La gente ha publicado muchas buenas respuestas que son matemáticas y rigurosas en varios grados, por lo que intentaré contribuir de una manera más conceptual / intuitiva.
tl; dr: El problema básico aquí es que tomar una longitud fija de algo y simplemente poner-infinitos-infinitos-pequeños-pliegues en él hasta que coincida-algo-es una forma terrible de medir el longitud de cualquier cosa.
Para mí, la forma más fácil de ver el problema en la “paradoja” es imaginar que el cuadrado está hecho de cinta métrica y que el círculo es un gran aro de acero. En esta configuración particular, la cinta métrica tiene una longitud de 4 (digamos 4 metros para ser concreto), y el aro tiene un diámetro de 1 (nuevamente, metros, digamos) y así, en el problema, podemos bastante convenientemente colóquelo alrededor del círculo en forma de un cuadrado que toque el círculo en exactamente 4 lugares simplemente doblando la cinta métrica en esa forma.
En el problema, el siguiente paso es “eliminar las esquinas”. Con nuestra cinta métrica, es lo mismo que doblar la cinta hacia adentro en las esquinas, de tal manera que los puntos que antes eran esquinas ahora están tocando el círculo, creando cada vez dos esquinas nuevas en las secciones de la cinta que no pero tocando el círculo
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Así que ahora el área dentro de la cinta métrica es más similar al área dentro del círculo que antes, pero no agregamos ni quitamos ninguna cinta (solo la arrugamos), entonces la longitud de la cinta (el perímetro de la forma que hace la cinta) sigue siendo de 4 metros. Como el problema dice correctamente, podemos seguir haciendo esto para siempre, manteniendo el perímetro igual, pero con el área cada vez más cerca del área del círculo. Si “repetimos hasta el infinito”, el perímetro sigue siendo exactamente 4 metros, y el área será exactamente el área del círculo.
Eso está muy bien, pero el hecho de que pueda enrollar una cinta de medición de 4 metros en arrugas cada vez más finas de tal manera que eventualmente mis arrugas sean infinitamente pequeñas, no significa que mi cinta de medición tenga de repente la misma longitud que la circunferencia del aro de acero que estoy midiendo con él, o que el aro de acero de repente tiene una circunferencia de 4 metros. Ambas cosas siguen siendo precisamente lo que eran antes.
Una manera simple de convencerse de esto es darse cuenta de que, con el método de cinta de medición-contracción, podríamos haber comenzado con * cualquier * longitud de cinta de medición que sea más larga que la circunferencia del aro (pi metros) , y aún puede hacer exactamente el mismo proceso de scrunching. Como entonces podemos hacer que cualquier número sea mayor que 4 (técnicamente cualquier número mayor que pi, pero no necesitamos ser tan específicos aquí, ya que el valor de pi es lo que está en cuestión de todos modos) igual a la relación del diámetro al “circunferencia” de nuestra forma aproximada, que nos dice de inmediato que este método de aproximación de la circunferencia del círculo real no es una cosa válida que deberíamos estar haciendo.
Para ser más específicos, si su cinta de medición inicial es mayor que 4, su forma inicial no será un cuadrado conveniente, pero eso es irrelevante: comienza con una longitud de cinta que es más larga que la circunferencia del aro y la enrolla el aro hasta que la cinta se encuentre sola. Como es más largo que la circunferencia, no todo está al ras contra el aro, por lo que para facilitar la descripción, haga que la cinta métrica también forme un círculo, concéntrica con el aro dentro de ella. Tome dos puntos en lados opuestos de este círculo de cinta métrica y jálelos hacia adentro directamente hacia el aro de acero y fíjelos allí. Ha “pellizcado” el círculo de cinta métrica más grande para encontrar el círculo de aro de acero más pequeño, que ha convertido el círculo más grande en una nueva forma con dos partes abultadas simétricas. Encuentre los puntos medios de esos arcos y jálelos directamente al borde del círculo de aro de acero. Ahora la forma de la cinta de medición tiene 4 bits abultados (haciendo que todo se vea un poco como una flor de 4 pétalos). Encuentre los puntos medios de los 4 arcos abultados, etc., repita para siempre. Obtienes el doble de pétalos cada vez, y se hacen cada vez más pequeños indefinidamente hasta que tu cinta métrica encierra exactamente el área del aro. Desde que comenzamos con * cualquier * longitud de cinta métrica más grande que el aro, y hemos demostrado que podemos con mucho gusto arrugarla cada vez más pequeña hasta que se enrolle perfectamente alrededor del aro, esto nos muestra que arrugar la cinta métrica (que es equivalente a “quitar esquinas” del cuadrado) no es una buena forma de medir la longitud de nada, incluidos los círculos.
[Como analogía, si tengo un gran trozo de papel de envoltura matemáticamente plano, y necesito envolver una esfera para alguien para Navidad, solo porque puedo arrugar infinitamente el papel de envoltura para que quede cerca de la esfera, no significa que el papel de envoltura era del mismo tamaño que el área de la superficie de la esfera, solo significa que el área del papel de envoltura era * al menos tan grande * como el área de la superficie de la esfera]