登陆注册
18250800000039

第39章 极限思维

所谓极限思维,就是把所思考的问题及其条件进行理想化假设,当假设被一步步地推到极端时,问题的实质就会水落石出。

让我们先解一道题目:

两个人在圆桌上轮流平放一枚同样大小的硬币,后放的硬币不能压在先放的硬币之上,连续下去,谁放下最后一枚而使对方没有位置再放时,谁就获胜。设两人都是能手,试问是先放的胜还是后放的胜?

思路最容易受阻的情况是:在实际生活中,由于现状过于复杂,各种现象之间的变量受随机因素影响太大,使人无法厘清极为复杂的各种关系。在这种情况下,运用极限思维(极限假设法)似乎是一条出路。所谓极限思维,就是把所思考的问题及其条件进行理想化假设,当假设被一步步地推到极端时,问题的实质便会凸现出来。

上述题目的解决思路是:可以用极限思维的方法将这一问题巧妙化解。如果我们把想象推到极限,假设桌子小到只有一枚硬币大小,或者硬币大到桌面一般大小,情形会怎样呢7显然是先放的人会获胜。由这个极端的情况推论不管桌子有多大硬币有多小,先放的人只要将第一枚硬币放在圆桌的中心,然后总是将硬币放在对手所放硬币的对称点,这样,先放者就一定会获胜。

极限思维是一种非常奇妙和有效的思维技巧,例如:

一位老师对孩子们说:“人多好办事,人多力量大,比如一个人单独造一条船,要花一年的时间,如果12个人一起来造一条船,只要一个月就够了,可见人越多,干活就越快,当然是成正比的。”

这时,一个小男孩站起来,大胆发挥说:“如果365人一起造船,只要一天,8640人只要一小时,而以51840人一起造的话,只要一分钟就可以造出一条船来了。”

对此,老师无言以对。因为他的“人多好办事,人多力量大”的前提是错的,只有在一定的条件下,一定的范围内,人数和时间的关系才有意义。结构功能主义正是通过这一事例发现了问题,系统的结构和功能之间最优值的问题正是需要在极限的假设中才容易被发现。

极限思维实际上是一种极限假设,这种思维言方法在科学发现的过程中,特别在重大的前提性理论的建构中,有着极其生要的作用。

事实上,童年的牛顿不仅仅是因为看见一个苹果落地就想到万有引力,牛顿的思考是顺着极限假设的方向拓展的:树上的苹果为什么落下来而不是飞上天呢?如果苹果树长到10英尺高,苹果还会落下来吗?会,那么苹果树长到100英尺高呢?还会落到地上;要是再长到1000英尺、10000英尺……还是会落到地球上来。但是,假如苹果树有一天能长到月亮那么高,苹果还会落下来吗?当然不会,因为苹果这时肯定是飞到月亮上而不是落到地球上。于是,一个新的问题出来了:在苹果树长高的过程中,即在地球和月亮之间必定有一个地方是中间值,属于未定状态,这时,苹果既不会掉到地球上,也不会飞到月球上,而是处于一种极限平衡中,这个极限值究竟是由什么力量决定的呢?这一极限点又在哪里呢?这种奇妙的极限思维所导出的奇妙问题深深地困惑着早年的牛顿,并一步步引导他探索引力的奥秘。

这里,我们可以通过伽利略的惊人假设来理解什么是极限思维,极限思维的具体过程是如何进行的。情境是这样的:

1)如果你手中拿着一块石头,然后将手松开,石头就会下落。所有的东西都是这样。过去的物理学家说:“重的东西有回到老家——‘地球’的倾向。”

2)假如我推一个物体,比如一辆车,或者使一个球在水平面上向前滚动,球功了,并且会继续滚动一会儿,然后才静止不动。推得重,球就多走些;推得轻,球就早些停住。

3)这就是古老的外加力最简单的含义即亚里士多德的思路——“如果推动的力不再作用的话,运动的物体早晚总要停止不动。”伽利略并不满足,他反问自己:“我们是否了解这些运动究竟是怎样进行的呢?”他怀着强烈的欲望,想探个究竟,他在想:“我们知道重的物体下落,但它是怎样下落的呢?在下落中,物体获得速度,速度随着下落的距离的加大而不断加大。当物体下落时,速度到底会发生什么情况呢?”

4)他想测出物体下落的距离与速度增加的关系,但由于下落的速度太快,不容易准确测定它的刻度值,这使他苦恼,能不能用别的方法呢?这时他忽然想到:“难道不能用更方便的方法研究这个问题吗?圆球在斜面上向下滚动,我应该研究它。难道自由落体不就是一个特殊的例子吗?——无非其下落角度不是小于90度,便是正好等于90度而已!”

5)他研究了不同情况下的加速度,发现倾角越小,加速度也越小:角的大小次序和加速度减慢的次序是对应的。当他发现倾斜角的大小与加速度的减慢与联系的原理,加速度便成为最重要的事实了。

6)这时,他忽然又反问自己:“这不是图像的一半吗?如果向上抛东西,如果向上坡方向推动圆球,那么发生的情况不是和已有的图像对称吗?难道不是和镜中的映像相同,是已有图像的重复,同时又与它相互补充,而成为完整的图像吗?”当向上抛掷一个物体的时候,并没有正的加速度,而是负的加速度。在它上升运动的过程中,物体运动的速度就缓慢了下来。但是,和下落物体正的加速度相对称,随着倾斜角从直上方向的90度逐渐减小,负的加速度也逐渐减少,从而和下面一半的图合成为一个密闭吻合的图形。当平面是水平的,倾斜角是零度,而物体仍在运动的时候,情形如何呢?在每种情况下,我们都是从一定的速度开始的。根据这个结构,必然发生什么情况呢?水平面以下是正的加速度,水平面以上是负的加速度……有没有渐渐接近,既不是负的加速度也不是正的加速度呢?那不就是……常速运动吗?一个物体在一定的方向上水平运动,假如没有外力来改变它的运动状态,它将以匀速继续运动……直到永恒。

7)但常识所看到的水平运动却并非如此,人们看到的还是——“外力加上去,球就运动,外力去掉,球就渐趋停止”。是否能再一次用极限假设的方法设计出一套实验让人信服呢?伽利略果真又设计出了一个实验,他知道用同样的外力推动小球,小球在不同光滑度的平面上滚动的距离是不同的。那么,可否用极限思维假设平面越来越光滑,空气等其他阻力越来越小,以至最后理想化地把一切摩擦力全部消除,结果会怎样呢?是否会永远滚动下去呢?

8)经过思考,伽利略又设计出了一个极限推导的实验,假设摩擦力小到可以忽略时,当球滚下一个斜坡之后,由于惯性的作用,小球又可以滚上另一个斜面,直到和出发点一样高的地方。如果将上升方向的斜面逐渐延长,小球仍然能滚到同样的高度,说明小球的运动与斜面的倾斜度无关。那么,按极限假设法的逻辑,当把斜面最后延伸为一条永无止境的平面时,小球也将永恒地滚动下去。亚里士多德的被千百年来人们的常识所认定的“真理”终于在伽利略极限假设思维面前彻底崩溃了。

同类推荐
  • 易经白话全译

    易经白话全译

    易经白话全译正鉴于此,我们择取古本、兼采众本,精校精审,荟萃众家之长,采用文、白对照的形式编成。《易经》的六十四卦详解,是全书主体。按经上、经下分为两章,每卦独成一节,各节皆有原文、译文、解读,让读者在阅读过程中或可先窥其门户,后登其堂奥,由浅入深,从而看得懂、学得会、用得上。本书在保持了传统《易经》的原汁原味的基础上,努力为读者提供可以深入阅读的平台,以期让每个读者可以站在前人的肩膀上读出属于自己的一本《易经》。
  • 儒家的处世之道

    儒家的处世之道

    儒学的本质是应时变通、趋时更新的,既有一以贯之的常道,也有因时而异、因时制宜的变道。因此,在今天这个时代,儒家思想是具有今天的时代精神的儒学。在人们都拼命追求物质幸福的时代,凭添了许多的惆怅、无奈与困惑,希望儒家的学问和智慧能引导人们站在今天,赢得未来!在做人中做事,在做事中做人。
  • 波论:一种对世界真相和人生意义的再认识

    波论:一种对世界真相和人生意义的再认识

    《波论一种对世界真相和人生意义的再认识》分为上下两篇,共八章、十个部分,主要记录了作者对事物存在与变化真相的一点探索,以及在生活中如何思考和看待问题的一些体会,形成了一个大胆的思想体系,也是一种全新的认识方法。上篇就宇宙和物质、生命和意识等从哪来,如何运行及演变等提出了一系列与当前不太一致的观点和看法,力图跳出现有的思路与局限,对当今的一些热点和疑惑问题给出一种解释,并提供出还原世间万物真实面目的一个答案。下篇以上述理论为基础,结合作者自己的经历和体会,提出了人生中几点最基本的实质与意义,总结了在思维及认识上的一些规律和方法,希望对我们与自身、和外界的沟通及交流能有所帮助。
  • 弗罗姆行为研究讲稿(世界大师思想盛宴)

    弗罗姆行为研究讲稿(世界大师思想盛宴)

    本书介绍了人性的弱点、爱与思维、生存与竞争、热情与勇气、自信与安全感、独断与自信、信念与政治、天才的本质、动物行为、拥挤与侵犯、人的天性、貌似侵犯等等。
  • 鬼谷子(中国古典文学荟萃)

    鬼谷子(中国古典文学荟萃)

    中国古典文学是中国文学史上闪烁着灿烂光辉的经典性作品或优秀作品,它是世界文学宝库中令人瞩目的瑰宝。几千年来,中国传统文化养育了中国古典文学,中国古典文学又大大丰富了中国传统文化,使传统文化更具有深刻的影响力。
热门推荐
  • 地球是烫的:低碳是人类的必然选择

    地球是烫的:低碳是人类的必然选择

    本书分上、下两篇,共12章。其中,上篇讲述了低碳概念的成因及高碳对未来人类影响,包括“后天也许不是一个传说”“生活在碳基社会”“我们的生活环境”“不得不做的选择”“开疆拓源勇往直前”“低碳城市”。下篇介绍了低碳与我们生活方方面面的联系,并介绍如何才能更经济地走向低碳、走向绿色健康生活的方式,包括 “低碳生活我做主”“消费低碳”“低碳起居”“交通低碳”“办公低碳”“低碳旅游”。全书事例清楚、条理清晰,方法简便易行、经济实惠。
  • 哈佛学不到的153条人生经验

    哈佛学不到的153条人生经验

    本书从人生实践的得失成败中,总结出适合现代年轻人的人生经验,包括做人与处世的经验、职场竞争与谋求晋升的经验、识别人心与交良友的经验、抓住机遇与避开陷阱的经验等等。每一条人生经验都是前辈们用心血换来的金玉良言,每一条经验简约而不简单,深刻而不晦涩。
  • 佛说宝如来三昧经

    佛说宝如来三昧经

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 人鱼忧伤的瞳孔

    人鱼忧伤的瞳孔

    人鱼一族守护了上万年的圣物‘海洋之心’,只为等到上帝赐予人鱼一族的第七位人鱼公主。终有一日,人鱼七公主归位…………统领狼人、吸血鬼两族的十二大古老家族。十二大家族的吸血鬼祖先与狼人十二创族女神通婚,并合并了狼人。吸血鬼两族,形成了赤月族。现由第十二代的十二位新圣主统领。
  • 我乃天劫之李有钱

    我乃天劫之李有钱

    深渊之门松动,不断有厉鬼邪魔转世为人,残害世间。上天每千年降天劫一道,以惩转世恶魔,清平世间。善恶相斗之后,有天劫精气携恶魔魂魄散落,使世间灵气大增。至此世间风起云涌。正所谓,九百年善恶异位,一百年群雄并起,是谓千年轮回。一个命运的巧合,一具残废的躯体,一群舍命的兄弟,一众倾城的知己,一本普通的秘籍,一段不朽的传奇。我乃天劫,惩戒人间。
  • 历代才子才女的生活碎影

    历代才子才女的生活碎影

    百年出,风流忆千载,他们都是俗世间的神。效之,不神也仙。 《历代才子才女的生活碎影》力求从立体的角度,即正史为主、野史笔记为辅,再加上文人视角,来解读史上又代表性的人物性格和特定现象,透射某种规律或规则,融趣味性、知识性、文学性及通俗性于一体。陈雄的笔端机智且人性化,他的视角能跳出常态,不同流俗,他以体贴心体已心审历代才子才女们,使他们不再古板冷冰,犹如走回历史现场。
  • 网游之独占龙威

    网游之独占龙威

    少年箫浩、一个完整的家、被人一夜之间破坏、父母双亡,只剩下他一个人独自生活,一心想为父母报仇、之后获得一块陨石,陨石在现在最火的游戏《光辉》里给萧浩带来意想不到的事,从此,一个少年的游戏之路从这开始!
  • 刀破九天

    刀破九天

    少年燕七不得不感叹自己运气太差,想练武,没灵脉,差点被人打了个半死;想当兵,却做了贼,差点没掉了脑袋;好容易做了次英雄,功劳却归了人家,仇恨却归了自己;总算当了个小队长,拣了个仆人,也是个好吃懒做的家伙。看小小少年破圣殿,平法门,破王朝,对抗天道。看小小山村少年,华丽转身,我让神笑神就笑,我让妖哭妖就哭。美神,来给大爷笑一个,不笑就不笑,你打我干吗,唉,你不是淑女吗,说的好好的你干吗拔剑。
  • 豪门蜜宠:老公,太嚣张!

    豪门蜜宠:老公,太嚣张!

    她从天而降,一不小心砸中了他。从此,他成了她的大债主兼减肥教练。减肥前的她想着怎么偷吃,减肥后的她让他想着怎么偷“吃”。“啊,又要来啊,不行不行,浑身散架了,歇会歇会,歇会再战。”她喘息着,丝毫力气都提不起来。奈何某人淡定的扫了她一眼,一点也不懂怜香惜玉。“就这点本事?继续。”
  • 泡泡

    泡泡

    本文通过一个记者采访一位老师的回忆录,描写宇宙终结的另一种可能。阅读本文需要一定的天文物理学知识,请酌情阅读