《穿越计算机的迷雾》
第32节

作者: sholber
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  生活是美好的,但是充满了谬误,而逻辑学的任务就是寻找获得真理的方法。无论什么时候,也无论是谁,学点儿逻辑学知识永远都是必要的、有好处的。不管是过日子,还是搞科学研究,要求的是科学的、严密的推理和论证,在这方面我们好象总是有所欠缺。比如,“杀猪杀屁股,各人有各人的杀法”和“狗改不了吃屎”是我们日常生活中常说的两句话,前者用来为自己辩护,好象从“杀猪杀屁股,各人有各人的杀法”可以推出我干这件事情的方法是正确的;后者用来教训不听话的孩子,好象从“狗改不了吃屎”可以推出这孩子根本不可能改掉自己的毛病。这两种推理过程,前提和结论根本就不搭边儿,硬要扯到一起,这就是我们一贯的、以比喻代替推理和论证的坏习惯。如果用于调侃,或者为文章增色倒也罢了,要是用于说正经事情可真是要不得。前几天在公交车上,我听见一个十多岁的小姑娘在和父母聊天。她说:“丨警丨察问犯人,你为什么要制造假钞?犯人说,因为我不会制造真钞。”姑娘还小,她把这当成一种很新鲜的事物加以接受,可是她不知道——我想车上有很多人同样也不知道——犯人是在偷换命题,或者说是在转移话题。为了让下一代的明天更美好,我们是不是应该在制造错误和混乱的同时,让她们明白其中到底是怎么一回事呢?

  形式逻辑的发展距今已有两千多年,在这两千多年里出现过许多杰出的逻辑学家,他们,以及他们的追随者,也从来没有停止过争吵——从什么是逻辑学到逻辑学到底应该包括哪些内容,等等。这也直接导致了其它逻辑学门类的产生,比如数理逻辑、多值逻辑、直觉逻辑、亚结构逻辑、模态逻辑、辩证逻辑,等等。也许只有在一点上才是大家都可以认同的,那就是尽管形式逻辑不是万能钥匙,解决不了所有的逻辑学问题,但不可否认的是它应当永远在整个逻辑学中占有一席之地。而且,对于那些渴望纯洁的人来说,它才是正统。如果亚里士多德到现在还没有投胎的话,他应该由衷地感到高兴。


日期:2009-02-19 21:46:17

  ★★★★★★楼主续文
  5.2 数理逻辑
  在历史上,各门学科之间的交叉和融合是一种常态。到了17世纪的时候,由于数学的大发展,使得那些既精通数学,又对其它学科有深入研究的人开始想入非非。这里面有两个特别不老实的,需要在这里重点提一下。
  这第一个人我们在前面已经认识,那就是德国的“万能科学家”莱布尼茨。这个德国人生在书香门第,加上有幸结识了一些数学家,在数学研究方面很在行(当然,他在其它方面也很在行)。总的来说,数学是一种强有力的工具,几乎所有的学科要达到完善的地步,必须在用数学进行描述的时候同样也是既优美、又严密,无懈可击。而对于数学本身来说,简洁的、能够恰当地描述各种事物内在本质的符号至关重要。在作了一番研究之后,他有了一些奇特的想法,觉得人类需要一种普遍的、恰当的符号,普世的所有问题和思想都可以归结为这些符号,然后用一套计算方法来代替人类的思考和推理过程。而且,他希望(在自己的有生之年能够看到)人类能够发明这样一种机器,能够自动地代替大脑的逻辑思考过程,不管谁和谁有什么样的问题,发生了什么样的争端,只需要把相关的前提条件往这台机器里一输,就能通过“计算一下”的方式,一劳永逸地解所有问题。

  莱布尼茨活了70岁,尽管他博览群书,涉猎百科,是个举世罕见的科学天才,但终究也没有发明“普遍文字”,更不要说那台平息争端的机器。时间过得很快,一百多年以后,终于又来了一个人,他把逻辑学和数学相结合,创立了数理逻辑。这个人叫乔治·布尔。
  乔治·布尔1815年生于英格兰,他的父亲是一位鞋匠,母亲曾是女仆。年仅12岁,布尔就掌握了拉丁文和希腊语,后来又自学了意大利语和法语,16岁开始任教以维持生活。看得出,这个人从小就既聪明又懂事,他似乎知道自己更喜欢做什么,而不是子承父业,一辈子往皮子里敲钉子。
  两千年来,亚里士多德一直都是权威。莱布尼茨活着的时候,他有改进传统逻辑的想法,但心存顾虑,也可能是力不从心,不知道从哪里着手。到了布尔这里,他开始决定要做些什么。
  对于传统的形式逻辑来说,三段论一直是个金字招牌,无论布尔想怎样改进这门学科,都必须选把它拿下。为此,布尔在前人的基础上,使用集合这个数学工具来研究三段论。
  所谓集合,用中学课本上的话说就是——把一些单独的物体合起来看成一个整体,就形成了集合。比如,整个宇宙里的所有东西可以看成一个集合;动物园里的各种动物可以形成一个集合;动物园里所有的斑马可以形成一个集合;地球上的所有人可以看成一个集合;你家里的所有成员可以看成一个集合,甚至,从你头上掉下来一块头皮屑,这也可以看成一个集合,当然,这个集合很小,小到只有一块头皮屑。

  可以挑出一些两个集合中都有的东西来形成一个新的集合,这称为两个集合的交集。比如,如果一个集合里有芝麻和绿豆,而另一个集合里有绿豆和苹果,则它们的交集是一个新的集合,它里面只有绿豆。
  除了在两个集合中挑选之外,也可以做相反的事情,那就是把两个集合掺和到一块儿,形成一个更大的集合,称为“合集”或“并集”。比如对于前面那两个集合,它们的并集也是一个新的集合,不过里面不但有绿豆,还有芝麻和苹果。
  一直以来,逻辑学中所涉及到的概念的命题都是通过自然语言,也就是我们母语来表达,用嘴说,或者写成文字,而论证或推理的结果也是一样。但是,布尔把它们变成了字母和符号。比如,可以用M来代表人的集合,这里面包含了人类的全体,用P来代表所有要死的东西。同时,他还借用了数学里面的一些运算符,比如“×”和“+”,来表示概念和命题之间的逻辑关系。“×”表示两个集合相交,“+”表示合并两个集合的内容。这样,“人都是要死的”就可以表示成

  M × P = M ………………… ①
  这个算式所要表达的意思是,“人”和“要死的东西”的交集是“人”(注意,要死的东西是很多的,不一定只是人,比如刚才我就拍死一只可恶的蚊子)。
  有了这样的经验,我们就同样可以把“苏格拉底”看成集合S (当然,这是一个非常小的集合,小到只有苏格拉底自己),而“苏格拉底是人”可以表述成
  S × M = S ………………… ②
  意思是,“所有的人”和“苏格拉底”的交集只能是“苏格拉底”自己。

  因为在①中,M = M × P,所以,我们可以将M代入②中,可知
  S × M × P = S ………… ③
  又因为在②中,S = S × M,现在将其代入③中,可得
  S × P = S …………………④
  这第④步,也就是最后一步,表明要死的人和苏格拉底的交集是苏格拉底自己,从而证明了苏拉拉底也是要死的。
  可以看出,布尔的工作主要是对逻辑进行数学化,并成功地创立了一门新的学科:逻辑代数。有时候,人们也称之为布尔代数。用布尔代数解决逻辑问题还有一个显著的好处,那就是同一个证明过程可以用来解决不同的,但本质上属于同一种类型的逻辑问题。比如上面的证明过程同样适用于下面的三段论:
  金属可以导电。

  铅是金属,
  所以,铅可以导电。
  字符和“×”和“+”运算符也可以用在其它逻辑形式上,比如联言推理和选言推理,也就是命题演算①。
  ============================================================
  注① 按一定的原理和公式对命题进行计算。

  ============================================================
  在布尔代数里,可以用字母来表示一个命题。比如,用A来表示命题“左边的牌是2”;用B来表示“左边的牌是方块”。因为在传统的形式逻辑中,一个命题不是真的就是假的,没有其它可能,所以用0代表真,1代表假。这样,命题A和B就只能有两个可能的值0和1。如果A命题是真的,则
  A = 1
  否则
  A = 0
  除此之外,不可能再有其它值,如果A=3。这在逻辑上没有任何实际意义。

  我们知道,在联言推理中,各个支命题之间是并列关系,通常用“并且”来连结。为了表示这种逻辑关系,布尔代数使用“×”这个符号。这样,一个联言命题可以表示成
  A × B
  有时候,为了方便而把它写成A·B,或者干脆写成
  AB
  这和初中数学课上的方法是一致的。这样,如果各个支命题都为假,则联言推理的结果就是假的:

  A × B = 0× 0 = 0
  或者,如果这些支命题不全为假,推理结果也还是假的:
  A × B = 0× 1 = 1× 0 = 0
  只有在所有的支命题都为真的情况下,联言推理的结果才为真:
  A × B = 1× 1 = 1

  反过来,如果已经知道支命题A=1,联言推理的结果为假,即
  A × B = 1× B = 0
  则很容易推理(计算)出另一个支命题B为假,即B = 0。
  每个命题都有真假,即要么是1,要么是0,这叫真值,也叫逻辑值。“真值”的意思是它本来的值、真正的值。因为它到底是真是假,不以你的看法为转移。有时候,它本来是假的,但你却误以为它是真的。
  任何一个联言命题,它的真假与其各个支命题之间的关系如下表所示(假如只有两个支命题),这叫做真值表:

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