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2022-10-31
悖論是什么意思?為什么會產生悖論?
“悖論”它不僅是一個非常吸引人的詞語,而且它還是邏輯學和數學推理中的一個特殊專有的概念名詞。所謂“悖論”,是指如果一個命題a被承認,它就可以被推斷為非a命題;相反,如果我們承認它不是a,我們可以推導出a。那么,這個矛盾的命題a就會被稱為“悖論”。如果你認為這個定義太抽象,請看下面生動地描述:
現在有一臺正常運行的計算機,它的反應很快,并且只在瞬間判斷問題。假設計算機在紅燈時說“是”,綠燈時說“否”。現在它被要求判斷并回答“下一次綠燈是否亮”。輸入問題后,計算機開始運行。結果,人們發現這臺倒霉的電腦一直瘋狂地閃爍著交通燈。他感到困惑的原因其實很簡單:如果他回答“是”,這意味著下面的燈確實是綠色的,但按照程序,“是”必須打開紅燈;如果它回答“否”,這意味著下面的指示燈不是綠色的,但根據程序,它回答“否”并再次亮起綠色,因此計算機是瘋狂的,因為它不知道該做什么。
這個小故事直觀地描述了“悖論”的特征,即它使人陷入一個奇怪的自相矛盾和兩難的怪圈。悖論使人們既迷戀又困惑,在強烈的吸引力中揭示其神秘性和陌生性,引起人們的普遍關注和思考。
真話還是假話
據說在古希臘一個叫克里特島的地方,有一個傳說叫伊比芒德。證實他獨特性的一個細節是,伊比蒙已經睡了57年。
有一天,伊比蒙德突然說:“克里特人都是騙子。”本來,人們服從哲學家的判斷,但這種所謂的上帝意志是真是假卻引起了人們的爭議。幾乎所有深入調查的人都不由自主地卷入了由伊比芒德引起的漩渦。
原因并不難理解:人們假設說謊者總是說謊,而非說謊者總是說實話。如果伊比蒙說的是實話,那么所有克里特人都是騙子,但伊比蒙是克里特人,那么他說的一定是謊言。這樣就有了矛盾,;如果伊比蒙的話是假的,那么所有克里特人都不是騙子,而是說實話,因為伊比蒙是克里特人,他說的一定是真的,結果仍然不一致。這真令人困惑。從邏輯推理的角度來看,上述推理嚴謹合理,但結論令人發狂。伊比蒙德的判決怎么可能既是謊言又是事實?那么,這就是著名的“說謊者的悖論”,這個悖論反映了這個邏輯中的不可避免的一些矛盾。
從這個例子中,我們可以清楚地看到悖論的特點:在確定結論的前提下,經過一系列嚴格的推理,我們得出否定前提的結論。
分身乏術的鎮長
荷蘭語的翻譯來自荷蘭,意思是“低地國家”。因為荷蘭的地勢比較低,因此荷蘭的河流比較密集、從而形成了溝壑交錯的特殊地貌。正是因為這種奇怪的特殊的地理條件,荷蘭才會出現了許多大大小小的城鎮。
為了便于管理,每個小鎮都有一位市長。首先,必須指出,沒有人同時擔任兩個或兩個以上城鎮的市長,也沒有一個城鎮由兩個或兩個以上的人領導。在排除這些特殊情況后,應該仔細解釋一下,這些市長中有一些居住在他們服務的城鎮,人們習慣稱他們為"常住市長";;其他人住在其他城鎮,被稱為“非居民市場”。這沒什么可大驚小怪的,直到有一年,荷蘭為這些“非居民市長”開辟了一塊土地。這項法令頒布后,奇怪的事情發生了。
隨著經濟的發展,這個特殊的地區變得越來越繁榮,面積也越來越大。“非居民市長”他們的數量正在持續增加,沒過多久,這一地區就慢慢地形成了新的城鎮。很顯然的是,新的城鎮應該設立鎮長這個職務,這也是大家都可以接受的。但是在選出市長后,人們發現了一個無法解決的問題:這個鎮的市長住在這個鎮上嗎?
如果市長居住在該鎮,他將成為“常住市長”,但如前所述,荷蘭已經為無法居住在自己城鎮的市長留出了這一特殊區域。換個角度來講,只有“非居民市長”才可以住在這里,所以說從某種角度來說,市長是不能住在這個鎮上。那么,如果市長不住在這個鎮上,他就會成為“非居民市長”,而這個“非居民市長”應該是可以住在這里的。這真的讓人很困擾,不知道該怎么辦,因為市長沒有技能。
令人糾結的卡片
“是什么樣的卡片才會讓人糾結?”英國數學家p.e.b.佐頓精心設計的“矛盾卡片”。如果你對動手操作感興趣,你也可以復制這些卡片,然后慢慢思考琢磨其中的奧秘。
需要注意的是,所謂的矛面和盾面是指卡的正面和反面。為了一目了然,便于直觀分析,添加了顯著標記。但這并不是“矛盾牌”的焦點。這張卡片的神秘之處在于雙方的判決。
還沒發現什么神秘的東西嗎?沒關系,請跟隨提示進入推理:如果矛面上的句子“卡住另一面的句子是正確的”為真的,即另外一面的句子,即盾面上的句子是正確的,而盾面上的句子是“牌的另一面的句子是錯誤的”,如果這句話是對的,則表明另一面的句子,即矛面,應該是錯誤的,從而導致前后判斷的矛盾;同樣,如果表面上的“卡的另一邊的句子是正確的”這句話是錯誤的,那么可以推斷出另一邊的句子是錯誤的,而盾面上的句子是“卡的另一邊的句子是錯誤的”,這僅僅是確認了矛面上的錯誤判斷,即,事實上呢,盾牌表面上的句子是正確的,這導致了相互矛盾的判斷。以上分析是從矛面到盾面。您還可以從盾面到矛面進行分析。結果仍將陷入兩難境地。
這種是或否的情況就像一個“圓形”黑洞。但從表面上看,推理確實沒有缺陷。人們似乎無緣無故地陷入矛盾之中,這真是令人困惑和糾結。
為何出現悖論
你可能會問:這樣一個奇怪的悖論是怎么出現的?從這個發展過程中不難看出,悖論是怎么產生的,它的根源是客觀世界的一些內在矛盾罷了,人類的能力是有限的,對于世界的認知水平,是一個逐步提高的過程。只能在不同時期,不同層次,從淺到深,從低到高把握事物的規律。因此,即使是公認的科學理論,也只是對一定時期,一定水平,一定領域客觀規律的局部反映,不一定全面,嚴謹,人們對事物的認識會隨著時間的推移而變化。例如,長期以來,人們認可和接受的數字是一個自然數,人們習慣于從較大的數字中減去較小的數字。后來,為了表示與事實相反意義上的數量,引入了負數的概念,因此從較小的數字中減去較大的數字不再荒謬。這也說明了,認知的變化還有科學的理論,他們絕非絕對的真理,為悖論提供的合理的“支持”。
悖論帶來了什么
下一個問題是研究悖論的意義是什么?答案是悖論將對促進人類認知能力和科學發展起到積極作用。下面兩個著名的例子可以說明這一點。
畢達哥拉斯悖論。畢達哥拉斯是古希臘最杰出的數學家。西方理論數學的創始人創立了著名的畢達哥拉斯學派。“所有數字都可以表示為整數或整數的比率”是該學派的數學信念,并被廣泛接受。學校最引以為傲的數學成就是發現了“畢達哥拉斯定理”,也被稱為“百牛定理”,因為它屠殺了100頭牛來慶祝。“畢達哥拉斯定理”這個定理的發現曾動搖了公眾對數學的信仰。
當他想到“邊長為1的正方形的對角線長度”時,這所學校的一名成員希帕索斯遇到了一個令他困惑的情況。因為這相當于找到直角邊為1的等腰直角三角形的斜邊l。根據畢達哥拉斯定理,L2=12+12=2,以及12=1,22=4,12 很明顯,它既不是一個分數,也不是一個分數。“犯罪者”希帕索斯付出了生命的代價,但這并不能阻止人們重新思考和引入一個新的數字——無理數。現在,當人們很容易用它來表達這個結果時,誰能想到這樣的數字引起了巨大的恐慌呢? 下降悖論。亞里士多德是古希臘落體研究的代表人物。他的下落運動定律——不同重量的物體從高空下落的速度與它們的重量成正比,這一點得到了廣泛認可,因為它與日常生活的事實非常接近。 16世紀,意大利著名天文學家和物理學家伽利略質疑這一“權威結論”,于是1589年出現了“比薩斜塔實驗”。在眾目睽睽之下,伽利略讓兩個不同重量的鐵球同時自由下落。結果,兩個鐵球同時落下。此外,伽利略還進行了以下假設推導: “物體越重,下落越快”的假設是正確的。然后,現在有兩個物體a和B。a的重量超過B。根據假設,a比B下降得快;然后,將兩個對象a和B固定在一起,得到對象C。顯然,C的權重更大。不過,根據這個假設,C應該下降得最快。 通過分析C下降時的情況,可以發現C是由a和B組成的,重a的速度比輕B 的速度快。這樣,a越快,拉得越慢的B在前面,B越慢,拉得越快的a在后面。因此,在B的影響下,a和B的下降速度(即C)應在a和B各自的自由下降速度之間。也就是說,C的下降速度比a慢。這與之前的結論“C下降得最快”相矛盾。 伽利略采用了“用另一種方式來對待另一個身體”的方法,用亞里士多德的判斷作為嚴格推導的前提,得出了與前提相矛盾的結論,邏輯上推翻了亞里士多德根深蒂固的結論,為現代物理學的發展奠定了重要的基礎。 總之,悖論的出現使人們既高興又擔憂。幸運的是,這一悖論是客觀存在的。它將激發人們創造性地探索和重新思考的欲望,這往往會給人類帶來新的思想和理解;令人擔憂的是,數學家們在面對悖論時突然陷入邏輯的兩難境地,目前還沒有完美的解決方案。但我們有理由相信,悖論是開辟新領域的“墊腳石”。事實上,數學史上的三次數學危機都是由悖論引起的,悖論可能為世界打開一扇新的大門。