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1701741344 推理的迷宫:悖论、谜题及知识的脆弱性 [:1701739690]
1701741345 猪排问题
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1701741347 可满足性问题可能非常难。刘易斯·卡罗尔设计过一些极其枯燥的逻辑谜题,这些题要求解题者借助十几个(甚至更多)无意义的前提推出一个单独的有效结论。有几道题收在他未完成的教科书《符号逻辑》中,这些问题是对科学推理或数学推理的拙劣模仿,但是却出人意料地困难。一些更难的问题已超出了大多数人的耐心的极限(虽然这些问题已经被计算机解决)。最困难的一个问题是在他的笔记中发现的,直到1977年才发表,这个问题包含50个前提。
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1701741349 卡罗尔设计过一个被人脑和计算机广泛分析过的问题,即大名鼎鼎的“猪排问题”。这个谜题要求推出“完全结论”,即一个既与所有其他命题相一致又被所有其他命题所要求的假说。
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1701741351 猪排问题
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1701741353 (1)一个晚餐吃猪排的逻辑学家很可能丢钱;
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1701741355 (2)一个食欲旺盛的赌徒很可能丢钱;
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1701741357 (3)一个已经丢了钱的,并且可能丢更多钱的、郁闷的人,总是在凌晨5点起床;
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1701741359 (4)一个既非赌徒又不在晚餐时吃猪排的人,一定有旺盛的食欲;(5)一个凌晨4点以前起床的、有活力的人最好去开出租车;
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1701741361 (6)一个食欲旺盛的、未丢钱的、不在早晨5点起床的人,晚餐总是吃猪排;
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1701741363 (7)一个有丢钱的危险的逻辑学家,最好去开出租车;
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1701741365 (8)一个郁闷的、未丢钱的、热心的赌徒,没有丢钱的危险;
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1701741367 (9)一个不赌钱、食欲不旺盛的人,总是有活力的;
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1701741369 (10)一个真正热心的、有活力的逻辑学家,没有丢钱的危险;
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1701741371 (11)一个食欲旺盛的人不需要去开出租车,如果他是真正热心的;
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1701741373 (12)一个郁闷的、没有丢钱危险的赌徒,在凌晨4点以前不睡觉;
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1701741375 (13)一个丢了钱、晚餐不吃猪排的人,最好去开出租车,除非他在凌晨5点起床;
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1701741377 (14)一个在凌晨4点以前睡觉的赌徒不需要去开出租车,除非他食欲旺盛;
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1701741379 (15)一个郁闷的、没有丢钱危险的并且食欲旺盛的人,是一个赌徒。
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1701741381 我们习惯于把逻辑看作某种自然产生的东西。我们期望解决一个逻辑问题而无须认真考虑问题的答案是怎么来的。在卡罗尔的问题中,命题的数量太多了,而且非常不自然,无法立刻掌握。所以我们不得不将其诉诸算法,例如卡罗尔介绍的树形图和术语(或者借助于计算机)。
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1701741383 猪排问题有11个布尔变量(热心的、吃猪排、是赌徒、凌晨5点起床、丢了钱的、食欲旺盛的、很可能丢钱的、有活力的、是逻辑学家、最好去开出租车、凌晨4点以前不睡觉的)。对于其中任意一个变量,都有211=2048种不同的假说。
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1701741385 猪排问题要求给出一个结论,看起来这个问题更像是科学研究。这似乎与可满足性问题完全不同,可满足性问题是由“是”和“否”来回答的。然而,可满足性问题的这个特征并不妨碍它成为一种通用方法。就像“20个问题”这种游戏所展示的,任何信息都可以通过一系列“是—否”问题表达出来。任意一个逻辑问题(无论它提出的问题是什么)都可以表达成一个或多个“是—否”问题。
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1701741387 比方说,我们想检验这一结论:一个吃猪排的人是有活力的。解题的第一步是把原来的15个前提转换为可满足性问题的形式。这些前提是相互一致的吗?应当是,否则题就出错了。第二步,我们把待检验的结论作为第16个命题添加进去。现在这个更新之后的命题集合中的各命题依然是相互一致的吗?(这是第二个可满足性问题。)如果是一致的,那么这个新命题至少是被最初的前提允许的。
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1701741389 但这并不意味着,根据前提就可以有效地推出这个结论。你可以检验一下“月球是由绿奶酪构成的”这个命题,把它作为第16个命题,你会发现,整体也是可满足的——当然是这样。由于它对于逻辑学家、赌徒以及其他猪排问题中的胡言乱语只字未提,所以它不可能导致任何一个矛盾。
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1701741391 为了确定一个假说是原来的前提所要求的,我们需要引入第三个可满足性问题。把这个假说替换成它的否定形式,即它的负命题:“并非所有吃猪排的人都是有活力的。”把这个负命题作为第16个前提加进去,看看命题集合是否一致。
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1701741393 如果一个假说和它的负命题加进去之后都会不引起矛盾,那么很明显,这个假说与命题集无关的。“月球是由绿奶酪构成的”和“月球不是由绿奶酪构成的”这两个命题都与猪排问题一致,所以二者都不能有效地推论出来。
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