《量子的世界--扶好你将被惊掉的下巴》
第25节

作者: geffect_fraily
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  日期:2014-09-16 22:07:06
  逻辑,无限。
  1)
  上面几个例子可以看出,人类的逻辑并非总是值得信赖的。然而,我们平时都说,逻辑是现代科学所依赖的基础,如果它不可靠,科学还可靠吗?
  逻辑不可靠,那我们应该靠什么?
  在陷入迷茫之前,先仔细分析上面的例子。可以发现,它们都有一个共同点:无限。龟兔赛跑是把兔子追乌龟的过程划分为了无限多份,后面两个问题是把线和面划分为无限多个点。

  于是,我们可以这么说:逻辑在涉及到无限的问题中是不可靠的。至于在有限的问题中是否一定可靠,后面再议。
  “无限”是一个多么神奇玄妙的东西,逻辑在它的面前根本就是一块废铁,毫无用处。除了恼人的数学问题,我们也会在其它地方用到无限这个词。比如,宇宙是无限的。再比如,庄子所说的“吾生也有涯,而知也无涯。以有涯随无涯,殆已”(这个观点至今仍然影响着很多人)。
  逻辑都没用,那么人类在遇到这类无限的问题时是否就束手就擒,毫无办法了?如果真是这样,那也就不会存在现代数学和科学了,因为整个微积分就是在研究无限的问题,而微积分的应用在现代科学中随处可见。
  我们来看看聪明的数学家是如何来搞定无限的问题的。高等数学中的第一个定义-数列极限的定义:
  设{a_n}是给定的数列,如果对任意给定的?<0,存在n_0∈N,只要n>n_0,就有|a_n-a|  如果你看不懂这个定义也没有关系,重要的不是这个定义本身,而是这个定义所包含的智慧。
  日期:2014-09-17 08:25:33
  二 逻辑,无限
  2)
  考虑:1, 1/2, 1/3, 1/4, …, 1/n, …这个序列。当n无限大的时候,1/n等于多少?
  如果没有上面那个定义,这个问题其实根本不能考虑。因为我们已经知道了,无限的问题中逻辑是无效的,逻辑都无效,我们凭什么说某个答案是正确的或者错误的呢?
  如果我们根据那个定义,就可以知道1/n在n趋于无限大时,将会等于0。因为,任意给定一个大于0的数e,那么所有大于1/e的n都将满足|1/n-0|
  现在问题来了,既然对无限来说逻辑都不适用,我们凭什么认为可以用这个定义代替无限?
  日期:2014-09-18 09:04:24
  3)
  仔细观察这个极限的定义,其实里面并不包含无限。任意一个大于0的数e,其实还是任意一个有限的数,大于n0的n,指的还是大于n0的某个有限的数n。
  然而,这个定义妙就妙在,它定义出来的概念“极限”虽然完全不涉及到无限,但看起来就和无限是一样的,或者说,对于我们人类来说,意义是一样的。
  无限,并不等价于特别,比如无限大,并不是指的特别大,而是指大到永远不可能达到。正因为永远不可能达到,所以它对我们来说是没有意义的。比如,假设我们的空间是无限大的,那么处于无限远处的事物对于我们来说就没有意义,因为它的影响永远不可能达到我们这里。
  无限没有意义,为什么人类还要经常提到无限的概念。那是因为,虽然无限是永远走不到的,但我们却可以朝着无限的趋势前进。换句话说,无限没有意义,但“无限的趋势”对我们是有意义的。比如,1,1/2,1/3,…,1/n,…。我们可以不去管n无限大时1/n到底是多少,但当n越来越大,趋向于无穷大时1/n等多少对于我们来说却是有意义的。

  比如,一条线段有无限多个点,“无限多点到底是多少个点”对于我们是没有意义的。但是,它所代表的,我们可以无止境地从其中一个点一个点地往外取,这个趋势却是有意义的。例如,用上面三个例子中的第二个的方法,我们就可以用一维线段或一个数来表示我们平时所说的二维、三维、四维、、、、甚至任意多维时空。这个奇妙的思想也许将来某一天会得到神奇的应用。
  从这个例子,如果抛弃什么无限有限这些概念,也许我们可以领悟,宇宙本身是什么样的并没有意义,有意义的是它对于我们来说是什么样子的。而数学、量子等越来越多的现代知识正在残酷地逼迫我们承认这一点。
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