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第566章 第一个神兽!芝诺的乌龟!极限概念!空间真的是连续吗?(2/2)

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这一幕让场上众人都忍不住看过去,不明所以。

汪德昭心中得意,但是脸上却有点不好意思。

李奇维见状,虽然不知道刚刚那里怎么了,但也能大概猜个几分。

于是,他笑着说道:

“德昭,看来大家都很信任你啊。”

“你来说说吧。”

汪德昭闻言,表情变得坚定。

他大大方方地站起来,一口流利的英语让李奇维轻轻点头,非常满意。

“芝诺的乌龟是一个关于运动、时间和空间的猜想。”

“说的是古希腊有一个十分厉害的运动员叫阿基里斯。”

“他身体强壮,四肢有力,是当时众人眼中的奥运健儿。”

“然而,先贤芝诺却石破天惊地说道:阿基里斯永远也追不上一只乌龟。”

“众人听后都觉得不可思议,简直和天方夜谭一般。”

“一个小孩子都能跑的比乌龟快,更不用说阿基里斯了。”

“于是,大家就问为什么。”

“芝诺说道:我们想象这样一个思想实验。”

“假设现在阿基里斯和乌龟开始赛跑。”

“为了公平起见,让乌龟提前跑到100米处,然后阿基里斯开始追赶。”

“众人赞同,觉得这样很合理。”

“这时,芝诺继续说道:当阿基里斯跑到100米处的时候,乌龟已经向前又跑了10米。”

“当阿基里斯跑完这10米时,乌龟又向前移动了1米。”

“于是,阿基里斯要想追赶上乌龟,又得跑完这1米。”

“以此类推......”

“当阿基里斯想要追赶乌龟的时候,他必须先跑到乌龟刚刚所在的位置。”

“但是乌龟在阿基里斯追赶的这段时间里,它又向前移动了一段距离。”

“所以乌龟会永远领先阿基里斯一小段距离。”

“并且这个距离即便再小,它也不会是零。”

“因此,从理论上分析,阿基里斯就永远也追不上乌龟。”

“众人闻言,都面面相觑。”

“虽然大家知道芝诺的观点肯定是错误的,但是却不能解释为什么。”

“这就是【芝诺的乌龟】。”

汪德昭冈说完,会场内顿时响起热烈的讨论声。

小伙子们都是物理尖子生,对于这种有趣的物理问题非常感兴趣。

很明显,芝诺的思想实验虽然乍一看很有道理,但它肯定是错误的。

因为它不符合实验的结果。

现实中,随便找个人肯定跑赢乌龟。

所以,问题的关键在于,如何用科学逻辑来打败芝诺。

李奇维笑着说道:

“很好,感谢汪德昭同学的讲解。”

“我相信听完这个故事后,聪明的你们应该很快就能想出来如何反驳芝诺了。”

“我们现在随便建立一个位移和速度的方程,就能证明阿基里斯能追上乌龟,而且能精准地算出时间。”

“但是从数学上而言,这一切都需要严密的逻辑来解释一个问题。”

“即:无限个数相加,能不能得到一个有限值。”

“乌龟领先阿基里斯的距离,就是无限个数。”

“如果我们能证明,这些距离加在一起,是个特定的值,而不是无穷大,那么就能完美解决芝诺的悖论。”

“这个问题一直困扰着数学家两千多年,直到极限的概念提出和微积分的建立后,它才被完美解决。”

“现在我们知道,芝诺提出的无穷数列是收敛的,所以,阿基里斯可以追上乌龟。”

众人闻言,都点点头。

大家对微积分实在太熟悉了。

这个堪称物理学领域最重要的数学工具,是所有人的必修课。

哪怕是之前没有听说过芝诺的乌龟的学生,也很快就能理解。

只是,感觉有点干巴啊。

“我怎么觉得这物理学第一个神兽有点平淡普通啊,好像够不上神兽之名。”

“是啊,虽然它在两千多年前可能确实很难,但现在很简单,没什么有疑问的地方。”

“其实就是极限和收敛概念的应用。”

这时,有胆大的学生问道:

“布鲁斯教授,我觉得芝诺的乌龟更像是一个数学问题,而不是物理问题。”

“为什么您会把它列为物理学神兽呢?”

众学生闻言,皆非常赞同。

他们也有同样的感觉。

这个问题里好像根本用不到物理的知识。

当然,如果非要说速度位移公式也算物理,那确实能沾边。

不过,这也跟布鲁斯教授的逼格不符啊。

奥本海默、汪德昭等人则在默默思考。

他们很清楚,布鲁斯教授既然特别提出这个猜想,那就必然有着不为人知的深意。

至少,是他们这些学生们暂时不知道的东西。

“或许布鲁斯教授想说的关键,不在数学,而在物理。”

“但芝诺的乌龟里有什么物理问题呢?”

他们想不出来。

郎之万、德布罗意等物理大佬们若有所思,他们大概猜到了。

“难道是空间和时间的极限?”

在众人的疑惑中,李奇维微微一笑,然后说道:

“没错,严格来说,芝诺的乌龟确实是一个数学问题,而不是物理问题。”

“但是之前我也说了,我会用一个全新的角度来思考三大神兽问题。”

“芝诺的乌龟里,乌龟永远比阿基里斯领先一点距离。”

“和芝诺大概同时期,我们华夏也有一位伟大的思想家,他的名字叫庄子。”

“他曾经在一篇文章中写道:一尺之捶,日取其半,万世不竭。”

“意思是有一根1英尺长的棍棒,如果每天截取它的一半,永远也截不完。”

“一尺之捶和芝诺的乌龟有异曲同工之妙。”

“它们都说明空间是可以无限划分的,没有最小的极限。”

“如果我们从这个角度思考,就会发现,芝诺的乌龟里包含一个很明显的物理问题。”

“我们生活的空间是连续不断的。”

众人恍然大悟。

原来是这个问题。

但是很快,大家又非常疑惑。

“空间是连续的,这不是理所当然的吗?”

“以乌龟爬过的距离为例,肯定没有最小的长度啊。”

“这个物理问题有什么好讨论的吗?”

然而,李奇维接下来的话,却是让所有人震惊了。

“但是。”

“我想问问在座诸位,空间真的是连续的吗?”

“对于人类而言,到底存不存在最小的尺度呢?”

哗!

全场骇然!

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