解讀匪夷所思的“無限”概念,物體無限分割下去最終會得到什麼?
更新于:2025-03-26 12:00:44

宇宙的邊緣究竟在哪裡,它是否無垠無際,我們在這浩瀚的宇宙中處於何種地位?當現代科技呈現出最為奇異和革命性的理論時,那些卓越的思想家會有何感想?

想要理解“無限”這個概念的真正內涵,我們首先應該對宇宙中龐大的數量級有一個基本的認知。以辛巴威為例,2008年底,這個國家經歷了一次災難性的通貨膨脹,為了應對這一局面,他們發行了一張面值高達100萬億的紙幣,這張巨款紙幣的實際價值卻只能摺合為1.5美元。

倘若我們將這個數位再放大兩個數量級,我們將接觸到更加難以想像的數值——有史以來運算速度最快的超級計算機,其運算速度達到每秒2億億次,這相當於在數位2後加上15個零。如果用這樣的速度持續運算一天半的時間,所得的結果就是地球上所有海灘沙粒的數量,這相當於在數位1後面加上22個零,這也是我們可見宇宙中星辰數量的大致規模。

而在這個可見宇宙中,到底有多少原子呢?其數量約為10的78次方!那麼以立方釐米為單位的數量呢?大約是10的84次方!迄今為止,我們在數學中遇到的最大數位是所謂的格雷厄姆係數,這是一個用於計算N維立方體角度的參數。即使我們將可見宇宙劃分為已知的最小單位,也就是普朗克尺度的小單元,所有這些單元的總數仍然不及格雷厄姆係數的龐大。

儘管已經到了這個地步,我們仍然沒有觸及到“無限”這一終極理念的邊際。對於許多人來說,“無限”的概念彷彿是空中的柳絮,難以把握。即使是機智絕倫的智者,想要完全理解它也是一大挑戰。

追溯到2000多年前的古希臘,數學家畢達哥拉斯及其追隨者相信,數字關係是解開大千世界之謎的鑰匙。然而,在研究幾何圖形時,他們發現某些重要的比率無法簡單地用數位來表達,比如圓周與其直徑之比,即我們所熟知的π。

如今,計算機已經能將π計算到小數點后的5萬億位,進一步印證了希臘數學家關於π是一個無限不迴圈小數的理論。

無理數的發現,如π,在當時給人類帶來了巨大的困惑。有記載稱,畢達哥拉斯的弟子希帕索斯因洩露了無理數的秘密而被投海溺亡。

過了一個世紀,哲學家芝諾通過一系列悖論將“無限”的概念推到了前臺。他所提出的悖論都是基於真實情況,但完全違背了人們的直覺。現代版的芝諾悖論是這樣的例子:你試圖穿越一條馬路,在你走完整個距離之前,你必須先走完一半的距離,接著再走完剩餘的一半……如此推理,你似乎需要走無數步才能到達對面街道,儘管距離是有限的。

在今天的數學里,我們已經接受這樣一個公設:任何長度都可以被分成無限多個部分,或者任何一條線段都是由無數個點組成。設想一根1米長的木棍,如果無限對半切割,最終會得到什麼呢?如果什麼也沒有,那麼之前的“有”又是如何產生的呢?

還有一個廣為人知的案例:在一場比賽中,烏龜在兔子前方100米起跑,兔子的速度是烏龜的10倍。當兔子跑完100米時,烏龜只前進了10米;當兔子跑完10米時,烏龜只前進了1米;如此繼續,兔子似乎永遠追不上烏龜。但眾所周知,兔子事實上可以迅速地追上並超過烏龜。這個被稱為“阿基里斯悖論”的現象,其背後的矛盾讓人感到困惑。

對“無限”的探索讓古希臘人倍感困擾,因為這與他們試圖用熟知的事物來解釋世界萬物的理念背道而馳。哲學家亞里士多德生活在芝諾之後約百年,他認為世界誕生於由“無限”所激發的一片無形混沌之中,那裡沒有自然法則,也沒有界限,連形態和內容都不存在。這使得“無限”的探討進入了哲學的深層次領域!