文章專區

2015-11-01無窮相加之美─泰勒級數 551 期

Author 作者 李武炎/曾任教於淡江大學數學系,現為《科學月刊》編輯委員。

無窮的悖論

在公元前五世紀,希臘哲學家雷諾(Zeno)曾經提出兩個很有趣的悖論(paradox,又譯詭論)。第一個悖論是敘述一個古希臘英雄阿基里斯(Achilles)與一隻烏龜賽跑的故事,他說如果阿基里斯讓烏龜先走一段距離,則阿基里斯永遠也無法超烏龜,它的論點是這樣的:當阿基里斯從點a1出發,烏龜從點b1出發,當阿基里斯到達點a2=b1時烏龜也從點b1前進到b2,當阿基里斯再到達a3=b2時烏龜也再從點b2前進到點b3。這種情況無窮延續下去,似乎烏龜永遠都在阿基里斯的前面。
 

布魯克.泰勒(Brook Taylor, 1685~1731)
英國人,為英國劍橋大學法學博士,但也研習數學,早年鑽研振動弦運動,成功使用數學闡述其物理效應,1715年發表泰勒級數,當時還不太引人注目,直到1772年拉格朗日(Lagrange)方才認識這個公式的重要性,並稱之為「微分計算的主要基礎」。

這個悖論牽涉到數學的一個東西,那就是無窮數列, 阿奇禮連續的位置(a1, a2, a3, ⋯⋯)與烏龜的連續位置(b1, b2, b3,⋯⋯)就是所謂的無窮數列,雖然對每一個正整數n而言,an<bn,但在極限理論中我們知道(設此數為c),也就是說在點c時,阿奇禮將趕上烏龜。另外一個悖論是與無窮級數有關。......【更多內容請閱讀科學月刊第551期】