《量子的世界--扶好你将被惊掉的下巴》
第24节

作者: geffect_fraily
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  日期:2014-09-04 22:04:32
  一、人类思维/逻辑的局限
  1)兔子和乌龟的故事2.0
  龟兔赛跑的故事大家都知道,也都知道如果兔子不偷懒是肯定可以赢乌龟的。但,如果兔子比较绅士,让乌龟先跑一段呢?
  假设比赛开始时,兔子站在起跑线A0处,乌龟站在起跑线前方100米的地方B0处。它们两个同时起跑。如果我们知道乌龟和兔子的速度,那么凭借小学生,最多初中生的知识就可以计算出来兔子需要多久能够超过乌龟,也知道只要跑的距离够长,兔子超过乌龟是必然的。
  但是,简单的问题,偏偏有人要把它复杂化。这个人的思路是这样的:比赛开始后,兔子从A0跑到A1=BO处的时候,不管乌龟多慢,显然也已经向前跑了一段距离,可以假定它跑到了B1处。那么此时兔子在A1,乌龟在B1,A1和B1的距离当然比最初的100米短,但绝对不是0,也就是说乌龟仍然在兔子前面。从此时开始,当兔子从A1跑到A2=B1处的时候,乌龟又跑到了前方的B2处,乌龟仍然在兔子前面……。这个过程可以无限地持续下去,总结起来一句话:只要兔子跑到了乌龟所在的Bn处,乌龟就一定跑到了更前方的B(n+1)处。

  结论就是兔子永远追不上乌龟。
  日期:2014-09-04 22:08:52
  2)、局部和整体哪个更多?
  如果问一整个烧饼和其中的半个哪个更大,相信说半个大的人就真的烧饼了。但偏偏就有人这么说,并且不只不承认自己是烧饼,还自诩为数学家。
  问题:在直角坐标系中,x轴0<=x<=1上的点和0<=x<=1且0<=y<=1正方形中的点哪个多?
  我们都知道,要表示坐标平面上的一个点,需要两个数,即x坐标和y坐标。然而,这其实只是一个假象,我们只要一点点的技巧,平面上的一个点就可以用一个数来表示:
  我们以0<=x<=1且0<=y<=1为例。取x坐标小数点后第一位作为一个新的小数c的小数点后第一位,取y坐标小数点后第一位作为c小数点后的第二位。取x坐标小数点后第二位作为c的小数点后第三位,取y坐标小数点后第一位作为c小数点后的第四位……。以此类推。以上图中的点(0.5053,0.6545)为例,由上面的步骤我们可以得到一个新的小数,0.56055435。
  如果考虑无限多位,上面的方法仍然成立。举个最简单的例子,点(0.333333…,0.777777…)经过上面的方法我们将可以得到0.3737373737…
  从上面的论述可以看出,每个0<=x<=1且0<=y<=1正方形中的点,都可以找一个x轴0<=x<=1上的点与之对应。换句话说,x轴0<=x<=1的点的数量至少和0<=x<=1且0<=y<=1正方形中的点一样多!然而这段x轴是包含于这个正方形的,也就是说,局部和整体一样多!
  完全没有问题的逻辑,却得出这么一个荒谬的结论。
  日期:2014-09-04 22:10:43
  3)另一个例子
  问题:给定一个半径为r的圆,AB是随机选择的一条弦。问这条弦的长度大于r√3的概率
  这个问题至少有三种解法:

  解法1,如上面图1所示,我们可以计算得知,只要AB的中点M距离圆心的距离大于r/2,AB的长度就大于r√3那么根据大于r/2和小于r/2的面积比,我们可以得到要求的概率为1/4
  解法2,如上面图2所示,我们选取圆上任意一点,把A固定在那里。我们可选取的AB数量减少,但并不影响我们要求的概率。此时,根据满足条件的B点组成的弧长占整个圆的比例,我们可以求得概率为1/3
  解法3,任取一条直径FK。我们让AB垂直于FK,要求的概率仍然不变。此时,AB的中点M处于FK上的位置就决定了AB的长度,根据满足条件的M点组成的线段长占整个FK的比例,我们可以求出概率为1/2
  这三个解法,在逻辑上都没有任何问题,却得出迥然不同的结论。
  我们值得信赖的逻辑怎么了?
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