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潘洛斯阶梯是什么,视觉错乱还是真实存在

 好在有 2017-06-20

在科学的世界里面,只有经过实践验证的才是真的科学,而而那些经不起科学实践验证的都是伪科学,而伪科学的存在也说明了科学认识对于我们认识的重要性,但是伪科学也有一定的存在必要性,比如说伪科学的存在可以让我们认识到科学存在的重要性,比如说潘洛斯阶梯就是一种伪科学,潘洛斯阶梯是一种视觉错乱的阶梯,这种阶梯是一种盘旋形状的阶梯,通过肉眼的观看我们可以知道,这种阶梯能够循环往复的进行,但是在现实生活中,这种类型的阶梯是无法实现其功能的,这种阶梯是一种介于二维和三维之间的视觉错乱,是一种非常典型的伪科学,但是却存在一些人声称已经制造出了所谓的潘洛斯阶梯,但是却无法通过人们的验证,这也是伪科学发展的必然结果,本文就来为大家介绍一下关于潘洛斯阶梯的相关信息,并且认识其他的一些视觉错乱类型的概念。

潘洛斯阶梯

潘洛斯阶梯

一、潘洛斯阶梯简介

全名:潘洛斯阶梯

别名:潘罗斯阶梯、彭罗斯阶梯

提出人:英国著名数学物理学家、牛津大学数学系名誉教授罗杰·潘洛斯

潘洛斯阶梯由四条楼梯,四角相连,但是每条楼梯都是向上的,因此可以无限延伸发展,是三维世界里需要在一定角度下才能看到的楼梯。

二、罗彻斯特理工学院打造出“真正的潘洛斯阶梯”

罗彻斯特理工学院的建筑师打破平面的局限,在校园里建造一座“潘洛斯阶梯”,并且将相关的视频资料发布出去了,通过影片可以知道,人物快速的走上楼梯,消失在了镜头前,但是几乎同时,又从镜头角落的下层楼梯处走了上来。

这个视频在当时引起了不小的反响,但是后来经过相关的报道才知道,这只是经过剪辑的技巧得来的,这样也证明了到目前为止并没有潘洛斯阶梯的存在,这个视频制作的目的就是为了能够将潘洛斯阶梯传播出去,让更多的人知道这个,以求更多的人来解答这个世界性质的难题。

三、潘洛斯阶梯与中国的悬魂梯

潘洛斯阶梯

相信看过小说《鬼吹灯》的人应该都记得,在西周的那个古墓中,就有一个将主角困住的悬魂梯,其实通过小说的描述,这个悬魂梯其实和潘洛斯阶梯有一定的联系。

悬魂梯,以楼梯的四个角为A、B、C、D点,从其中任意一点下楼梯,最终都会回到原点,这就是《鬼吹灯》里边对“悬魂梯”的描述,胡八一遭遇的“悬魂梯”似乎应该是8字型的,不过那不重要,关键的问题是,这样的情形到底有没有可能在现实生活中发生?看法不一,其中有人提到,在黑暗的环境中,通过巧妙的使用阴影和特殊标志将人引上岔路而毫无觉察,加上本来坡度很小,而石阶很大,只要长度够长,就会造成上坡和下坡的感觉不太分明,从而达到上面的效果。我比较赞同这种观点,不过个人认为应该再加上一个条件,这个楼梯应该是有斜度的,只是斜度太小而不会被人察觉,这样才有可能神不知鬼不觉的转弯或是什么。

其实通过详细的理解,大家应该可以知道的是,其实悬魂梯和潘洛斯阶梯在实现的原理上是相通的,只是体现的形式不同。

四、潘洛斯阶梯在电影中的体现

潘洛斯阶梯

潘洛斯阶梯曾出现在电影《盗梦空间》里面的清醒梦境中。

Arthur 展示给Ariadne看的奇怪阶梯,以及Arthur绕到佣兵背后的楼梯间,这是一座无限循环的阶梯。这种不可能出现的物体来自于将三维物体描绘于二维平面时出现的错视现象。

其名称Penrose来自于英国数学物理学家罗杰·潘洛斯,他于1950年代设计了Penrose triangle,潘洛斯写了几篇文章讨论这些所谓的不可能事件,On the Cohomology of Impossible Figure这篇短文讨论了这些对象的群的上同调。

Penrose stairs可视为Penrose triangle的一种变形。有名的Penrose stairs出现在荷兰艺术家M. C. Escher的版画Ascnding and Descending,以及Waterfall。

本来这些对象不可能实际在三维空间构造出来,因为这些错视和观看角度密切相关,不过可以利用计算机3D绘图做到很接近的程度,毕竟观看者看到的依旧是显示在二维平面屏幕上的图像。

五、潘洛斯阶梯在现实中的应用可行性

潘洛斯阶梯

潘洛斯阶梯在三维空间是现实存在的,它不是悖论阶梯。要解决这个问题必须在一个特定的引力场中来考察这个问题,也就是我们的三维空间(或者四维空间)里面,随着物体在特定的引力场中沿着潘洛斯阶梯不断运行,作为一个点的物体每到潘洛斯阶梯的某一个点时,都应该对应一个引力场的引力强度数值,这个数值沿着潘洛斯阶梯(同一方向)要么无限变小,要么无限变大(无论是连续变化还是跃变)。

可以假设存在这样的引力场,沿着潘洛斯阶梯无限循环下去时,引力场的产生的引力势能要么无限沿着潘洛斯阶梯的循环无限变小,最后趋于零,要么沿着潘洛斯阶梯无限循环下去,引力势能无限趋于无穷大。尽管我们一直在一个有限空间(甚至是非常狭小的空间中无限循环着),但我们可以经历引力场从无穷小到无穷大之间的无限的引力势能的变化,也其实就是我们可以在一个非常小的平面空间中(不四维时空中,不,不,不,是多维的时空中,哦不,是一维时空,不,应该也是零位时空中)可以经历无限维度的无限大或无限小的物质宇宙。             

六、盘点世界上存在的其他一些悖论

虽然所有的人都说潘洛斯阶梯就是一个视觉上对于二维空间和三维空间的一个悖论,但是依然有不少的人在对这个事情进行研究,其实在世界上的各个学科上都是存在所谓的悖论的,这些悖论的存在本身就是推翻一些错误理论的,比如说上帝悖论,其本身就是否定了上帝的存在,下面就带大家来认识一下世界上的其他悖论。

1、费米悖论

潘洛斯阶梯

在1950年的一次非正式讨论中,诺贝尔奖获得者、物理学家费米在和别人讨论飞碟及外星人的问题时,突然冒出一句:“他们都在哪儿呢?”,如果银河系存在大量先进的地外文明,那么为什么连飞船或者探测器之类的证据都看不到。

对这个话题更加具体的探讨最早出现在1975年麦克·哈特的文章中,有时也被叫做麦克·哈特悖论。另一个紧密相关的问题是大沉默——即使难以星际旅行,如果生命是普遍存在的话,为什么我们探测不到电磁信号?

有人尝试通过寻找地外文明的证据来解决费米悖论,也提出这些生命可能不具备人类的智慧。也有学者认为高等地外文明根本不存在,或者非常稀少以至于人类不可能联系得上。地球殊异假说有时被认为为费米悖论提供了一种解释的答案。

从哈特开始,很多人开始发展关于地外文明的科学理论或模型。大部分工作都引用费米悖论作为参考。很多相关的问题已经得到重视,内容包括天文学、生物学、生态学和哲学。新兴的天体生物学给问题的解决引入了跨学科的研究手段。

2、黄油猫悖论

潘洛斯阶梯

这个悖论是由两种民间智慧组合而成的理论,亦是一个有趣的思想实验。我们确定两条定律“猫永远用脚着陆”;“黄油吐司永远是涂上黄油的一面落地”皆是真确和有证据证明的。那么,把黄油吐司没有涂上黄油的一面黏着猫的背部(下文简称黄油猫)之时,会发生什么反应呢?原文地址:/article/201606/13153.html

某些人表示,黄油猫实验将导致一个反地心引力的作用。他们猜测,黄油猫在半空落地之时,它将渐渐减速和转动,最终到达一种恒稳状态,与地面浮着一个短的距离高速转动,使得吐司没有涂上黄油的一面和猫背无法接触地面。

这种解释十分诙谐,如果我们假设两种定律都是正确的话,什么事情都能发生。然而,依照以上解释,必须有某一种能量维持黄油猫的恒稳状态,否则它会违反能量守恒定律。

3、阿基里斯悖论

潘洛斯阶梯

公元前5世纪,芝诺发表了著名的阿基里斯悖论:他提出让乌龟在阿基里斯前面1000米处开始,和阿基里斯赛跑,并且假定阿基里斯的速度是乌龟的10倍。当比赛开始后,若阿基里斯跑了1000米,设所用的时间为t,此时乌龟便领先他100米;当阿基里斯跑完下一个100米时,他所用的时间为t/10,乌龟仍然前于他10米。当阿基里斯跑完下一个10米时,他所用的时间为t/100,乌龟仍然前于他1米…… 芝诺认为,阿基里斯能够继续逼近乌龟,但决不可能追上它。

4、上帝悖论

潘洛斯阶梯

文艺复兴时,人文主义者曾说过一句很经典的话来攻击天主教。就是:“让上帝造一块自己也搬不动的石头。”这话听起来很好,恨不得给他鼓掌放花。因为天主教宣称上帝全知全能,所以如果上帝能造出这块石头,则他连块石头都搬不动还称什么全知全能。而如果上帝造不出来这种石头,那他连块石头都造不出来还称什么全知全能。所以上帝必定不是全知全能的。

5、说谎者悖论

潘洛斯阶梯

问题并不简单:哲学家罗素曾经认真地思考过这个悖论,并试图找到解决的办法。他在《我的哲学的发展》第七章《数学原理》里说道:“自亚里士多德以来,无论哪一个学派的逻辑学家,从他们所公认的前提中似乎都可以推出一些矛盾来。这表明有些东西是有毛病的,但是指不出纠正的方法是什么。在1903年的春季,其中一种矛盾的发现把我正在享受的那种逻辑蜜月打断了。”

他说:谎言者悖论最简单地勾画出了他发现的那个矛盾:“那个说谎的人说:‘不论我说什么都是假的’。事实上,这就是他所说的一句话,但是这句话是指他所说的话的总体。只是把这句话包括在那个总体之中的时候才产生一个悖论。”

罗素试图用命题分层的办法来解决:“第一级命题我们可以说就是不涉及命题总体的那些命题;第二级命题就是涉及第一级命题的总体的那些命题;其余仿此,以至无穷。”但是这一方法并没有取得成效。“1903年和1904年这一整个时期,我差不多完全是致力于这一件事,但是毫不成功。”

6、外祖母悖论

潘洛斯阶梯

霍金把“外祖母悖论”的结论置放在“不能干预物理律”,即不能干预历史的层面上,应该说是不错的。但他不明白一个更为深层的理论,那就是顺向的逻辑顺序的物理衍生并不是理论上的逻辑定义。因为,那种线性的逻辑思维的顺序,恰恰是一个狭隘的三维空间的思维顺序,是人们在一般状态下的人类的思维顺序,这种思维的基础是建立在三维空间的地球引力之上的线性思维,而不是宇宙思维,不是超出了引力场之后的,摆脱了线性思维的局限性的空间思维。

潘洛斯阶梯视频:

小编结语:上面那些悖论的存在有的是伪科学的存在,有的是思维误区的存在,但是不管是哪种类型的,都能够说明一个非常现实的问题,那就是伪科学的验证需要科学的方式方法以及正确的思维方法才能够解决,这也是科学存在的必要性,也是伪科学存在的一种意义,正如潘洛斯阶梯一样,虽然只是一个伪科学的存在,是一种视觉错误的存在形式,但是其存在的本身是有一定的意义的。

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