩膀上。我们后人动不动援引之,却不晓得,自己可能连巨人的膝盖都没碰着,遑论肩膀;连东山都没有爬上去,就自以为登上了泰山。有些东西是可以在前人基础上积累的,有些东西却如人饮水,冷暖自知,比如心-与境界。


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