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7.沿着橡皮绳爬行的蠕虫

时间:2005-11-25 16:05:00 来源:网友投稿 作者:佚名

 

 

  这也是一个与运动有关的悖论。

  在图69中一条蠕虫在橡皮绳的一端。橡皮绳长一公里。蠕虫以每秒1厘米的稳定速度沿橡皮绳爬行。在1秒钟之后,橡皮绳就像橡皮筋一样拉长为2公里(见图70)。再过一秒钟后,它又拉长为3公里,如此下去。蠕虫最后究竟会不会到达终点呢?

  根据直觉你会说:“蠕虫绝不能爬到终点。”可是,它爬到了。

  理解这个问题的关键是橡皮绳的拉长是均匀的。这意味着蠕虫随着拉伸也向前挪了。

  1公里有100000厘米,所以在第一秒末,蠕虫爬行了橡皮绳长度的

  续,蠕虫的进程表示为整条橡皮绳的分数就是:

  括弧里的级数是人们熟悉的调和级数。由于这个级数是发散的,它的部分和我们要它有多大,就可以有多大。只要这个部分和超过100 000,上面的表达式就超过1,这就是说,蠕虫已经到达终点。

  如果你想知道这条蠕虫需要爬多长时间,或者这条橡皮绳最后的长度。这也是可以计算出来的。蠕虫爬行的秒数,也就是橡皮绳最后长度

  这个结果表明,橡皮绳其长无比,比已知的宇宙直径还长得多,同时蠕虫要爬到终点的时间也无比漫长,它比已知的宇宙年龄还要久远得多。

  自然,这个问题说的是一条理想的蠕虫,它可以表示为在一条理想的橡皮绳上的一个点。若是条真的蠕虫,那么在还没有怎么开始这段旅程时就早已死了,同时,若是真的橡皮绳,则需把它拉得细到只能由分隔的分子连成这样难以想象的程度。

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