悖论及其它
你也许在国内大学的课桌上看到过有人用笔写上了这样的话“不准涂画”,你可能只是一笑而过。如果这样你就已经错过了一次思考由悖论引出的一系列问题的机会。这些逻辑上自相矛盾的问题已经导致数学的多次革命性成果,也许这些问题就包含着人类认识的一些终极问题的答案。
数学上的几次大危机多和悖论有关。最有戏剧性的是,罗素提出理发师悖论(一个理发师的招牌上写着:城里所有不自己刮脸的男人都由我给他们刮脸,我也只给这些人刮脸。)寄给即将出版《算法基础》第二卷德国的著名逻辑学家哥特洛伯·弗里兹,使得他认为建立得十分完美的集合理论面临崩溃。弗里兹只好在书中插入附言:“一个科学家所遇到的最不合心意的事,莫过于是在他的工作即将结束时使其基础崩溃了,我把罗素的来信发表如下……”据说,弗里兹使用的词“不合心意”(undesirable)是数学史上最词不达意的说法了。
悖论的关键在于逻辑上的排中律(矛盾律),即认为逻辑上矛盾的两面不能同时成立。比如命题“本命题是错误的”。如果引号内的命题是正确的,那么应该说“本命题是正确的”,但是这样说的时候,命题却是错误的;如果认为引号内的的命题是错误的,一样可以得到矛盾。关于悖论,从古希腊到今天,很多极其聪明的人好尽毕生心血,都不能得到最终答案,这里自然不会正面展开了。
悖论的另一个根本问题是极限。这里的一个著名悖论就是“康托悖论”,是以公理化集合论的确立者来命名的:一切集合的集合是什么。康托晚年精神崩溃,贫困潦倒而死主要是拜它所赐。这个集合是它自身的元素,那么这个集合永远都没有形成,找不到自己逻辑的终点。前面的几个悖论的逻辑循环也可以归到对无限的认识不足中来。
我们对无限的认识是十分粗浅的,数学上有连续统的概念,自然数是最小的无限,整数和有理数和它一样,也就是说你可以认为有理数、整数和自然数一样多。这种无限是最小的,以至于在这上面的积分等于零。另一个人们知道的“统”就是实数,是比自然数更高的无限,但是两者之间和实数之上的“统”,我们都一无所知,甚至不知道是否存在。如果我们能弄清楚这个最小无限的基本性质,也许目前的大多数悖论都可以解决了。
格德尔证明了著名的“不完备性定理”:任何一个公理体系内都有它不能证明是对还是错的命题。这是对相信科学理性的人们的一次重大打击。格德尔后来给出了一种上帝存在的证明,到死后才公开。他只相信自己的妻子,后来因为妻子生病无法亲自给他送饭,活活饿死了(不吃任何别的人送的饭)。
也许目前的科学还在很初级的阶段,还需要更新的视角和方法。很多走在科学前沿的人最后都自己定义一个上帝,来使自己获得信念上的平衡。比如爱因斯坦相信一种代表宇宙秩序的上帝,这是他寻求大一统理论的动力。有人把上帝定义为绝对的无限,因为绝对无限似乎是人类难以企及的。
有些科学家很崇尚东方文化,因为东方思维不存在这样的问题。矛盾的融合在东方思维中是很正常很常见的,比如阴阳五行。目前的科学观似乎需要一个革命性的飞跃,我相信不会等太久。
最后列几个有趣的或者常见的悖论。一个招牌上写:“不许读这个招牌”。—个单身汉宣称,只有漂亮得不愿嫁给他的姑娘,他才想要。“一切规则都有例外”、“所有知识都值得怀疑”、“凡事一分为二”。
戈登·狄克森的小说“猴子扭伤”,说的是某些科学家想让计算机不工作来节省机器的寿命。他们的办法是告诉计算机:“你必须拒绝我现在给你编的语句,因为我编的所有语句都是错的。”没想到计算机却因此而不断地重复工作直到耗尽它的寿命。










