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永遠長不大的男孩

2018-03-26 12:09:02黃旭軍
數學大王·趣味邏輯 2018年3期

黃旭軍

小飛俠彼得·潘是個不會長大的男孩,他和一群男孩生活在夢幻島上,與海盜胡克打架,與印第安人交朋友,建小木屋,在天上自由自在地飛行,無憂無慮地玩耍,永不長大。(《小飛俠彼得·潘》情節)

老毛今年35歲,明年34歲了,后年33歲了……他的世界越來越年輕。劉慈欣向讀者展示了一個神奇的世界,有一天,世界的規律突然都變了,所以一切都亂了……

規律不一定總靠譜

有一只雞,第一天,它聽到主人叫喚,然后吃到了大米;第二天,它聽到主人叫喚,又吃到了食物……這么多天下來,它總結出了這樣一個規律:只要主人叫喚,就能吃到食物。可是有一天,過年了,主人叫它,它跑過去,卻被燉了。

我們來看一個數3.124124124124124……1240000000,如果我們只看到前面的124,經過歸納總結,可能會得出124是該小數的循環節這樣的結論。但事實并非如此,僅因為我們的技術水平還算不到0,所以我們會想當然地得到那樣的結論。

時間是一直向前,永不后退的。如果有一天,時間停止了,甚至是后退了,那就會出現文章開頭的情況,童話和科幻故事中的情節就變成真實的了。

嘎!嘎!我不是一只黑烏鴉,只要他們發現了我,他們就會知道他們的定律是錯的。

烏鴉悖論講的就是這個道理。烏鴉悖論也叫“亨佩爾的烏鴉”或“亨佩爾悖論”,是20世紀40年代德國邏輯學家卡爾·古斯塔夫·亨佩爾為了說明歸納法違反直覺而提出的一個悖論。

天下烏鴉未必一般黑

幾千年以來,無數人觀察了許多事物,比如地心引力法則,人們趨于相信其極可能是真理。這種類型的推理可以總結成歸納法原理:如果實例X 被觀察到和論斷T 相符合,那么論斷T 正確的概率增加。

亨佩爾給出了歸納法原理的一個例子——“所有烏鴉都是黑色的”的論斷。我們出去觀察成千上萬只烏鴉,然后發現它們都是黑的。在每一次觀察之后,我們對“所有烏鴉都是黑的”的信任度會逐漸提高。歸納法原理在這里看起來是合理的。

但問題出現了。“所有烏鴉都是黑的”的論斷在邏輯上和“所有不是黑色的東西都不是烏鴉”等價。如果我們觀察到一個紅蘋果,它不是黑色的,也不是烏鴉,那么這次觀察必會增加我們對“所有不是黑色的東西都不是烏鴉”的信任度,因此更加確信“所有的烏鴉都是黑色的”。

一些哲學家會質疑“等價原理”。也許紅蘋果能夠增加我們對論斷“所有不是黑色的東西都不是烏鴉”的信任度,而不會增加我們對“所有烏鴉都是黑色的”的信任度。這個提議受到質疑,因為你不能對等價的兩個命題有不同的信任度,如果你知道它們都是真的或都是假的。

這樣一來,“所有烏鴉都是黑色的”和“所有不是黑色的東西都不是烏鴉”這兩個命題所擁有的信任度必須相等,但只有“黑色的烏鴉”才能同時增加兩者的信任度,而“非黑色的非烏鴉”并不能增加任何一個命題的信任度。

理論充電完畢,讓我們來實踐一下。從“2,3,5,8,( )”中,你看出了什么規律,括號里應該填幾?

依次加1,加2,加3, 8后面應該加4,括號里填12?有人說,這個數列從第三個數開始,后一個數是前兩個數的和,按照這個規律,2+3=5,3+5=8,8+5=13,8后面應該是13。看來,這道題的答案就是12或13嗎?其實不然,或許其中還有我們不知道的變化規律呢!怎么樣?舉出具體實例后,你信了吧!通過已知歸納出來的規律不可全信,它有可能是錯誤的。烏鴉悖論告訴我們,神秘莫測的規律總愛和人類開玩笑。

致命的一根稻草

烏鴉悖論還出現在寓言故事里。

有這樣一句寓言:一根稻草壓倒一頭駱駝。你不要懷疑,請看故事——

主人有一頭老駱駝,它一天到晚任勞任怨地干活。有一次,主人想看看這頭老駱駝到底還能裝多少貨物,于是不斷地往駱駝身上加稻草,不斷地加……但老駱駝依舊沒有被壓垮。可最后一次,主人僅輕輕地在它的背上放了一根稻草,沒想到老駱駝轟然倒下了。

“壓倒駱駝的最后一根稻草”的含義是什么?要告訴我們什么?

主人放第一根稻草時駱駝沒有倒,第二根也沒有倒,第三根還是沒有倒……于是他歸納出一個規律:多放一根稻草是沒關系的,壓不垮它。

最開始的時候,這個規律是適用的。但如果事情已經發展到了極限的臨界點,再增加一點點兒因素,就會使之崩潰。

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