永远无法到达的冰淇淋店

有这样一个故事,炎炎夏日,我想去商店买冰淇淋,当然,在我走完一半路程之前,我不可能到达商店,在我走完一半路程之后,如果我不接着走完剩下路程的一半,我还是无法到达商店。每次我都要先走完剩下路程的一半才有可能到达商店,如此循环,我会越来越接近商店,但我无论走完多少半程,永远无法到达冰淇淋店,我与冰淇淋店店之间永远都有一段非常小但不等于零的距离。但对于此刻正美美的吃着冰淇淋的我来说,这个故事显然只会发生在想象中。

其实这个故事的学名叫芝诺悖论,虽然原始的故事不是这么讲的,可能是因为那时候还没有冰淇淋。如果故事是真的,那所有的运动都不可能实现了。很开心的是我只需要走两步就完美的驳斥了这个故事,但故事的问题在哪里呢,为什么看上去好像很有道理呢?

我们可以利用数字把商店之行分成若干份,我们先走一半,即1/2,然后走剩下路程的一半,即全程的1/4,接着1/8,1/16,1/32......。走完商店的过程就是:
1/2 + 1/4+1/8 + 1/16+.....
把这个数列的前10项相加约等于0.999,前20项求和大约是0.999999,但无论我们加多少项,都无法得到1。这就引出了数学中的另一个难题,循环小数0.999999.....是否等于1?

如果是之前的冰淇淋问题,我们只需要走两步,但对于这个数字问题,可能很多人会觉得这个循环小数看上去不等于1,要小一点,这个循环小数与1越来越接近,但可能永远无法等于1。
但事实是它们是相等的,比如下面这些数学证明方法:
0.3333......=1/3
两边同时乘以3,我们会得到
0.9999......=1
这个证明看上去好有道理,但严格意义上讲这并不算一个证明,它不能消除疑虑去相信0.9999......等于1,而只是让我们接受0.3333......=1/3这个等式。那么0.9999......究竟是什么呢?这个无穷小数可以看做下面数字求和
0.9+0.09+0.009+......
如果这些数字是有限的,两个、三个、1000个数字求和,结果肯定不会引起争议,问题就在于无穷多个数字求和是多少呢?根本没有,除非我们为它赋予一个值,19世纪20年代,数学家柯西完成了这次创新,引入了极限的概念。在柯西之前,面对这样的数字求和问题,人们首先想到的是结果是多少,而重来没有人思考怎样定义这个问题。

本文并非讨论该怎样证明这个数学问题,只是去尝试了解下问题的思考过程,为什么我们的直觉有时会犯错。比如下面这道找规律题
0.9<1,
0.99<1,
0.999<1
...
我们会不会理所当然的得到0.9999......<1呢,显然,我们忽略了前面给出的条件是针对有限小数的,而我们给出的结论却是无穷。这是两个不同的维度,而我就是那个被数学这座大山压住的小猴子,但为了生存,我已成功甩锅给了省略号,都是因为省略号迷惑了我的双眼。

虽然很多时候我们直觉的想法会被现实啪啪啪打脸,但败给数学,我心服口服,相信能看我啰嗦这么多的一定是对真理有着追求的人,一定非常想知道严格的数学证明是什么样的,请参考这是本书 附录2,对于我这样非数学专业的人来说,我选择抱数学的大腿,相信这个结论。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,544评论 6 501
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,430评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,764评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,193评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,216评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,182评论 1 299
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,063评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,917评论 0 274
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,329评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,543评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,722评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,425评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,019评论 3 326
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,671评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,825评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,729评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,614评论 2 353

推荐阅读更多精彩内容

  • Spring Cloud为开发人员提供了快速构建分布式系统中一些常见模式的工具(例如配置管理,服务发现,断路器,智...
    卡卡罗2017阅读 134,652评论 18 139
  • 有时候也会遗憾感叹,如果没有他,我的人生更肆意潇洒,毫无负担,纵横天下,到处流浪,随时可以和感觉不错愿意交往的人喝...
    Helen飞阅读 464评论 1 10
  • 今天晚上七点多下班到家的,一到家就喊宝贝,放下书包就向宝宝奔去,然后就是陪她玩,读卡片。 后来有些乏了,就给宝宝倒...
    幸福柠檬树阅读 92评论 0 0
  • 她是顾家大小姐,也曾像所有怀春少女一样,渴望轰轰烈烈的爱情,憧憬美好温馨的未来。人人都说顾家大小姐从小长得清新秀...
    绒欢阅读 1,148评论 4 8