登陆注册
7260300000037

第37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
  • 宇宙真相新探索

    宇宙真相新探索

    人类前进的历史是伴随着无数个问号,并沿着这些问号被解答的路而向前延伸的。今天,世界已经以日新月异的速度发展了一个新的高峰。掌握了高科技手段的人类,正不断走向未知领域,对我们的历史、未来提出一个又一个置疑,本书为大家集中收集了人类历史上的劫难和神秘的失踪之谜。
  • 饱含智慧的对联故事(阅读故事享受快乐丛书)

    饱含智慧的对联故事(阅读故事享受快乐丛书)

    《阅读故事享受快乐丛书:饱含智慧的对联故事》精选了中国民间的两百余个对联故事。这些故事,有的展现了智者的高尚情怀和名人、雅士的精神世界,有的歌颂了劳动人民的聪明才智、纯朴感情和创新精神,有的描写了士大夫的闲情逸致,有的抨击了恶人的丑恶言行,有的蕴涵着不同地域的风土人情,读者可以从中领略到中华语言神奇的魅力,受到启迪。
  • 让青少年受益一生的巧联妙对

    让青少年受益一生的巧联妙对

    本书收集了大量的对联故事,具体版块为“自律劝勉篇”、“睿章妙对篇”、“嘲讽贬虐篇”、“情趣逗乐篇”,“施才显智篇”、“名胜楹联篇”。
  • 森林恐惧症

    森林恐惧症

    本书以童话形式介绍基础的科普知识,选择那些幼儿们喜欢的植物为写作对象,让小读者在家长的引领下,走进这充满情趣和科学知识的艺术殿堂。本文在制作上,配以清晰的科学知识图片和动漫相结合的样式,吸引众多的小读者在快乐的阅读中,培养热爱科学探索知识的童心。
  • 影响中小学生成长的66个人物

    影响中小学生成长的66个人物

    荟萃古今中外具有代表性的66位名人,采用富有启发性的小故事,传达成功的道理。希望孩子们能够领略这些名人的人生风采与成功智慧,受到启发和教益,并激励他们的理想和志向,指导他们的人生道路和成长历程!
热门推荐
  • 快穿之职业收集之旅

    快穿之职业收集之旅

    这是一个蠢萌系统带着外表冷漠内心腹黑的宿主,一路打怪升级,解锁新技能的故事
  • 歌德

    歌德

    书精选荟萃了古今中外各行各业具有代表性的有关名人,其中包括政治领袖、将帅英雄、思想大家、科学巨子、文坛泰斗、艺术巨匠、体坛健儿、企业精英、探险英雄、平凡伟人等,主要以他们的成长历程和人生发展为线索,尽量避免冗长的说教性叙述,而采用日常生活中富于启发性的小故事来传达他们成功的道理,尤其着重表现他们所处时代的生活特征和他们建功立业的艰难过程,以便使读者产生思想共鸣和受到启迪。
  • 狂宠娇妻:女皇殿下我爱你

    狂宠娇妻:女皇殿下我爱你

    墨寒熙一直觉得仰瞳就是他怀里的小猫,可他忽略了那可是只小野猫,温柔体贴什么的都是假象,仰瞳就是仰瞳,不是什么可以随便玩弄的小猫小狗。仰瞳一直觉得墨寒熙不像个大少爷,他能她一起去撸串,去逛夜市,去电玩城,虽然自己好像也没有什么大小姐的派头,然而当墨寒熙真正认真起来的时候,仰瞳又觉得自己上辈子绝对欠了他什么,要不怎么至于这么压榨她的劳动力,自己怎么说也是仰安国际的下任总裁嘛。不过说起来还好,至少在最绝望的时候,他还在,至少最后给她披上婚纱的人,也是他。
  • 异世之吾为王者

    异世之吾为王者

    他,为了她,选择了遗忘。她,为了他,选择了牺牲。命运就是如此,会让他们在异世相遇,他不认识她。。。她该如何抉择,就让时间给出答案。。。。。。
  • 刺猬

    刺猬

    相遇有时注定是场纠结。木泽遇到了林青,张天亮遇到了杨新。为了心中的喜欢和爱恋,木泽小心翼翼接近孤僻、神经质的林青,面对丝丝牵挂,无微不至关怀,林青理解为那是一种友情的降临。而当面对一次木泽好心的隐瞒,脆弱的“友情”被林青残忍地撕碎。痴情的木泽依然固我,他心碎不已,但依然在林青消失的那段时间坚守心中的爱恋。在明白木泽的无奈和好意后,孤独的林青慢慢靠近,木泽终于迎来了心爱的人。林青任性,固执,在情感里像个小孩。木泽感觉自己生来就是照顾她的,很多时候爱情很脆弱,经不起一个意念。一次美丽而刻骨铭心的旅游归来后,他们的心紧紧链接在一起。后来林青遭遇了一次意外,命运给林青,木泽匆匆洗了一次牌。脆弱的林青精神受挫,在父亲林海平的固执下进了心理医疗所。在那里,林青感觉自己是特别的,无所适从于别人意味深长的眼光。终因无法承受被与木泽分割的事实而选择在晚霞中永远离去。而张天亮似乎相对完美。他和木泽是哥们,喜欢的杨新却一直默默而含蓄地喜欢着木泽。面对张天亮的表白,杨新矜持而得体,保持着他们三人间友好的关系。后来因社团活动张天亮认识了何露露,两人慢慢走近,彼此爱慕。看到杨新对木泽的执着,张天亮明白他们之间已经不再可能。疼痛后他选择了璐璐。他们彼此爱恋,情投意合,张天亮意识到这才是自己想要的爱情。故事的结局,他们永远走在一起。而杨新,选择了出国留学。在爱情速食面的今天,我想表达的是一种单纯而真挚的情感。
  • 斗魂天狱

    斗魂天狱

    穿越,被雷劈之后,逗比少年再度重生,身居龙魂,掌握半步帝王之道,震慑青年一代群雄,谁敢挡阻。若不服!“金士,震死他们,最好震得死得不能再死为止。”若心存侥幸!“五行之士,全上弄死他。”对此灭天踏地,坐人族大气运之地,守人族一方平安兴盛。群号:365822249
  • 高效能人的必备习惯

    高效能人的必备习惯

    古人云:"天下大事,必作于细。"习惯看似微不足道,却是一个人思想与行为的真正领导者,没有什么比习惯的力量更强大。本书从习惯培养入手,围绕提高工作绩效、时间管理、人际关系等与我们日常生活和工作密切相关的问题,提出了19个影响我们工作和生活效能的习惯,希望对读者能有所裨益。
  • 邪妃逆天:霸道王爷冷面妃

    邪妃逆天:霸道王爷冷面妃

    她是二十一世纪世界排名前十的杀手,也是世界闻名的医师,因天降惊雷魂穿到异世同名的女子身上,懦弱废材不能修炼,且看她解毒后天赋惊艳闪瞎多少双眼,炼药炼器驯兽阵法随手拈来,姐妹欺凌,伯娘恶毒,她略施小计耍的她们团团转,而后踏上寻找父母之路,从此开启一段传奇。他是一大王朝的摄政王,杀伐果断,铁血手腕,从没有女子近身,身边一直是男子。第一次相遇,他伤了她,从此恋恋不忘,一路追寻,一点点敲开她的心门,把她宠上了天,令世上女子羡慕。
  • 系统很萌很腹黑

    系统很萌很腹黑

    他,是人尽皆知的废柴宅男,是黑夜中的无面之鬼,他还是风靡世界的商业天才。如此才华又为何要藏于人后,他认为,低调才是正道,可当自己最信任的人,亲手将自己送入地狱,他才明白,一切只不过是他自己自相情愿。可似是造化弄人,老天又给了他一次机会,让他重生与十年前,他仰天长笑,“哈哈,这回老子再也不低调了!”“喂,你在脑残个什么劲?”“啊咧?”
  • 那一年,她遇见了他

    那一年,她遇见了他

    那一年,她在最好的时间里遇见了最好的他,两人之间的缘分就像是上天注定牵绊在一起的,难舍难分,但是他们的感情几度波折,最后,携手共度一生。