זנון מאלאה, פילוסוף יווני שחי במאה החמישית לפני הספירה, ניסח שורה של פרדוקסים שנועדו להוכיח שהתנועה עצמה היא אשליה. המפורסם שבהם הוא המרוץ בין אכילס, הרץ המהיר ביותר ביוון, לבין צב.
אכילס רץ במהירות 10 מטרים בשנייה, הצב זוחל במהירות מטר אחד בשנייה, ומטעמי הגינות הצב מקבל יתרון של 100 מטרים.
וכאן מגיע הטיעון של זנון:
עד שאכילס יגיע לנקודה שממנה יצא הצב, הצב כבר יתקדם 10 מטרים נוספים. עד שאכילס יגיע לנקודה החדשה, הצב יתקדם עוד מטר. עד שאכילס יגיע לשם, הצב יתקדם עוד עשירית המטר - וכך עד אינסוף.
בכל פעם שאכילס מגיע למקום שבו היה הצב, הצב כבר אינו שם. מכיוון שיש אינסוף שלבים כאלה, טען זנון, אכילס לעולם לא ישיג את הצב.
היכן בדיוק נשברת השרשרת הלוגית הזאת, ומתי והיכן באמת עוקף אכילס את הצב?
אל תילחמו בטענה שיש אינסוף שלבים - היא נכונה לגמרי.
במקום זאת מדדו את משך הזמן של כל שלב: השלב הראשון אורך 10 שניות, השני שנייה אחת, השלישי עשירית השנייה, הרביעי מאית השנייה.
כל שלב קצר פי עשרה מקודמו. האם סכום של אינסוף מספרים כאלה חייב להיות אינסופי?
הטעות של זנון אינה במתמטיקה אלא בהנחה סמויה: שאינסוף שלבים דורשים בהכרח אינסוף זמן.
חשבו על הסכום 10 ועוד 1 ועוד 0.1 ועוד 0.01 וכן הלאה. זוהי סדרה הנדסית יורדת שהמנה שלה היא עשירית, וסכומה סופי לחלוטין.
ואפשר גם לעקוף את כל השאלה: במקום לספור שלבים, שאלו באיזה קצב נסגר הפער בין השניים.
הדרך הקצרה: אכילס מתקרב לצב בקצב של 10 פחות 1, כלומר 9 מטרים בכל שנייה. הפער ההתחלתי הוא 100 מטרים.
לכן הפער נסגר לחלוטין אחרי 100 חלקי 9 שניות, שהם כ-11.11 שניות. באותו רגע אכילס רץ 10 כפול 100 חלקי 9, כלומר 1000 חלקי 9 מטרים - כ-111.11 מטרים - והצב זחל 100 חלקי 9 מטרים נוספים והגיע לאותה נקודה בדיוק.
אכילס עוקף את הצב אחרי כ-11.11 שניות, במרחק של כ-111.11 מטרים מקו הזינוק שלו.
ועכשיו לשאלה האמיתית: היכן נשבר הטיעון של זנון?
זנון צודק לגמרי בכך שיש אינסוף שלבים. הוא טועה בהנחה הסמויה שאינסוף שלבים גוזלים אינסוף זמן.
נחשב את משך השלבים: 10 שניות, ואז שנייה אחת, ואז עשירית השנייה, ואז מאית השנייה - סדרה הנדסית יורדת שהמנה שלה עשירית.
סכומה של סדרה כזאת הוא האיבר הראשון חלקי (1 פחות המנה), כלומר 10 חלקי 0.9, שהם 100 חלקי 9 - בדיוק 11.11 שניות.
במילים אחרות: כל אינסוף השלבים של זנון דחוסים יחד לתוך פרק זמן סופי וקצר, וזהו בדיוק הרגע שבו אכילס משיג את הצב. הפרדוקס אינו מוכיח שהתנועה בלתי אפשרית, אלא רק שאפשר לחתוך פרק זמן סופי לאינסוף פיסות.
נדרשו כאלפיים שנה עד שהמושג של גבול וטור מתכנס, שפותח במאה ה-17 וה-18 והועמד על יסודות מוצקים במאה ה-19, נתן לתחושה האינטואיטיבית הזאת ניסוח מדויק.
תגובות
- לא נמצאו תגובות





Post comment as a guest