描述两个运动物体在某一时刻的相对位置 飞矢不动的哲学道理形而上学

(应邀回答)
(小石头不懂物理 , 所以仅站在数学的角度回答这个问题?。?
建立数学模型

描述两个运动物体在某一时刻的相对位置 飞矢不动的哲学道理形而上学

文章插图
如上图,飞矢看做一个质点 A,设定 A 在 时刻 0 从X 轴 原点 0 离弦出发,沿着 X 轴 正方向 直线运动,最终 在时刻 1 射中位于 X 轴 单位点 1 处的靶心,我们忽略重力只考虑空气阻力,因此 A 在空间I = [0, 1] 和 时间 T = [0, 1]内进行了 非匀速直线运动 。
设,函数 x: T → I 为 A 的运动轨迹方程 , 于是 , 对于任意给定 时刻 t ∈ T,可得到 A 所处的位置点 x(t) ∈ I 。
又令,函数: μ(a, b) = |a - b| 用于测量 任意两个空间(或 时间)点 a, b 之间的距离(或 时间间隔) 。
任意选取 T 中两个时刻 t,t? ( t ≤ t?),则定义 A 在 时间区间 [t, t?] (或 空间区间 [x(t), x(t?)] 内的 平均速度 为:
V =μ(x(t), x(t?)) / μ(t, t?)
当 t? 无限趋近于 t 时,平均速度 V 的极限:
v = lim_{t?→ t } V
【描述两个运动物体在某一时刻的相对位置 飞矢不动的哲学道理形而上学】就是 A 在 t 时刻(或 x(t) 处) 的 瞬时速度,记为 v = x'(t) = dx/dt 。
飞矢不动悖论虽然,我们从以上数学模型中,得到了 A 在 t 时刻 上 的瞬时速度 v 肯能不为 0,但是由于 t 时刻 上时间间隔为:
μ(t, t) = | t - t | = 0
因此 , 
A 在 t 时刻 上 运动的距离s = v μ(t, t) = 0 , 即, A 没有移动 。这也符合 空间 点 x(t) 的大小为 0 的数学定义,即,μ(x(t), x(t)) = 0 。
于是,问题就来的:
既然,A 在 T 中每个时刻 t 的都没有移动,那么 A 是如何 在 整个 μ(T) = μ(0, 1) = 1时刻内,产生 μ(I) = μ(0, 1) = 1 的移动呢?
换句话说就是:
既然 A 在 T 中每个时刻 t 的移动的 0,那么 这些 0 合起来 应该也是 0,但是 为什么 是 1 呢?
这就是 “飞矢不动”悖论 。
飞矢不动的秘密我们之所以认为飞矢不动有悖论,是因为我们的如下直觉:
0 + 0 + ... = 0①
这称为 可列可加性 。具体来说就是:
可列个 0 加起来仍然为 0
但是,我们需要注意的是 , 这种直觉 的适用范围:相加的 0 的个数 必须 可列 。
所谓可列就是: 可以 排成一条队列,允许这条队列是无穷无尽的,就像 ① 等式左边那样 。
如果 , 可以将 I中的每个点 排成一列:
x?, x?, x? ...
则有(规定 μ([x, y]) = μ(x, y),为了方便令[x] = [x, x]):
1 = μ(I) = μ([x?] + [x?] + [x?] + ...) = μ([x?]) +μ([x?]) +μ([x?]) + ... = 0 + 0 + 0 + ... = 0
矛盾,悖论成立 。
但是实际上是 , I 中的点 不能 排成一 列,因为, A 在飞行过程中 形成的 路线 I 是连续的,连续是比 可列 更 紧密的 一种状态 。
连续就意味着我们不能在其中找到漏洞,从而无法再插入一个新的点 , 而 队列则可以在任意两个点之间 插队 。
描述两个运动物体在某一时刻的相对位置 飞矢不动的哲学道理形而上学

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排成一列就意味着 可以 从头 一个一个的 数出来,因此,我们也称 可列 为 可数 , 同时,我们称 连续 为 不可数 , 于是我们说:
只有 可数个 0 相加 才是 0,不可数 个 0 相加 不一定 是 0;
我们的最终结论:
由于 A 的行动路径 I 中包含的点 不可数,所以,虽然 A 在 每个点 的移动距离 为 0,但是 这些 0 加起来 可以不为 0(事实上 等于 1) 。飞矢不动 是 合理的 , 悖论不成立 。
这就是 飞矢不动 的秘密 。