Введение

Парадоксы Зенона — это совокупность философских проблем, представленных древнегреческим философом Зеноном Элейским (ок. 490–430 до н.э.). Современные исследователи относят авторство парадоксов к Зенону. Платон передает утверждение Сократа о том, что Зенон и Парменид по сути спорили об одном и том же. Им также приписывают роль источника диалектического метода, использовавшегося Сократом.

Парадоксальные ситуации

Некоторые из девяти сохранившихся парадоксов Зенона (сохраненные в «Физике» Аристотеля и комментарии Симплиция к ней) по существу эквивалентны друг другу. Аристотель предложил решение для некоторых из них. Однако ни в одном из сохранившихся древних источников Зенон не рассматривает сумму какого-либо бесконечного ряда. У Симплиция есть утверждение Зенона о том, что «невозможно пройти бесконечное количество вещей за конечное время». Это представляет собой проблему Зенона не в вычислении суммы, а в завершении задачи, состоящей из бесконечного числа шагов: как вообще можно добраться из точки А в точку В, если можно выделить бесконечное количество (не мгновенных) событий, которые должны предшествовать прибытию в точку В, и невозможно даже начать «последнее» из этих событий?

Парадокс движения

Три из самых сильных и известных — парадокс Ахиллеса и черепахи, аргумент дихотомии и парадокс стрелы в полете — представлены ниже в подробном изложении.

Ахиллес и черепаха

В парадоксе Ахиллеса и черепахи, Ахиллес соревнуется в беге с черепахой. Ахиллес даёт черепахе фору в 100 метров, например. Предположим, что каждый бегун начинает двигаться с постоянной скоростью, один быстрее другого. Через некоторое конечное время Ахиллес пробежит 100 метров, достигнув начальной точки черепахи. За это время черепаха пробежит гораздо меньшее расстояние, скажем, 2 метра. Затем Ахиллесу потребуется ещё некоторое время, чтобы пробежать это расстояние, к которому моменту черепаха продвинется ещё дальше; и ещё больше времени, чтобы достичь этой третьей точки, пока черепаха продолжает двигаться вперёд. Таким образом, каждый раз, когда Ахиллес достигает места, где раньше была черепаха, ему всё ещё нужно пройти определённое расстояние, чтобы даже догнать её. Как заметил Аристотель, этот аргумент аналогичен дихотомии. Однако он не приводит к столь же очевидному выводу о неподвижности.

Парадокс стрелы

В парадоксе стрелы Зенон утверждает, что для возникновения движения объект должен изменить занимаемое им положение. Он приводит пример стрелы в полете. Он утверждает, что в любой данный (безвременный) момент времени стрела не движется ни в то место, где она есть, ни в то место, где её нет. Она не может переместиться туда, где её нет, поскольку для этого не проходит времени; она не может переместиться туда, где она есть, поскольку она уже там. Иными словами, в каждый момент времени движение отсутствует. Если всё неподвижно в каждый момент, а время целиком состоит из моментов, то движение невозможно. В то время как первые два парадокса разделяют пространство, этот парадокс начинается с разделения времени – не на отрезки, а на точки.

Другие парадокси

Аристотель приводит еще три парадокса.

В классической древности

Согласно Симпликию, Диоген Синопский ничего не ответил, услышав аргументы Зенона, но встал и ушел, чтобы показать несостоятельность выводов Зенона. Аристотель также различал "бесконечно делимые вещи" (например, единицу пространства, которую можно мысленно разделить на всё более мелкие части, оставаясь при этом пространственно неизменной) и вещи (или расстояния), бесконечные в протяжённости ("по своим пределам"). Возражение Аристотеля против парадокса стрелы заключалось в том, что "время не состоит из неделимых мгновений, точно так же, как любая другая величина не состоит из неделимых частей". Фома Аквинский, комментируя возражение Аристотеля, писал: "Мгновения не являются частями времени, ибо время не складывается из мгновений, подобно тому, как величина не складывается из точек, что мы уже доказали. Следовательно, из того, что вещь не движется в какой-либо момент времени, не следует, что она не движется в течение этого времени".

В современной математике

Некоторые математики и историки, такие как Карл Бойер, полагают, что парадоксы Зенона – это просто математические задачи, для которых современный математический анализ предоставляет решение. Бесконечные процессы оставались теоретически сложными для математики вплоть до конца XIX века. Благодаря эпсилон-дельта определению предела, Вейерштрасс и Коши разработали строгое обоснование логики и исчисления, связанных с ними. Эти работы разрешили математические вопросы, связанные с бесконечными процессами. Однако некоторые философы утверждают, что парадоксы Зенона и их вариации (см. лампу Томсона) остаются актуальными метафизическими проблемами. В то время как математика способна вычислить, где и когда движущийся Ахиллес догонит черепаху из парадокса Зенона, философы, такие как Кевин Браун и Фрэнсис Муркрофт…

Питер Линдс

В 2003 году Питер Линдс утверждал, что все парадоксы движения Зенона разрешаются выводом о том, что мгновения времени и мгновенные величины физически не существуют. Линдс утверждает, что объект в относительном движении не может иметь мгновенного или определенного относительного положения (ибо если бы это было так, он не мог бы двигаться), и, следовательно, его движение нельзя разложить на доли, как это подразумевается в парадоксах. Ник Хаггетт утверждает, что Зенон предполагает заключение, когда говорит, что объекты, занимающие то же пространство, что и в состоянии покоя, должны находиться в состоянии покоя. Бертран Рассел предложил решение парадоксов, известное как "теория 'в' моменте" движения. Он согласен с тем, что движение невозможно "в течение" мгновения, лишенного длительности, и утверждает, что для движения достаточно, чтобы стрела находилась в одной точке в один момент времени, в другой точке – в другой момент времени, и в соответствующих точках между этими двумя точками в промежуточные моменты времени. С этой точки зрения, движение – это просто изменение положения во времени.

Герман Вейл

Другое предлагаемое решение заключается в оспаривании одного из предположений, использованных Зеноном в своих парадоксах (в частности, в парадоксе дихотомии), а именно того, что между любыми двумя различными точками в пространстве (или времени) всегда существует еще одна точка. Без этого предположения количество расстояний между двумя точками конечно, следовательно, не существует бесконечной последовательности движений, и парадокс разрешается. По мнению Германна Вейля, предположение о том, что пространство состоит из конечных и дискретных единиц, сталкивается с дополнительной проблемой, известной как "аргумент о плитках" или "проблема функции расстояния". Согласно этому аргументу, длина гипотенузы прямоугольного треугольника в дискретном пространстве всегда равна длине одной из его сторон, что противоречит геометрии. Жан Поль Ван Бендегем утверждал, что аргумент о плитках может быть разрешен, и, следовательно, дискретизация способна устранить парадокс.

Эффект квантового Зенона

В 1977 году физики Э. С. Джордж Сударшан и Б. Мисра обнаружили, что динамическое развитие (движение) квантовой системы может замедляться (или даже подавляться) посредством наблюдения за системой. Этот эффект обычно называют "квантовым эффектом Зенона", так как он сильно напоминает парадокс стрелы Зенона. Впервые теоретическое предсказание этого эффекта было сделано в 1958 году.

Поведение Зенона

В области верификации и проектирования систем с временными и гибридными характеристиками, поведение системы называется Zeno, если оно содержит бесконечное число дискретных переходов за конечное время. Некоторые методы формальной верификации исключают такое поведение из анализа, если оно не эквивалентно поведению, не являющемуся Zeno. При проектировании систем такое поведение также часто исключается из моделей систем, поскольку его невозможно реализовать с помощью цифрового контроллера.

В популярной культуре

Юмористическую интерпретацию предлагает Том Стоппард в своей пьесе 1972 года «Прыгуны», где главный герой, профессор философии Джордж Мур, предполагает, что согласно парадоксу Зенона, святой Себастьян, христианский святой III века, замученный стрелами, умер от испуга. В 1969 году The Firesign Theatre использовали вариант парадокса дихотомии Зенона в своей второй пластинке "Как можно быть в двух местах одновременно, когда тебя нигде нет", где дорожные знаки, указывающие на приближающийся съезд, непрерывно делились пополам, и водитель так и не достигал пункта назначения. Музыканты в жанре фолк Лу и Питер Берриман предлагают юмористическую вариацию в своей песне "В часе езды", где водитель автомобиля постоянно попадает на участки с дорожными работами, требующими снижения скорости, из-за чего пункт назначения остаётся в часе езды, и он не может добраться до объекта своих романтических чувств.

Школа имен

Примерно в то же время, в период Воюющих царств (475–221 гг. до н.э.), древние китайские философы из Школы имен, школы мысли, схожей по своей озабоченности логикой и диалектикой, разработали парадоксы, аналогичные парадоксам Зенона. Труды Школы имен в основном утрачены, за исключением фрагментов «Гонсун Лонцзы». Второй из Десяти тезисов Хуй Ши указывает на знание бесконечно малых: то, что лишено толщины, нельзя сложить в стопку, однако его протяжённость составляет тысячу ли. Среди множества головоломок, записанных в «Чжуанцзы», есть одна, очень напоминающая дихотомию Зенона. Канон мохистов, по-видимому, предлагает решение этого парадокса, утверждая, что при движении по измеренной длине расстояние преодолевается не последовательными частями этой длины, а за один этап. Ввиду недостатка сохранившихся работ Школы имен, интерпретировать большинство других упомянутых парадоксов представляется затруднительным.

Льюис Кэрролл "Что черепаха сказала Ахиллесу"

В книге "Что черепаха сказала Ахиллесу", написанной Льюисом Кэрролом в 1895 году, описывается парадоксальный аргумент бесконечного регресса в области чистой логики, где Ахиллес и Черепаха выступают в качестве персонажей, что является явной отсылкой к парадоксу Зенона об Ахиллесе.

Гёдель, Эсхер, Бах Дугласа Хофстадтера

Примечательно, что книга Дугласа Хофштадтера «Гёдель, Эшер, Бах», вдохновленная произведениями Кэрролла, на протяжении всего текста использует одних и тех же персонажей в диалогах. Это популярная, удостоенная наград 742-страничная работа, посвященная основам математики и ее связи с искусственным интеллектом.