听“六祖”Zeno(芝诺)反驳几何“点”

露重烟微
楼主 (文学峸)

最近专攻JSL兄推荐的一本书:Goedel, Escher and Bach,简称GEB。这本书在MIT open course 里有讲座,于是不敢怠慢,引言就看了一周(主要重新去复习了一遍慌言悖论和罗素的理发师悖论),发觉作者的描述确实和哲学里的理解有偏差。这里先不提,过两天专门写文repo一下。

 

刚刚终于读到正文,开头就是关于Archilles和乌龟的对话,然后看到禅宗大师, 六祖Zeno,一下子给我笑翻了。心想Zeno是六祖,那么他follow的Parmenides算是谁呢?果然,作者一本正经以Zeno“六祖”的身份介绍他师父“五祖”(Parmenides)的理论:现实本实是不可切割且不变的the One(这其实也是基督教对上帝描述的哲学来源),变化与运动都是不可能的,它们其实都是我们感官的错觉。

 

既然提到了Zeno,又看到坛中对“点”又感起兴趣来,我觉得可以写一下古希腊在此话题上的一些渊源。

 

Zeno最有名的应该是他的悖论,我也在追上追不上,形逻应用中说起过他的箭矢和二分法悖论。但其实他还有一个很有名的against毕达哥拉斯学派(就是那个也发现了勾股定理的数学学派)的论证,是关于unit占不占物理空间的问题:

 

如果一个点有magnitude, 且无穷个点组成一个线段,那么任何线段都是无穷长的。

 

如果一个点没有magnitude,再多点加在一起也不可能有任何magnitude。

 

(读到这里,石石子是不感到了来自古希腊的共鸣?)

 

我认为Zeno这里的第一句话是对的,因为任何长度乘以无穷大都是无穷大。这段话和Zeno的其它悖论不同。其它的悖论里,一段距离,先二分,再四分,再八分……,越分越小,所以加起来时,它们收敛于一个极限。例如0.1+0.01+0.001……,可以无限加下去,但因为加数越来越小,结果可以不是无穷大。但线段上的点是任意点,所以如果点有magnitude,那么所有点都应该是等值的,没有任何理由在这里假设一个点比另一个点小,所以这里可以用乘法。而任何正数乘以无穷大,都是无穷大。

 

所以在现实里的一段线,它没有“无穷”个点,“无穷”这个概念是数学概念,不是物理现实。

 

我们再来看Zeno的第二段话:

 

如果一个点没有magnitude,再多点加在一起也不可能有任何magnitude。

 

这里先说明一下,没有magnitude和没有部分是不同的。一个事物没有部分,这在古希腊的意思是这个事物不可分,它内里没有和此事物不同的structure。比如一棵树它是有部分的,树干,树枝,树叶,都有不同的structure。但”atom”(古希腊概念的原子)就没有部分,因为它不可分,但这并不是说它没有magnitude。在今天我们说有些基本粒子,point-like,也不是说它们完全不占据空间,而是说它们没有(没发现)inner structure。

 

那么我们假设点不占据空间,在现实里,又如何有magnitude呢?我们说,虽然点不占据空间,但它可以让别人也占据不了空间。粒子,原子,分子之间都有非常复杂的作用力,有排斥有吸引,而正是net的“排斥力”产生了“距离”。

 

最后再申明一遍,数学概念是数学概念,物理现实是物理现实。数学有无穷连续,物理现实是有限离散(最起码量子级的能量不是连续的)。因为现实够小,在一定程度上可以用数学公式有效模拟现实,但这不代表数学就百分百精确对应现实。现实没有完美的圆,于是也没有Pi,无理数,虚数……。



 

J
JSL2023
先赞后看:)
露重烟微
等您的评论。:)
老键
有些悖论真说明我们的语言逻辑不完备,但也有些只是障眼法,我觉得芝诺悖论是后者

你可以选择buy in, 那你就一直可以玩味其中,由此品尝各种题外的联想,这或许也不错;

但你也可以选择不要buy in,便直接跳到圈外,不再纠缠于似是而非。

对芝诺这类到达问题,我选择后者,当物理学有了速度这一明确概念后,我们不应再假装迷惑其中。到达问题不是距离问题而是距离和时间的联合问题,当距离无限细分,也意味着时间段无限细分,但无论在那一点,都有一对不为零的距离段和时间段,因而这点的速度等于距离变化除以时间变化,它非但不为零,而且不被无限细分,更接近一个恒常。在某点只要有一个大于零的速度,那必然在有限时间可以抵达下一点,再下一点,直至终点。

所以陷于芝诺,是由于一个错误的等价。明白了抵达不等价于A到B的距离,而是等价于A到B 的距离和时间,那故意再纠缠不清就没意义了。

露重烟微
谢谢老健兄的回帖!是的,芝诺悖论并不是日常语言有缺陷引起的。

您的解释其实最初是Aristotle提出的,我个人认为这个解释不很让人满意,为什么无限距离除于无限时间,就一定是有限的?如果走的是个曲线呢,则这个结果并不收敛。所以我认为直到有“极限”的概念,我们才清晰知道,加数无限相加并不一定是无穷大,这才解决了这个悖论。

J
JSL2023
没读懂:)唯一看懂的是你和作者对别人说的有不同的看法,但不知道差在什么地方。
露重烟微
不好意思,这一篇主要是在GEB读到了Zeno,刚好看坛里大家对“点”感兴趣,

所以顺便聊一下Zeno和毕达哥拉斯学派的一二事。关于GEB写的关于罗素的问题,那可说来话长了。小小聊一个点,罗素的type theory ,并没被判“死刑”,实际上CS里的type system也基于type theory。这一点您应该比我懂。:)

J
JSL2023
这边点和线不动的什时候都还没有完全解决,要不你先看一下这个?

https://bbs.wenxuecity.com/teatime/743612.html

老键
没错上次我也从极限说,但觉没必要,它是一步步用有限分割来诱人入套的,而每一步都有确定的速度值,这就够了
露重烟微
舞狼引得几何原本上不是写着点是点,线是线,并没有写线是由点组成的,更不存在什么铺满,这两是不同的概念。
露重烟微
有限分割就没悖论啦!主要还是因为无限分割只存在于抽象而不是物理现实。速度这个东西好像也是宏观定义的?
J
JSL2023
主要是在讨论两者的关系

根据定义 线的两端是点

然后定义又说顺着线延伸出来点构成了线(直观解释:)

这样线上面必然有点 至少二点

问题是线上除了这两点之外还有什么?

他认为中间是空的

我的问题是如果是空的

那二条线的交点是什么

 

露重烟微
所以3是由1组成的吗?如果不是为什么3-2等于1?
J
JSL2023
不懂1 2 3:)
露重烟微
两线相交于一点,并不代表线就是由点组成的,就像3-2=1也不代表3是由1组成的。它们是一个系统但是是不同的概念。
J
JSL2023
参见我的 点和线

我好奇各人的欧式几何模型为何如此不一样:)

似乎现在流行点铺满线的解释。

https://bbs.wenxuecity.com/teatime/743425.html

只要能自洽就行,应该没有对错:)

露重烟微
您大概理解有点偏差。Real Analysis里面只是以线作为辅助理解工具,从未提及长度。数是没有长度的。

Def: the set of real numbers R is an ordered field which has the least upper bound property and contains Q。

J
JSL2023
应该是有问题,只是民科版,网友己加上无穷小,你看还可以怎样能更清楚:)

写作背景是想说明根据所列参考博文

现在流行的点线基本关系数学模型 供网友打架参考:)

你可以把你对点和线的关系总结一下

让大家评评,他们应该还有兴趣。

注意把点和线关系表达清楚 是铺满呢还是两端 或其他:)

f
freemanli01
也许真的没有运动,运动只是我们自己搞出的幻觉。就像电影胶片,那个箭在每一个胶片里都是静止的,没有一个箭从一个地方飞到另一

个地方。

露重烟微
其实没啥打架的,我也没觉得人家是民科。只是您将辅助理解的工具误认为了研究对象本身。

在Dedekind cut里fill the gap也是打引号的,定义里并没有线是点组成的意思。

露重烟微
但您要觉着它是飞的,那么胶片就要动。且一样的效果可以有不同的causation,
露重烟微
您也不能用一个causation去否定另一个causation。
J
JSL2023
我是民科:)
f
freemanli01
比如我脑袋里过电影,想象一个箭射中一个靶,脑袋里也没有一个箭在动,不过都是些脑电波,类似电视里光斑的明灭。。。
露重烟微
映射不是等于。只是将本来抽象的点线面更加抽象到symbol。
J
JSL2023
露重烟微
所以明灭不是动吗?您头脑中的箭能测速吗,能伤到人吗?如果只有一个表面的effect(感觉到动)相同,

就说外面的箭和您脑中的箭一样,那就像我们说黑石和黑夜都是黑的,所以石等于夜一样。

f
freemanli01
脑袋里当然也能想象人死了啊,脑袋里过电影,那什么情节都可以发生吧。。。我的意思是说,整个都唯心的一个体系,什么都可以轻易

发生。一个箭也不一定非要经过沿途的每一个点。。。

 

露重烟微
所以才加上想象两个字说明不是一回事。
f
freemanli01
我的意思是,完整的唯心主义体系,甚至想象一下,我们都是上帝脑袋里的图像、电影。
露重烟微
出个无情对:树已千寻难纵斧。您在这里提Goedel 的论据,就像这上下联的关系一样:)
露重烟微
所以我为什么要多假设一个上帝,再揣测祂为啥要从idea生出material的感觉出来?
J
JSL2023
没有文学细胞:)
露重烟微
Google既可,一点研究能力。:)
f
freemanli01
其实认真说,不用假设上帝。认定有一个外部的物质世界,才是假设。因为我们直接的感知只是脑电波和它带来的图像感、声音、坚硬等
露重烟微
脑电波并没有直接“感知”,所有感“知”,都是间接的。
f
freemanli01
这样也有道理,说我们只是感知到自己的感知大概更严格?。。。
露重烟微
只要是“知”都是间接的。所以不存在能证明material 和immaterial哪个更基础。