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运动场悖论

时间:2022-02-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:运动场悖论接着我们赶紧进入下一个主题。另一个与速率概念相关的芝诺悖论被称为“移动行伍悖论”。我们透过亚里士多德的著作得知它,他称之为“运动场悖论”,但描述得晦涩不明。芝诺悖论的问题在于B列车的运动:在这一秒之内,它通过A列车一节车厢的距离,但却通过C列车两节车厢。至于芝诺是否清楚这一点,以及他是否藉此阐明运动虚幻本质的微妙之处,我们无从得知。
运动场悖论_悖论破解科学史

运动场悖论

接着我们赶紧进入下一个主题。另一个与速率概念相关的芝诺悖论被称为“移动行伍悖论”(Moving Rows Paradox)。我们透过亚里士多德的著作得知它,他称之为“运动场悖论”,但描述得晦涩不明。我尽可能用简单易懂的方式来介绍这个悖论。

设想三列火车,每列火车有一节火车头与两节车厢。第一列火车停靠在火车站。第二列与第三列火车以相同的速率反向等速过站,但不停靠;B列车从西侧进站, C列车从东侧进站。

在某个瞬间,三列火车的位置如图2.2 (a)所示。接着,在一秒之后,它们恰好并列,如图2.2 (b)。


芝诺悖论的问题在于B列车的运动:在这一秒之内,它通过A列车一节车厢的距离,但却通过C列车两节车厢。此悖论指出,在这段时间内, B列车同时前进了一倍与两倍的距离。芝诺似乎察觉它们只是相对距离,因此试图透过时间来阐述此一悖论。将这两段距离除以B列车的速率,我们会得到两段时间间隔,其中一段是另一段的两倍长。矛盾之处在于,这两段似乎都是上图到下图所经历的时间!

这个悖论很容易解决,因为推理过程的错误显而易见。有种叫做相对速率的物理量;B列车相对于逆向驶来的C列车与静止的A列车,速率当然是不同的。至于芝诺是否清楚这一点,以及他是否藉此阐明运动虚幻本质的微妙之处,我们无从得知。小学生也知道,这当中其实毫无矛盾之处。 B列车以某个相对速率行经A列车,却以两倍的相对速率行经C列车,因此在通过A列车一节车厢的同一时间内,它会通过C列车的两节车厢。


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