第八章 芝諾的詭辯（哲學(xué)）

　　公元前450年，古希臘哲學(xué)家巴門尼德和他的學(xué)生芝諾在聊天。

　　巴門尼德對(duì)善于懷疑的芝諾，漸漸的由喜歡變成了一種反感。盡管自己是一個(gè)喜歡仔細(xì)思考問(wèn)題的人，但是對(duì)于芝諾的言語(yǔ)，那就是自己引導(dǎo)上的一種錯(cuò)誤，導(dǎo)致了芝諾成為了不成器的人。

　　巴門尼德說(shuō)：“說(shuō)說(shuō)看，你為什么會(huì)懷疑運(yùn)動(dòng)是假的？”

　　芝諾：“一個(gè)人從A點(diǎn)走到B點(diǎn)，要先走完路程的1/2，再走完剩下總路程的1/2，再走完剩下的1/2……如此循環(huán)下去，永遠(yuǎn)不能到終點(diǎn)。”

　　巴門尼德陷入思考中，知道芝諾是在詭辯，假設(shè)此人速度不變，走一段的時(shí)間每次除以2，時(shí)間為實(shí)際需要時(shí)間的1/2+1/4+1/8+......，則時(shí)間限制在實(shí)際需要時(shí)間以內(nèi)，即此人與目的地距離可以為任意小，卻到不了。實(shí)際上是這個(gè)悖論本身限定了時(shí)間，當(dāng)然到達(dá)不了。

　　還沒(méi)等巴門尼德張嘴反駁，芝諾又開(kāi)始說(shuō)下一個(gè)悖論：“阿基里斯（又名阿喀琉斯）是古希臘神話中善跑的英雄。在他和烏龜?shù)母?jìng)賽中，他速度為烏龜十倍，烏龜在前面100米跑，他在后面追，但他不可能追上烏龜。因?yàn)樵诟?jìng)賽中，追者首先必須到達(dá)被追者的出發(fā)點(diǎn)，當(dāng)阿喀琉斯追到100米時(shí)，烏龜已經(jīng)又向前爬了10米，于是，一個(gè)新的起點(diǎn)產(chǎn)生了；阿喀琉斯必須繼續(xù)追，而當(dāng)他追到烏龜爬的這10米時(shí)，烏龜又已經(jīng)向前爬了1米，阿喀琉斯只能再追向那個(gè)1米。就這樣，烏龜會(huì)制造出無(wú)窮個(gè)起點(diǎn)，它總能在起點(diǎn)與自己之間制造出一個(gè)距不管這個(gè)距離有多小，但只要烏龜不停地奮力向前爬，阿喀琉斯就永遠(yuǎn)也追不上烏龜！烏龜動(dòng)得最慢的物體不會(huì)被動(dòng)得最快的物體追上。由于追趕者首先應(yīng)該達(dá)到被追者出發(fā)之點(diǎn)，此時(shí)被追者已經(jīng)往前走了一段距離。因此被追者總是在追趕者前面?！?p>　　巴門尼德看芝諾說(shuō)得如此俏皮，直接回了一句：“找你這么說(shuō)，一還可以等于零點(diǎn)九九九這樣的無(wú)限小數(shù)呢?！?p>　　芝諾還是堅(jiān)持的說(shuō)出了下一個(gè)悖論：“設(shè)想一支飛行的箭。在每一時(shí)刻，它位于空間中的一個(gè)特定位置。由于時(shí)刻無(wú)持續(xù)時(shí)間，箭在每個(gè)時(shí)刻都沒(méi)有時(shí)間而只能是靜止的。鑒于整個(gè)運(yùn)動(dòng)期間只包含時(shí)刻，而每個(gè)時(shí)刻又只有靜止的箭，所以芝諾斷定，飛行的箭總是靜止的，它不可能在運(yùn)動(dòng)?！?p>　　巴門尼德心里笑到，簡(jiǎn)直沒(méi)救了，居然認(rèn)為任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)的東西都是不運(yùn)動(dòng)的?？磥?lái)芝諾已經(jīng)不把時(shí)間放在眼里了。

　　巴門尼德說(shuō)：“你忽略了時(shí)間的概念，你把時(shí)間不當(dāng)回事兒了。”

　　后來(lái)的女?dāng)?shù)學(xué)家希帕蒂亞一針見(jiàn)血地指出芝諾的錯(cuò)誤所在：芝諾的推理包含了一個(gè)不切實(shí)際的假定，他限制了賽跑的時(shí)間。

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　　量子力學(xué)有一個(gè)神奇的預(yù)言，就是當(dāng)你觀察一個(gè)量子系統(tǒng)的時(shí)候，這個(gè)系統(tǒng)將被凍結(jié)，并且不會(huì)發(fā)生任何改變。這甚至可以說(shuō)是量子力學(xué)里最神奇的一個(gè)猜想。但長(zhǎng)期以來(lái)，這也就僅僅是一個(gè)預(yù)言和猜想而已。但是最近，康奈爾大學(xué)的物理學(xué)家們通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一理論。該實(shí)驗(yàn)由Utracold實(shí)驗(yàn)室實(shí)施，他們建立了康奈爾大學(xué)第一個(gè)將材料冷卻至比絕對(duì)零度高0.000000001度的研究項(xiàng)目，在真空室里創(chuàng)造并冷卻約10億個(gè)銣原子，并利用激光束將這些原子暫停下來(lái)。在這種狀態(tài)下銣原子會(huì)像它們?cè)诰w物質(zhì)中一樣有序地排列起來(lái)。

　　根據(jù)海森堡測(cè)不準(zhǔn)原理，測(cè)量粒子的位置和速度會(huì)相互影響。溫度是測(cè)量粒子運(yùn)動(dòng)的一種手段。在接近絕對(duì)零度的低溫條件下，粒子之間的位置相對(duì)寬松，當(dāng)你觀察它們的時(shí)候，會(huì)發(fā)現(xiàn)原子既可能在這個(gè)地方，又好像在另外一個(gè)地方一樣，也就是所謂量子隧穿。

　　本次康內(nèi)爾的研究人員發(fā)現(xiàn)他們可以通過(guò)觀測(cè)來(lái)抑制量子隧道貫穿。這就是所謂的“量子芝諾效應(yīng)”，他們指出量子測(cè)量在原則上會(huì)使一個(gè)量子化系統(tǒng)被反復(fù)測(cè)量“凍結(jié)”。這是第一個(gè)在真實(shí)空間中通過(guò)測(cè)量原子運(yùn)動(dòng)觀察到的量子芝諾效應(yīng)。由于實(shí)驗(yàn)的高控制程度，得以逐漸調(diào)整觀察原子的方式，利用這種調(diào)整，在這一量子系統(tǒng)中演示一種被稱作‘經(jīng)典透射’的效應(yīng)，量子效應(yīng)消失后，原子開(kāi)始像經(jīng)典物理預(yù)料的那樣行動(dòng)。

　　研究人員們通過(guò)原子單獨(dú)的激光成像來(lái)觀察它們。一個(gè)光學(xué)顯微鏡看不到單個(gè)的原子，但激光成像能讓原子發(fā)出熒光，顯微鏡能夠捕捉這種光束。當(dāng)激光成像結(jié)束或者將光調(diào)暗，原子就能自由地隧穿。但隨著激光束越來(lái)越亮、測(cè)量越來(lái)越頻繁，原子隧穿開(kāi)始急劇減少。這給了人們一個(gè)前所未有的工具來(lái)控制量子系統(tǒng)，甚至能逐個(gè)地控制原子。這為控制并利用原子量子態(tài)從根本上找到了新方法，科學(xué)家們能根據(jù)這一原理來(lái)制造各種新型傳感器。

　　這個(gè)實(shí)驗(yàn)讓人們想到，在量子世界，這句話也許是對(duì)的：“被盯著的鍋永遠(yuǎn)燒不開(kāi)”。這也帶來(lái)了一個(gè)更令人深思的結(jié)果，如果原子并盯著時(shí)不動(dòng)，僅僅是簡(jiǎn)單的量子科學(xué)的一個(gè)效應(yīng)還是有更深層次的原因。這又帶來(lái)了一個(gè)話題，就是古希臘所謂的“萬(wàn)物有靈”理論，這是亞里士多德曾堅(jiān)持的一個(gè)理論，那么原子在不動(dòng)的背后是否還受該理論的支配，就更值得人們研究了。