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  • 1 # 超級數學建模

    關於悖論,首先要明白什麼是悖論。

    《數學百科辭典》一書中,對於悖論是這麼解釋的:能夠匯出與一般判斷相反的結論,而要推翻它又很難給出正當的根據時,這種論證稱為悖論。其實簡單來講,所謂的悖論,就是指從這樣一個命題A,可推匯出另一個命題B,但這個明天本身卻存在自相矛盾的現象:若B為真,則推出B為假;若B為假,又會推出B為真。

    而將已認知的悖論進行劃分的話,可以分為這三大類:

    (1)一個論斷看起來好像肯定錯了,但實際上卻是對的(佯謬);(2)一個論斷看起來好像肯定是對的,但實際上卻錯了(似是而非的理論);(3)一系列推理看起來好像無懈可擊,可是卻匯出了邏輯上的自相矛盾。

    如果還沒看明白,那我們就講講幾個比較熟悉的悖論吧!首先還是要跟大家分享一下最熟悉的唐·吉訶德悖論。

    著名小說《唐·吉訶德》裡描寫了一個殘酷的國王,在他所能統治的國家裡有一條法律:每個旅遊者都要回答一個問題:“您來這裡幹什麼?”如果回答對了,一切事情都好辦;如果回答錯了,立刻被絞死。某天,有個旅遊者來到這個國家,回答上述問題時他答道:“我是來被絞死的。”如果旅遊者回答是對的,按照法律,他就不應該被絞死;如果旅遊者回答是錯的,按照法律應被絞死,而他的“我是來被絞死的。”這句話顯然又是回答對了,也不應該被絞死。最後,國王無可奈何,只得對旅遊者放行。

    除此之外,想必大家也應該還記得理髮師悖論祖父悖論。

    理髮師悖論

    這是羅素集合悖論的一種通俗說法:薩維爾村裡的一名理髮師,給自己立了一條店規:“只給自己不給自己刮臉的人刮臉。”那麼這位理髮師的臉該不該由自己刮呢?如果理髮師的臉由他自己刮,則他屬於“自己給自己刮臉的人”,因此,理髮師不應該給自己刮臉;如果理髮師的臉不由自己刮,則他屬於“自己不給自己刮臉的人”,因此,他的臉可由自己刮,顯然又與上述“自己不給自己刮臉的人”相矛盾。

    祖父悖論

    祖父悖論又稱為“外祖母悖論”是一種時間旅行的悖論,科幻故事中常見的主題。最先由法國科幻小說作家赫內·巴赫札維勒(René Barjavel)在他1943年的小說《不小心的旅遊者》(Le Voyageur Imprudent)中提出。情景如下:假設你回到過去,在自己父親出生前把自己的祖父母殺死;因為你祖父母死了,就不會有你的父親;沒有了你的父親,你就不會出生;你沒出生,就沒有人會把你祖父母殺死;若是沒有人把你的祖父母殺死,你就會存在並回到過去且把你的祖父母殺死,於是矛盾出現了。

    接下來,我們繼續講講與三次數學危機相關的悖論。

    1、二分法悖論

    故事是這樣的,假設一個人在到達目的地之前,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……按照這個要求可以無限迴圈的進行下去。。。

    因此有兩種情況:①這個人根本沒有出發;②只要他出發了,就永遠到不了終點。(儘管離終點越來越近)

    其實現在想想,這個悖論從邏輯上來看就是錯的。

    2、貝克萊悖論

    17世紀的時候,牛頓與萊布尼茲共同建立了微積分,給全世界數學的發展帶來了新的曙光,然而此時卻有跳出來指出了這麼一個問題:

    在1734年,英國哲學家喬治·貝克萊出版了名為《分析學家或者向一個不信神數學家的進言》的一本書。

    在這本書中,貝克萊對牛頓的理論進行了攻擊,指出求x²的導數時,會出現如下矛盾:

    貝克萊認為這是依靠雙重錯誤得到了不科學卻正確的結果

    然而這個問題並沒有阻礙微積分的發展,下拉格朗日、柯西等數學家的改進下,微積分依舊上當前數學研究中重要的基礎內容。

    3、羅素悖論

    在1900年,國際數學家大會上,法國著名數學家龐加萊高調宣稱:“……藉助集合論概念,我們可以建造整個數學大廈……今天,我們可以說絕對的嚴格性已經達到了……”

    然而羅素提出的一個悖論:

    所有不包含自身的集合的集合,它到底包不包含自身呢?如果它包含自身,那麼它就不是不包含自身的集合,所以也就不是所有不包含自身的集合的集合的元素。如果它不包含自身,那它理應是所有不包含自身的集合的集合的一個元素。這樣的一個集合,包不包含自身,都必將引發矛盾。

    如果看不懂這個悖論,那就請直接參考理髮師悖論。

    就在這次危機爆發後很長一段時間內,數學家們曾試圖對“集合論”的定義加以限制,進而排除悖論。然而並無法消除悖論存在的可能性。

    直到1931年,哥德爾提出了一系列不完備定理並予以證明。

    ①任意一個包含一階謂詞邏輯與初等數論的形式系統,都存在至少一個命題:它在這個系統中既不能被證明也不能被證否。②如果一個形式系統含有初等數論,當該系統自洽(所有公理都不互相矛盾)時,它的自洽性不可能在該系統內證明。
  • 2 # 東北阿浪

    所謂悖論,感覺就是一種語病或是關於無窮化之後的問題,畢竟無窮的東西是以省略的形式表達的,去除這些,悖論其實是不存在的.

    例如:1=1/3 x 3=0.333··· x 3=0.999···,個人認為這涉及到一個趨向性問題,1/3並不完全等於0.333···,1/3這個數的小數形式最後一位總是向4趨近,而0.333···是固定的最後一位一定是3。所以我認為這並不是悖論,只是我們還沒有找到一個好的表現形式而已,在這裡我們忽略了一些細微的東西。

    再說,

    羅素悖論:所有不包含自身的集合的集合,它到底包不包含自身呢?如果它包含自身,那麼它就不是不包含自身的集合,所以也就不是所有不包含自身的集合的集合的元素。如果它不包含自身,那它理應是所有不包含自身的集合的集合的一個元素。這樣的一個集合,包不包含自身,都必將引發矛盾。(這是很明顯的語病,邏輯錯誤好不好,既然前面已經說了它不包含自身,為何後面又要假設包含自身。這讓我不得不懷疑羅素是不是語言沒學好,無惡意的哈)

    唐吉可德里:一個殘酷的國王,在他所能統治的國家裡有一條法律:每個旅遊者都要回答一個問題:“您來這裡幹什麼?”如果回答對了,一切事情都好辦;如果回答錯了,立刻被絞死。某天,有個旅遊者來到這個國家,回答上述問題時他答道:“我是來被絞死的。”如果旅遊者回答是對的,按照法律,他就不應該被絞死;如果旅遊者回答是錯的,按照法律應被絞死,而他的“我是來被絞死的。”這句話顯然又是回答對了,也不應該被絞死。最後,國王無可奈何,只得對旅遊者放行。(這僅是一個語言的矛盾利用,一句很順的話,被加上一個與之相沖突的條件,所得到的自然也是相沖突的,以結果作為起因來回答擾亂了原句的因果關係)

    理髮師悖論:薩維爾村裡的一名理髮師,給自己立了一條店規:“只給自己不給自己刮臉的人刮臉。”那麼這位理髮師的臉該不該由自己刮呢?如果理髮師的臉由他自己刮,則他屬於“自己給自己刮臉的人”,因此,理髮師不應該給自己刮臉;如果理髮師的臉不由自己刮,則他屬於“自己不給自己刮臉的人”,因此,他的臉可由自己刮,顯然又與上述“自己不給自己刮臉的人”相矛盾。(很顯然這與唐吉可德里的相似,這也是忽視了言語中的因果關係,導致被人抓住漏洞,把理髮師代入了句子裡的自己,使得句子變成了理髮師即給自己又不給自己刮臉。就等於說我想吃飯我又不想吃飯樣,本身句子就有毛病,偏說成悖論)

    所以我認為,悖論這東西只是自欺欺人,不存在的。

  • 3 # 國科大科學與人文

    數學上的悖論很多,最著名的,就是導致了第三次數學危機的集合論悖論。因是英國哲學家羅素在1902年寫給數理邏輯學家弗雷格的一封信中最早提出來的,所以也經常被稱之為“羅素悖論”。 該悖論直指集合論的基礎問題,而集合論此時已經是整個數學大廈賴以建立的基礎,如若基礎不穩,則整個大廈為之震動。所謂導致了所謂第三次數學危機之說,就是這個意思。

    羅素與弗雷格及其1902年的通訊

    羅素本人1919年對這個悖論進行了“科普”,提出了一個生動有趣的比喻性解釋,稱為“理髮師悖論”。從而使得這個悖論幾乎家喻戶曉,堪稱是數理邏輯普及化的一個典範。

    其他的著名數學悖論還包括:機率論悖論、幾何學悖論、曲線悖論、統計學悖論和蠕蟲悖論等。

    荷蘭畫家埃舍爾筆下的永動水流城堡

    機率論悖論說的是從機率論的一般性原理出發所得到的結論,卻與實際進行機率計算所得到的結果之間存在著很大矛盾。幾何學悖論則包含了視覺和計算錯誤、拓撲變換和不可能圖形等內容。曲線悖論來自於有數學家定義曲線是一條連續而光滑的線,而另有數學家發現按這個定義也可以形成一個面,從而使線和麵難以分辨,導致矛盾結果。而統計學悖論與機率論悖論有相似之處,一個看似機率很小的事件,實際發生的機率卻非常大,從而形成悖論。

    蠕蟲悖論是說,一條每秒以一釐米的速度在一條一米長、但每秒都伸長一米的橡皮筋上爬行的蠕蟲,能否最後爬到橡皮筋的另一盡頭?以常識看這絕對是不可能的事情,但實際上從數學的角度看卻是可能的,只不過需要很長時間而已。這種悖論實際上是常識與數學之間的矛盾。諸如此類的悖論還有豌豆和太陽體積相等悖論,即把豌豆切成無窮多的小塊,再拼合起來,正好等於太陽的體積。

    綜上,數學中的悖論,有些是數學自身所存在的矛盾或特殊性質引起,這是真悖論。有些則是對數學原理的誤解所引起,還有些是數學與常識之間的矛盾所致。後兩類嚴格的說不能算是真數學悖論。

  • 4 # 艾伯史密斯

    答:貝克萊悖論、羅素悖論、意料不到悖論、鱷魚悖論、分球悖論等等。

    悖論:指自相矛盾的命題,這個命題中隱含著兩個對立的結論,而這兩個結論都能自圓其說。(悖:混亂,相沖突;論:言論,言語。)

    歷史上出現過的數學悖論很多,數理邏輯是數學的研究方法,於是很多邏輯上的悖論,也歸在數學門下,以下就是幾個有趣的數學悖論:

    貝克萊悖論

    在17世紀,牛頓和萊布尼茲各自都獨立創立了微積分,但是兩人對微積分中“無窮小量”的定義不明確,導致了後來的第二次數學危機。

    到了1734年,英國大主教貝克萊駁斥微積分理論(本質是反科學),指出了著名的貝克萊悖論,該悖論把當時微積分中最大缺陷暴露了出來:

    關於第二次數學危機的解決,直到19世紀後,由眾多數學家,比如波爾查、柯西、阿貝爾和康托爾等等,建立了更嚴密的數學定義後,才得到徹底解決。

    羅素悖論

    大名鼎鼎的羅素悖論(也稱理髮師悖論),直接導致了第三次數學危機的出現。

    19世紀末,第二次數學危機在集合論的完善下得到解決,數學家們“歡欣起舞”。在1900年國際數學家大會上,法國大數學家龐加萊甚至宣稱:現在的數學,已經達到了絕對嚴密的程度!

    沒想到三年之後,英國數學家、邏輯學家和哲學家——羅素,提出著名的理髮師悖論,震驚了整個數學界:

    悖論的通俗解釋:城市中的所有人,都在一位技藝高超的理髮師那刮臉,這位理髮師說到:“我只為本城市中,不給自己刮臉的人刮臉”!於是,其他人對理髮師說:那麼你給自己刮臉嗎?

    分析:倘若他不給自己刮臉,那麼他屬於“不給自己刮臉的人”,按照他的說法他就要給自己刮臉;倘若他給自己刮臉,他又屬於“給自己刮臉的人”,按照他的說法就不該給自己刮臉。

    羅素悖論的出現,說明集合論本身是不完備的;直到1908年,數學家建立起了公理化系統,才讓集合論從根本上避免了羅素悖論。

    預料不到悖論

    一位學生會會長宣佈:在下星期一到星期五的某一天下午開會,但是你們無法提前知道哪一天開會,因為只有到了當天早上的8點鐘,我才會通知你們。

    如果我們仔細分析這段話,會發現存在自相矛盾,使得開會無法進行,你能看出問題所在嗎?

    鱷魚悖論

    這是古希臘的一個故事:一條鱷魚從一位母親的手中奪走了孩子,母親苦苦哀求說:求求你放過我的孩子,你提什麼要求我都答應。

    於是鱷魚得意地說到:可以,那麼你猜猜,我會不會吃掉你的孩子,如果你猜對了,我就把孩子還給你!

    這位母親細想片刻說到:我想你會吃掉我的孩子!

    鱷魚琢磨了一會愣住了,心想:我要是吃掉孩子,說明你猜對了,我應該把孩子還給你;如果我不吃掉你的孩子,說明你猜錯了,我又要吃掉你的孩子!

    分球悖論

    悖論意指自相矛盾的命題,但是在一些數學悖論中,也指代某些數學命題,只是該命題與人們的常識相悖,比如分球悖論就是這樣的。

    分球悖論,數學中一條經過嚴格證明的定理,可以描述為:一個三維實心球,必定存在一種辦法分成有限部分,然後僅僅透過旋轉和平移,就可以組成兩個和原來完全相同的球(半徑相同,密度相同……所有性質都相同)。

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