登陆注册
6108500000036

第36章 数学悖论趣谈

悖论是逻辑学的术语,原本是指那些会导致逻辑矛盾的命题或论述。比如大家熟知的《韩非子·难一》中记载的那位卖矛又卖盾的楚国人,声称他的矛锋利无比,什么样的盾都能刺穿,而他的盾坚韧异常,什么样的矛都刺不穿,人问:“以子之矛,陷子之盾,何如?”楚人无言以对。这里关于矛和盾的论述就是一个悖论。悖论这个词在实际使用中,其涵义已被扩大化,常常包括与人的直觉、经验或客观事实相违背的种种问题或论述。因此有时也被称为“佯谬”、“怪论”等。

悖论虽然看似荒诞,但却在数学哲学史上产生过重要影响。一些著名的悖论曾使高明的哲学家与数学家为之震惊,为之绞尽脑汁,并引发了人们长期艰难而深入的思考。可以说,悖论的研究对促进数学思想的深化发展是立过汗马功劳的。

世界上有记载的最早的悖论,是公元前五世纪希腊哲学家芝诺提出的关于运动的著名悖论。在我国公元前三世纪的《庄子·天下篇》中,也记载了几条著名的悖论辨题。这些悖论的提出和解决都与数学有关。在数学史上震撼最大的悖论是英国哲学家罗索于1902年提出的“集合论悖论”,它几乎动摇了整个数学大厦的基础,引发了所谓的“第三次数学危机”。这些严肃的论题在许多数学方法论著作、数学史书籍以及有关的读物中都有记载和讨论。

本文只想谈点轻松的话题。其实,许多数学悖论是饶有趣味的,它不仅可以令你大开眼界,还可以从中享受到无尽的乐趣。面对形形色色富于思考性、趣味性、迷惑性的问题,你必须作一点智力准备,否则可能就会在这悖论迷宫中转不出来了。看看下面的几个小故事,你就会相信此话不假。

第一个故事发生在一位调查员身上。这位调查员受托去A、B、C三所中学调查学生订阅《中学生数学》的情况,他很快统计出,A校男生订阅的比例比女生订阅的比例要大些,对B校和C校的调查也得出同样的结果。于是他拟写了一个简要报道,称由抽取的三所学校的调查数据看,中学生中男生订阅《中学生数学》的比例比女生大。后来,他又把三所学校的学生合起来作了一遍统计复核,匪夷所思的事情发生了,这时他得出的统计结果令他大吃一惊,原来订阅《中学生数学》的所有学生中,女生的比例比男生要大些,怎么会是这样呢?这就象在玩一个魔术,少的变多了,多的变少了。你能帮他找找原因吗?

接下来的这个悖论似乎更简单了。有人把它归入数学中对策论的研究范畴。

一位美国数学家来到一个赌场,随便叫住两个赌客,要教给他们一种既简单又挣钱的赌法。方法是,两个人把身上的钱都掏出采,数一数,谁的钱少就可以赢得钱多的人的全部钱。赌徒甲想,如果我身上的钱比对方多,我就会输掉这些钱,但是,如果对方的钱比我多,我就会赢得多于我带的钱数的钱,所以我赢的肯定要比输的多。而我俩带的钱谁多谁少是随机的,可能性是一半对一半,因此这种赌法对我有利,值得一试。赌徒乙的想法与甲不谋而合。于是两个人都愉快地接受了这位数学家的建议。看来这真是一种生财有道的赌博。

现在的问题是,一场赌博怎么会对双方都有利呢?这象不象一场机会均等的猜硬币正反面的游戏,输了只付1元,而赢了则收2元呢?据说这是个一直让数学家和逻辑学家头疼的问题。《科学美国人》杂志社一直在征求这个问题的答案呢。其实只要认真分析一下,对这个问题也不难给出有说服力的解释。

让我们再来看一个逻辑学的悖论吧。一位数学教授告诉学生,考试将在下周内某一天进行,具体在星期几呢?只有到了考试那天才知道,这是预先料不到的。学生们都有较强的逻辑推理能力,他们想,按教授的说法,不会是星期五考试,因为如果到了星期四还没有考试,那教授说的“只有到了考试那天才知道,这是预先料不到的”这句话就是错的。因此星期五考试可以排除。那就只可能在星期一到星期四考。既然这样,星期四也不可能考,因为到了星期三还没有考试的话,就只能是星期四了,这样的话,也不会是预料不到的。因此星期四考也被排除了。可以用同样的理由推出星期三、星期二、星期一都不可能考试。学生们推出结论后都很高兴,教授的话已经导出矛盾了,轻轻松松地过吧。结果到了下周的星期二,教授宣布考试,学生们都愣住了,怎么严格的推理失效了呢?教授确实兑现了自己说的话,谁也没有能预料到考试的时间。现在请你想一想,学生们的推理究竟错在哪里呢?

关于运动的悖论有很悠久的历史,这里介绍的“蚂蚁与橡皮绳悖论”是一道让你的直觉经受考验的数学趣题。问题是这样的:一只蚂蚁沿着一条长100米的橡皮绳以每秒1厘米的匀速由一端向另一端爬行。每过 1秒钟,橡皮绳就拉长100米,比如10秒后,橡皮绳就伸长为1000米了。当然,这个问题是纯数学化的,既假定橡皮绳可任意拉长,并且拉伸是均匀的。

蚂蚁也会不知疲倦地一直往前爬,在绳子均匀拉长时,蚂蚁的位置理所当然地相应均匀向前挪动。现在要问,如此下去,蚂蚁能否最终爬到橡皮绳的另一端?

也许你会认为,蚂蚁爬行的那点可怜的路程远远赶不上橡皮绳成万倍的不断拉长,只怕是离终点越来越远吧!但是千真万确,蚂蚁爬到了终点,奇怪吗?

同类推荐
  • 学生集体主义的教育

    学生集体主义的教育

    学生德育是指学校按照一定的社会道德要求,有目的、有计划、有系统地对学生进行思想、观念和道德等方面的影响,并通过学生积极的认识、体验与践行,使广大学生形成社会所需要的道德品质。学校德育教育的目标是德育工作的出发点,它不仅决定了学校德育的内容、形式和方法,而且制约着德育工作的基本过程。
  • 爱上写日记(小学一、二年级)

    爱上写日记(小学一、二年级)

    日记为孩子的心理健康和心灵成长提供了个人空间。小学生从小养成写日记的好习惯,对于开拓眼界和提高作文水平有很大的帮助。本书指导小学一二级学生真实地记录学习和生活中的事情、感想和见闻,锻炼写作能力,并对成长中的烦恼提供心理上的帮助。
  • 小大人是这样炼成的

    小大人是这样炼成的

    每个人来到世界上,首先要做的事情就是学习。大家的脑子差不多聪明,成绩却不一样,为什么有的同学总能考100分,而你的成绩却老是起伏不定?其实是你对学习方法知道得太少。本书教给你的创新学习方法,就像《一千零一夜》里的神秘咒语,让你的阿拉伯神灯一下子从尘土中苏醒,闪闪发光,无所不能!
  • 青少年应该知道的礼仪文化(阅读中华国粹)

    青少年应该知道的礼仪文化(阅读中华国粹)

    阅读中华国粹系列是一部记录中华国粹经典、普及中华文明的读物,又是一部兼具严肃性和权威性的中华文化典藏之作,可以说是学术性与普及性结合。丛书囊括古今,泛揽百科,不仅有相当的学术资料含量,而且有吸引入的艺术创作风味,是中华传统文化的经典之作。本书分为礼仪文化概述;人生礼仪;日常礼仪;学校礼仪;社交礼仪五章,主要内容包括:礼仪文化的起源与发展、礼仪文化的类别与性能等。
  • 高中生作文全功能手册

    高中生作文全功能手册

    本书装帧精美、制作新颖、内容丰富、功能齐全、是一本经济而实用的优秀作文书,学生“一册在手,作文不愁”。本书既有具体而实用的写用指导,也有优秀的范文点评,还有典型的病文的分析,在书后,独具创意地设有“作文速成宝典”,为临者的同提供写作模板。
热门推荐
  • 天豹图

    天豹图

    《天豹图》十二卷四十回,有清代刊本,是一部英雄传奇小说。书中写英雄除暴安良,又加上朝廷中忠奸斗争和英雄美女间的故事,颇能吸引读者。
  • 把心机用在正确的时机

    把心机用在正确的时机

    本书阐述了人们把谦虚学习的态度当做是平日努力的“心机”,把突破困境的经验当做是生活中学习的“时机”,让“心机”与“时机”常相“会合”,就可为自己打造出许多进步的“机会”。
  • 沐夏之轩

    沐夏之轩

    我是沐夏,9岁那年我遇见了你叶瑾轩,那是在一个靠海的小城镇,那时的你已是帅哥初长成。7年后,我16岁,那时的我来到你的学院。我们的相遇注定了我们的缘分。你是完美校草,我是纯情校花,我们不就是天生一对吗,初见时我说到。当一切回归,我问过他:"轩,你还记不记得我曾经和你说过的那句话吗",“丫头你说过,我一直在,可是我不在了呢"。叶瑾轩愁眉苦脸地说“啊,你……”我们的夏夏皱着眉,“因为我被你拐跑了呢!”我们的男猪脚一脸邪恶地说到。
  • TFBOYS之我们之间的爱恋

    TFBOYS之我们之间的爱恋

    想知道,自己看噻。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
  • 无敌兵火

    无敌兵火

    退役特种兵刘成环游世界,加入野狼敢死队,无意发现二战纳粹党卫军官神秘藏宝图!可以改变二战结局的地心之洞在何处?纳粹的不死兵团身在何方?各国特工组织争夺的,是黄金宝藏,还是可以转化时空,改变一切的巨大无敌战争之母!......为了一探秘密,带着美人穿越1945,我的二战如此萌!攻入柏林,杀入东京湾,打得三国投降,毙东条英机,剐谷寿夫,血还国耻,扬我国威!
  • 邪王狂妃:嚣张大姐大

    邪王狂妃:嚣张大姐大

    现代金牌杀手孤独琉璃死后灵魂穿到独孤堡五小姐身上,从天才杀手变成废物,受尽世人的嘲讽!让她嫁给一个废物算是抬举她?“对不起,她,我要了!”这个邻国冷酷君王,在所有人都唾弃她的时候,偏偏对她呵护有加,让她感觉倍有面子!“抱歉,他,我不要!”就在世人皆认为她耍大牌时,她云淡风轻,玩起大逆袭,让世人皆惊!从邻国的君王到各大家族的俊美公子,无一不被她的魅力所征服,她的存在,就是为了气死某些人的!只是这个长得像前世男友的邻国君王,能不能放过她啊?
  • 爸爸是古人

    爸爸是古人

    他们有着幸福的家庭,财团爹地,天才妈咪。他们是在父母结婚前出生的孩子。三年的等待终于换来了真相。原来此爹地非彼爹地。他们的亲生父亲原来是个几千年前的老古董。讶异,兴奋,好奇等等都催促他们赶快回去看看。利用自身的力量穿越一切带着妈咪的任务回去见古董老爸咯!
  • 海贼王中的旅行家

    海贼王中的旅行家

    这是一个旅行者的故事,一个误入枪神世界(trigun)的16岁少年,在经历3年的磨砺后又来到了海贼王的世界,他将经历怎样的故事呢?主角为原创人物,他会先展开一段属于自己的旅行,作者希望将作品的风格尽可能地贴近海贼王原作,欢迎喜欢海贼原味风格的朋友入坑Ps:序章夹在4章和5章之间,这是上传时弄错的,请耐心的朋友翻过去看一下,不然开头确实有点蛋疼
  • 世界最佳感恩散文精华(深沉卷)

    世界最佳感恩散文精华(深沉卷)

    《世界最佳感恩散文精华》,分为《挚爱卷》《情感卷》《温馨卷》《深沉卷》四册,本套丛书包罗了近百年来中外广泛流传的名家名作,它们的作者大都是在历史上享有崇高地位,曾经影响过文坛的大师、巨匠、泰斗,这些感恩作品发乎于心,动之于情,感人肺腑,动人心魄。作家们以特有的直觉表达了我们生活和生命中随时能感受到却无法表现的真实情感,他们将激情与柔情倾注于笔端,在有限的篇幅里,浓缩了无限的情感,激发起人们强烈的阅读欲望。本书内容丰富,思想深沉,闪耀着智慧的光芒,非常适合广大青少年阅读,也是各级图书馆陈列和珍藏的最佳版本。
  • 女总裁的男神

    女总裁的男神

    草根帅哥小农民做了比自己大七岁的美女总裁的专职按摩保健师,被她视为男神,但遭人非议,压力山大。在同各色人等特别是同美女们的纠缠中,付出了常人难以想象的代价,实现了事业和精神的双重崛起,发生了许多精彩非凡的故事……