有哪些有趣的著名悖论?

介绍几个好玩的悖论:

1.意外行刑悖论

一个罪犯将被判绞刑。

法官宣布:“绞刑将在下周七天中的某一天中午12点举行,但是只有在行刑当天的早上通知你之后,你才会知道是在那一天。”这位法官以言出必行而声名卓著。

说完上述的话之后,罪犯的律师马上面露笑容,说道:“法官是无法执行绞刑的。因为第七天,也就是最后一天,他们不能吊死你,因为当第六天的中午你没有服刑的话,你就知道会在第七天举行绞刑,也就说还没到第七天上午,你就已经知道了行刑的时间,这和判决不符。所以不可能在第七天行刑。因此第六天就变成了可能行刑的最后一天。按照这样的逻辑,第六天也不可能行刑,因为到了第五天如果还没死,你就知道了行刑时间是第六天,所以他们也不可能在第六天吊死你。同理可得他们也不能在第五、第四、第三、第二、第一天吊死你。所以你得救了。”

罪犯很开心。然而第二天中午,刽子手来到了他的面前。这当然是在他的意料之外的。法官没有违背自己的判决。但是律师的逻辑似乎也没有问题。那么问题究竟出在哪里呢?

2.蠕虫悖论

一只蠕虫从一米长的橡皮绳之一端以每秒1厘米的速度爬向另一端,橡皮绳同时均匀地以每秒伸长1米的速度向同方向延伸,蠕虫能够爬到另一端吗?咋一想,蠕虫每前进1厘米,另一端却拉长了1米,似乎永远都爬不到头。

但是如果你算一下:

第一秒,虫子爬了绳子的1/100,

第二秒,虫子爬了绳子的1/200,

……

第n秒,虫子爬了绳子的1/n*100

前n秒,虫子爬了(1/100)*(1+1/2+1/3+……+1/n)

我们知道1+1/2+1/3+……+1/n是发散的,因此存在某个足够大的n,使得(1/100)*(1+1/2+1/3+……+1/n)>1.

所以小虫是可以爬到另一端的。

3、自然语言表达数学的悖论

我们先看几个用自然语言表达数学概念的例子

①第1000000000个素数。①虽然没有告诉我们这个数是多少,但是这一描述确实唯一确定了一个素数。

②比π大的最小整数。②指的其实就是数字4.

③12345678910的平方。

①②③中使用的语言是汉字阿拉伯数字和希腊字母等人类的自然语言;我们称每个汉字、外文字母和阿拉伯数字为“自然字”,于是①②③中的自然字不超过100个,即①②③用不超过100个自然字分别定义了3个不用的自然数。

现在我们来看这个语言悖论:n是用不超过25个自然字不能定义的最小正整数。

我们数一数上述关于数字n的定义中,总共只有23个自然字,没有超过25个,就是说,我们用不超过25个自然字定义了n,这与n是用不超过25个自然字不能定义相矛盾的。

4.广义芝诺悖论

有一个飞虫问题,相信很多人都听说过:

一只飞虫在两骑自行车者之间来回飞行,自行车相对而行,辆车匀速,皆每小时2公里,开始相距4公里。已知飞虫时速每小时3公里,当辆车在中途相遇时,飞虫总共飞了多少公里?

这个问题是非常简单的,无论飞虫开始从哪里起飞,方向如何,飞虫最终都会和辆自行车骑手相聚于一点,它的飞行时间和骑手是一样的,因此路程只用时间*速度即可。

现在问题来了:如果两自行车和一只飞虫同时从某地出发,两自行车背向而行,匀速行驶,速度都是每小时2公里。问,1个小时候后,飞虫在什么位置?

答案是,飞虫可以在两自行车之间的任意位置。因为我们只需要逆着推理回去,无论飞虫在什么位置,飞虫现在和自行车骑手都原路返回,1个小时后,他们都会在一开始的出发地集合。那么问题来了,这是一个现实问题,飞虫怎么可能会同时出现在任意位置呢?


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