信息悖論的解釋定義?
“悖論”(paradox)壹詞常見諸報端,其字面意思為“荒謬的理論或自相矛盾的話”。從邏輯上看,悖論性的語句具有這樣的特征:如果假定這個語句為真,那麽會推出這個語句為假;反之,如果假定這個語句為假,又會推出這個語句為真。說它對也不是,不對也不是,真是左右為難。
語義學悖論舉例
悖論古已有之。壹般認為,最早的悖論是古希臘的“說謊者悖論”。《新約全書·提多書》是這樣記述的:
克裏特人中的壹個本地先知說:“克裏特人總是撒謊,乃是惡獸,又饞又懶。”這個見證是真的。
這個克裏特島的“先知”是伊壁孟尼德(Epimenides)。後來歐布裏德(Eubulides)將他的話改進為:
我正在說謊。
這句話是真的,還是假的? 如果是句真話,由這句話的內容可知:說話者正在撒謊,既然是撒謊,那麽說的是假話;反之,如果這句話是假的,說假話就是說謊,這句話的內容正是“我正在說謊”,因此這句話又是真的。
後來又發現了好幾種“說謊者悖論”的變種,例如所謂“說謊者循環”:
A說:“下面是句謊話。”
B說:“上面是句真話。”
“說謊者悖論”和“說謊者循環”是與自然語言的表達方式密切相關的悖論,涉及真假、定義、名稱、意義等語義方面的概念,這類悖論被稱為“語義學悖論”。語義學悖論的實例很多,“格列林(K.Grelling)-納爾遜(L.Nelson)悖論”就饒有趣味,它與形容詞的應用有關:
將形容詞分為兩類,壹類稱為“自謂的”,即可對於它們自身成立、對自己為真的。例如,形容詞“Polysyllabic(多音節的)”本身是多音節的,“English(英文的)”本身是英文的,它們都是自謂的。另壹類稱為“它謂的”,即對於它們自身不成立、對自己不真的。例如,形容詞“Monosyllabic(單音節的)”是它謂的,因為這個詞不是壹個單音節詞;“英文的”也是它謂的,因為這個詞是中文的而不是英文的。問題來了:形容詞“它謂的”是不是它謂的?
得到的結果是:如果“它謂的”是它謂的,那麽會推出“它謂的”不是它謂的,反之亦然。導致了自相矛盾。
集合論悖論與公理化
另壹類悖論涉及數學中的集合論,被稱為“數學悖論”或“集合論悖論”。集合論是19世紀70-80年代由德國數學家康托爾創立,它建立在壹種無限觀——“實無限”的基礎上。所謂“實無限”,即把“無限”作為壹個已經完成了的觀念實體來看待。例如,在集合論中用N={n:n是自然數}表示全體自然數的集合就是如此。需要指出的是,在此之前的幾千年數學發展史中,占主導地位的是另壹種無限觀,即古希臘哲學家亞裏士多德所主張的“潛無限”觀念。所謂“潛無限”,是把“無限”作為壹個不斷發展著的、又永遠無法完成的過程來看待。例如,把自然數看成壹個不斷延伸的無窮無盡的序列1,2,3,…,n,…就是如此。
集合論是數學觀念和數學方法上的壹次革命性變革,由於它在解釋舊的數學理論和發展新的數學理論方面都極為方便,因而逐漸為許多數學家所接受。然而,在康托爾創立集合論不久,他自己就發現了問題,這就是1899年的“康托爾悖論”,亦稱“最大基數悖論”。與此同時,還發現了其他集合論悖論,最著名的是1901年的“羅素悖論”:
把集合分成兩類,凡是不以自身作為元素的集合稱為正常集,(例如,自然數集N本身不是壹個自然數,因此N是正常集。)凡是以自身作為元素的集合稱為異常集。(例如,所有的非生物的集合F並非生物,因此F是異常集。)每個集合或者為正常集或者為異常集。設V為全體正常集所組成的集合,即V={x:x?埸x},那麽V是不是正常集?
如果V是正常集,由正常集的定義知V?埸V,又因V是全體正常集的集合,所以正常集V∈V,但這說明V不是正常集,是異常集;反之,如果V不是正常集,是異常集,那麽由異常集的定義知V∈V,這說明V是全體正常集組成的集合V的元素,因而V又應該是正常集。
羅素悖論揭示了壹個嚴酷的事實:集合論是隱含著邏輯矛盾的,如果把數學建立在集合論的基礎之上,將會使數學大廈從根基上產生深深的裂痕,這種裂痕甚至有可能使整座大廈傾覆。壹石激起千層浪,壹場關於數學基礎問題的論戰爆發了。
在這場論戰中,最為激進的是以荷蘭數學家布勞威爾為代表的直覺主義學派,他們對集合論采取了全盤否定的態度,並認為“實無限”的觀念是集合論悖論產生的根源。與此相反,另壹些數學家走上了改良的道路,他們試圖亡羊補牢,對集合論加以適當的修正,以避免悖論。這方面的代表性成果是公理集合論,它已成為現代數學的壹個重要分支。公理集合論采用公理化的方法來刻畫集合和集合的運算,並對康托爾集合論中的“概括原則”作了修正。概括原則可表述為:滿足性質P的所有對象可以組成壹個集合S,即S={x:P(x)},其中的P(x)意為“x具有性質P”。這就認定了任何性質可以決定壹個集合,於是前述的F 和V名正言順地成了集合,悖論也應運而生。
在公理集合論的ZF系統中,用如下的“分離原則”取代了概括原則:若C是壹個集合,則C中滿足性質P的那些元素構成壹個集合S={x:x∈C且 P(x)},即在C是集合的前提下,任何性質可以決定它的壹個子集。公理化的結果是:只有正常集才能成為集合,異常集則不能,F和V都不是集合,羅素悖論和其他的集合論悖論得以避免。
就公理集合論能避免已有的集合論悖論,並在此基礎上可以進壹步發展數學而言,它是成功的。遺憾的是,人們並不能證明公理集合論系統的相容性,即不能證明系統中壹定不會推出邏輯矛盾。此外,現代數學中的某些結果需要使用“選擇公理”,但這又將導致某些違背人們直覺的怪論(例如“分球怪論”)。因此,公理集合論的處理方式,尤其是選擇公理的使用,仍有進壹步討論的必要。
對悖論的壹些深入探討
羅素悖論的發現,也促進了對於悖論(包括語義學悖論)成因的深入思考。1905—1906年間,龐加萊在《數學與邏輯》壹文中提出了悖論的根源在於“非直謂定義”的論斷。所謂非直謂定義是指:借助於壹個總體來定義壹個概念(或對象),而這個概念(或對象)本身又屬於這個總體。這種定義是循環的(羅素稱為“惡性循環”),或者說是“自我涉及”的。例如,異常集“所有的非生物的集合F ”就是如此。因為,F是借助於“所有的非生物”這壹總體來定義的,而F本身又是這壹總體中的壹員。考察語義學悖論,也會發現類似的“循環”或“自我涉及”的蹤跡。例如,“說謊者循環”就是A,B兩個人的話彼此循環,而格列林-納爾遜悖論中的“自謂的”和“它謂的”定義,則涉及了形容詞對於自身的真假。
1931年,塔爾斯基(A.Tarski)在《形式化語言中的真概念》壹文中,提出了“語言層次”的理論。雖然這壹理論主要是針對形式語言的,但對於日常語言中的語義悖論研究也有重要意義。塔爾斯基認為,日常語言在語義上是封閉的:既包含了語言表達式,又包含了陳述這些語言表達式語義性質(例如“真”、“假”)的語句。這是語義悖論產生的根源。要建立實質上適當、形式上正確的關於“真句子”的定義,就必須對語言進行分層處理:被談論的語句屬於某壹層次的語言(稱為“對象語言”),而陳述該語句語義性質的語句則屬於高壹層次的語言(稱為“元語言”)。“說謊者悖論”就是因為斷言了自身的真假,混淆了語言的層次而造成的。
1975年,當代著名邏輯學家克裏普克(S.A.Kripke)在《真理論綱要》壹文中提出了解決悖論的新方案。其中的壹個核心概念是“有根性”:要判斷壹個含有真值謂詞(“真”或“假”)的語句,必須尋找這個語句的“根”——相應的不含真值謂詞的語句。例如,要判斷“‘凈水是無色透明的’是真的”這句話的真假,就要看“凈水是無色透明的”這句話對不對,後壹句話不包含真值謂詞,並且它的對錯是可以判斷的,因此,前壹句話是有根的。只有有根的語句才可以判斷其真假,無根的語句則不行。“說謊者悖論”和“說謊者循環”都是無根的,這是悖論的基本特征。
新近的悖論研究受到了“情景語義學”的影響,語言邏輯學家註意到:許多語義悖論實際上不僅僅涉及語義,也與說話時的語境(包括語言使用者)等語用因素密切相關。以“說謊者悖論”為例,當某人說“我正在說謊”時,這意味著他在某種語境中表達這句話為真的斷言。但是,“‘我正在說謊’是假的”這壹語句,卻不能在同樣的語境中陳述,陳述它的是另壹種語境。因此,悖論的根源不在於“自我涉及”,而是因為不同的語境。只要分清每壹句話的語境,許多所謂的“悖論”就不再是真正的悖論了