读万卷书,行万里路。——题记

首先,关于自然世界的思想实验。第一个,就是芝诺悖论之“阿喀琉斯与乌龟”。这本书的英文名字叫作“无限的乌龟”。阿喀琉斯是古希腊的一个战神,特别能打仗,跑步很快。然后芝诺说,阿喀琉斯追不上乌龟。为什么追不上乌龟?你看这个乌龟比阿喀琉斯提前出发一段,然后当阿喀琉斯追到乌龟这个位置的时候,无论多少,乌龟都会往前再走一点吧。那么,当阿喀琉斯再追到乌龟的位置时,无论多少乌龟会往前再走一点吧。所以,阿喀琉斯永远追不上乌龟。
谁能够反驳这件事情呢?这个事情使得没有人能够反驳。但是,事实情况我们能够看到,阿喀琉斯一步可能就跨过这个乌龟了。事实是阿喀琉斯能够追上乌龟,但是芝诺所讲出的这个道理,你没法反对。因为的确阿喀琉斯在走这段路的时候,乌龟肯定要往前走一点,不管多少,肯定要走一点。那么,阿喀琉斯在走乌龟这一段的时候,他也得花费点时间吧,在这点时间里边乌龟也得走一点,所以按照这样的思路推下去,阿喀琉斯一辈子也追不上乌龟。



事实上,就是因为那时候的人们没有能够理解极限这件事情,也就是说乌龟所走的所有的这些路线加在一起,它总的也不会超过阿喀琉斯这一步。这是二分之一,再二分之一,再二分之一,再二分之一,无限个二分之一加下去的总数一,它不可能加出一点二来。不可能,这是极限的概念。
所以,芝诺悖论就给我们打开了人类开始用思想实验解决问题、探讨问题的一个窗口。你确实觉得很难跟他辩论,直到人们后来发现了这就是求极限。当阿喀琉斯能够走过“一”的时候,他就超过了这个乌龟,这是第一个人类历史上非常有名的悖论,叫作芝诺悖论,也就是无限的乌龟的悖论。
第二个就是伽利略的球。在伽利略之前,亚里士多德认为,这个世界上重的东西下落得快,轻的东西下落得慢。为什么呢?你看羽毛,羽毛飘得很慢,这个球下得很快,所以大家很直接、很简单地观测的结果是认为,很简单,就是越重的东西下落的速度越快。伽利略做了一个思想实验来解决这个问题。打破了亚里士多德所认为的重物一定下坠得更快的道理。那么,羽毛为什么下落得慢呢?因为有浮力。如果没有浮力,在真空管当中的话,羽毛下落的速度和球是一样的,这就是伽利略所做的贡献。

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