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来到“地狱”之前,我们的赌徒朋友经历了一段艰辛的人生,他很少也不爱发脾气。在我们的故事中,他多多少少也有些像逻辑学家。但这次他杀错了人,怎么也没想到受害者是法官的外甥。
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虽然已经确认他将被处以绞刑,但地方法官仍十分恼怒,并且想要把赌徒以最严酷的刑罚处死。于是他告诉赌徒他不仅会被判死刑,而且会以独特的方式被执行死刑。“首先,我们会尽快将你处死,就如同你对待受害者那般,所以行刑会在星期六之前。其次,我不想让你在死前有任何的心理准备,所以直至行刑前那一刻你都不会知晓具体的时间。你就等着我们给你准备的惊喜吧。”
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听毕,赌徒回答道:“那太棒了,法官。这样我就解脱了。”
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法官听了不解,问:“为什么?为什么你解脱了?我判了你死刑,越快越好,而且你不知道确切时间,没法做任何心理准备,也就是你不知道自己哪天就死了。”
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“尊敬的法官,照您的说法,我的行刑日绝不是星期六。”赌徒回答道。
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“这是为何?”法官问。
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“因为星期六之前必须行刑,如果您真的决定的是星期六,那在这之前我就推测知道了行刑日在星期六,这样一来就没有惊喜了。”
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“说得有道理。那么,行刑日将不是星期六,但我还是不理解你为什么说解脱了?”
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“如此一来,我们确定排除了星期六行刑的可能性,那么也不可能在星期五行刑。”
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“为何?”法官又问道,但语速放慢了些。
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“如果确定了星期六不是行刑日,那么星期五快到的时候,我便知道我会在星期五被处死,这样一来照样没什么惊喜。所以我也不可能在星期五行刑。”
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“我懂了。”
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“所以如果是星期四行刑,那么星期四来之前我也能知道那天会被处死,依旧无惊喜而言,进而星期四排除。以此类推,可以排除星期三、星期二、星期一和今天。”
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法官听着挠了挠头,赌徒被带回了监狱。
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这个故事有段后记。星期四的时候,赌徒被处以死刑,死前他非常惊讶。所以法官的目的还是达到了。
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这就是我对“罗素悖论”的解读,罗素或许是最后一位能同时在数学和哲学领域做出巨大贡献的科学家。如果我们仔细分析这个故事,会发现根据法官设定的条件得出的结论是所有的日子均无法满足,因为正如赌徒所推理的那般,没有一天能满足“意料之外”这个条件。然而这个结论自身可以改变当下的状况,使得“意料之外,或是惊喜”成为可能。这时我们该回到最初的情境,虽然赌徒理论上阐述论证了没有一天是符合要求的,但在此法官运用了“亚历山大的解决方案”,干脆爽快地“斩断”了赌徒的无限循环之“死结”。
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让我们仔细讨论一下这个问题,首先答案只有两种:“是”或者“不是”。我们可以两种答案都尝试一下(然而数学中大部分问题并非如此简单)。那么假设答案为“是”,则集合A属于集合A,但是根据定义,A中的元素是一切不属于自身的元素,此时产生矛盾,所以“是”不是正确答案。
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那么假设答案为“不是”,则集合A不属于集合A,然而根据定义,不属于自身的元素是集合A中的元素,此时又出现矛盾。这就和赌徒故事中的情节一样,我们拥有一些互相排斥的因素但又能互相推导。肯定回答必然推导出否定回答,进而返回肯定回答的假设,如此循环。
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对于我们来说,这并不是什么大事,而对罗素来说,这个悖论威胁到了数学最基本的问题。数学建立在集合的概念之上,包含(即属于一个集合)的问题又是关键之关键。集合A的定义看似十分合理,“A是否属于A”的问题也十分合理,然而我们却无法对一个合理的问题做出一个合理的解释,数学可不就遇上大麻烦了吗?
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罗素为此悖论伤透了脑筋,几乎耗尽了所有心血,还因此遭受婚姻家庭破裂不止一次。终于他得到了合理的答案,为此他发明了一种理论计算机的“等同物”,这是一种逻辑机器,每次能完成一次逻辑推导,但需要花费一定的时间,所以所有的推导并不是一瞬间就能完成的。我们探讨的集合A的问题经机器有序推导。罗素开启了他的理论计算机(并非真正的计算机,而是在大脑内进行的活动),逻辑条令也依此被“审视”。我们给出的答案“是”仅是一个节点,但程序会继续向前推进运行,经过一段时间后出现“不是”,程序继续运行,无限循环,答案则为“是”和“不是”交替出现。
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但是答案绝不会是“是”和“否”同时出现。
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神奇吧?罗素对此相当满意,排除了“是”和“否”同时出现的可能性后,数学计算量变小了不少。罗素在他朋友和老师怀特海的帮助下,用他提出的新的集合和逻辑的定义和理论重新改写了数学中的各项内容,并发表在1910~1913年间出版的《数学原理》一书中。值得一提的是,当时计算机的概念(不管是理论的还是其他角度的)并不为被大众理解。19世纪巴贝奇做出的努力(详见第四章)在当时也鲜为人知,而且罗素是否知道巴贝奇的工作也无从知晓。罗素做出的贡献意义重大、影响深远,不仅创造了计算的逻辑理论体系,还将数学发展成了计算的一个分支。数学现在已成了计算的一部分。
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罗素和怀特海并未对计算机做出详细的说明,而是把他们在这方面的想法作为集合理论中的一个数学条目。直至1936年,艾伦·图灵制造了第一台理论意义上的计算机“图灵机器”。
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Alfred N. Whitehead and Bertrand Russell,Principia Mathematica, 3 vols., second edition (Cambridge: Cambridge University Press, 1925–1927). (The first edition was published in 1910, 1912, and 1913.)
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