level 5
幽灵蝶
楼主
什么是芝诺悖论?不解释,有兴趣者百度。
芝诺悖论中最常见的例子就是阿基里斯追乌龟和飞矢不动。何谓阿基里斯追乌龟和飞矢不动?不解释,有兴趣者百度。
在许多人眼中,芝诺悖论根本不是问题,他们或套用陈词滥调的极限概念,或者干脆假设时空是不连续的之类,来理解芝诺悖论。其实从一开始,许多人都已经下意识的认为芝诺悖论本身就是不
正确的
,因为显而易见,阿基里斯是追的上乌龟的,否则奥运会中国派一只乌龟就可以赢遍天下。人们不理解为什么这样一个显而易见的似乎毫无价值的逻辑,会在两千多年前的古希腊引起那么大的争论。
然而,笔者要说的是,芝诺悖论本身并不是悖论,它是完全正确的。正因为芝诺效应是正确的,是真实存在的物理过程,而不是逻辑上自相矛盾的体系(尽管显然违反直觉),才导致了这个命题长盛不衰的持久争论。导致芝诺悖论的原因是人们意识中根深蒂固的绝对观念。
如果把一只乌龟放在黑洞视界面附近,而把阿基里斯从远处扔过去,在远处的观察者看到的的确就是无论在什么时候阿基里斯是追不上乌龟的,除非经历无限长的时间。然而在阿基里斯本人看来,他可以在有限的固有时内到达视界面并在有限的固有时内到达奇点,所以视界面处的乌龟在他眼中根本不是障碍。
如果把一只箭射向黑洞,远处的观察者会看到它静止在视界面附近,而在视界面附近的观察者看来,箭毫无障碍的穿过视界面向奇点飞去。
如果把一个物体连上一个卷尺的末端,放到黑洞附近,远处的观察者会看到,无论怎样松开手中很长的卷尺,尺子的末端也无法到达似乎近在咫尺的视界面。
显然,产生芝诺效应的根本就是我们的基本概念:坐标和时间在弯曲时空中是和观察者的位置有关的,而不是一个绝对的概念。也就是说,讨论阿基里斯【到底】能不能追上乌龟或者飞矢【到底】动不动,如果不指定特定的观察者是没有意义的问题。
在原始的芝诺效应中,用自然数这一【基本坐标】来标记阿基里斯和乌龟的运动显然是不完备的,它不能描述阿基里斯追上乌龟之后的过程,因为在那里【基本坐标】变得比无穷大还大,或者没有意义了。
同样的道理,我们现在所用的描述系统运动的【基本坐标】:坐标和坐标时是否完备?在传统史瓦西解中,史瓦西解只能描述视界面外面的物质运动,视界面内部几乎一无所知。因为在这个区域史瓦西解超出了适用范围没有了意义。一般情况下,为了了解视界面内部或者消除史瓦西面,通常的做法就是【非线性坐标变换】,比如应用爱丁顿乌龟坐标或者克鲁斯卡坐标来消除史瓦西面。这样做的确可以了解到一些传统史瓦西解无法了解的信息,比如一个自由落体粒子从黑洞视界面到达奇点会经历多少固有时。但是这是以牺牲直观性的时空背景为代价的,我们不知道那些用普通坐标和坐标时非线性的纠缠在一起组成的新的“基本坐标”到底是什么意义,它们无法线性的分离,无法在某个参考系内区分坐标和时间。
同样我们有理由怀疑量子论中的概率解释和海森伯不确定关系是不是另一个层面上的,阻止人们认识未知的“视界面”,我们可以合理的猜测,出现概率解释和不确定关系的原因是我们使用了无法完备的描述系统运动的【基本坐标】:坐标和动量。使得我们只能依靠它们来描述阿基里斯追上乌龟之前的那一部分物理。或者用坐标和动量的非线性纠缠坐标来描述系统可以得到一些突破不确定关系的信息,但是显然牺牲了直观性和线性系统这些有用的东西,而且面临的肯定是一系列的难题。