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維根斯坦的甲蟲:26個讓你腦力升級的哲學思想實驗

作者:馬丁.柯亨
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10 氣體人的天梯

10 氣體人的天梯

一年過一年,在幾何星人的努力下,梯子的長度不斷增加,卻總是徒勞無功。每次派人爬上梯子,最後都是回來說梯子不夠長。
問題是,誰的測量結果才算「真實」呢?


實際上,幾何星人一面往上爬,身軀和梯子就一起逐漸縮小,所以根本不可能到達行星表面(在絕對零度的溫度下,他們會縮小到完全消失)。然而,他們愈往上爬,雖然會因溫度降低而導致身體縮小,https://m.hetubook.com•com但是他們的量尺和其他物品也都一起縮小,因此他們根本不知道自己變小了。最後,幾何星人終於認定他們的行星無限大;然而,實際上當然不是如此。
龐加萊的論點很簡單。就我們對自然界的日常經驗而言,他的故事雖然匪夷所思,但是故事裡的一切卻都完全符合邏輯的規範。不過,這則故事也讓我們理解到,不論是幾何學的真理還是宇宙的定律https://www•hetubook•com•com,其實都不是完全確切無疑。氣體人說他們的星球無限大,由於他們永遠達不到地表,因此這項看法對他們來說確實沒錯;然而,在途經該處的太空旅客眼中,這些氣體人的看法則只是幻象。
氣體人——姑且稱為「幾何星人」——在這顆星球上活動,會出現一種細微的變化:只要離地心愈遠,他們的身體就會隨著溫度降低而變小;而且,不只是他們變小,所有的生物與文和-圖-書物也都會因溫度降低而變小。最重要的是,所有物體變小的比例都相同,因此不會出現大小失衡的現象。

龐加萊為幾何星人和幾何學家提出的答案都一樣:沒有哪一種測量方式才是「真實正確」的——一切都只是約定俗成的結果。
有一年,幾何星人決定到行星表面探險,於是製作了一把又高又大的梯子,立起來一路延伸到雲霧中。然後,一名幾何星人開始往上爬,任務是要確認這顆氣體行星的地殼有多和*圖*書厚。所有人都為此興奮不已,但是,這個人卻在幾天後回到地心,指稱梯子根本不夠長。
龐加萊接著指出:
移動物體愈接近行星表面,體積就愈來愈小。我們首先觀察到,儘管在我們的幾何學家眼中,這個星球的大小有限,但是對於其中的居民而言,他們的星球卻是無限大。

討論

實驗所需的特殊器材:高可登天的梯子
古希臘幾何學家遺留下的一個傳統,就是尊崇這門學https://www.hetubook.com.com科的永恆真理,並且認定這些真理確切無誤。不過,三角形的內角總和是否一定是一百八十度?平行線是否真的永不相交?這兩者的前提要件是我們必須假設空間是「平的」。
想像一顆完全由氣體構成的行星,行星中心的溫度非常高,是氣體人演化出來的地區,也是他們生活的地方。不過,行星表面的溫度卻非常低;實際上,根據龐加萊(Henri Poincaré)所說,這顆行星的表面溫度為絕對零度(這一點的重要性會在下文交代)。
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