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我们识数吗? 2013-04-27 15:39:58

在哲学和数学上,最难的东西往往难在了最简单最基本的地方,而这些东西从牛顿到弗雷格之前,都没有人能搞明白。后来维特根斯坦意识到了这个问题,说了句雷翻世界的疯话"世界是事实的总和,而非事物的总和。"因此被经院的哲学大拿们当成了怪物。这位中学劣等生和高考失败者不得已跑到剑桥找到罗素,请他帮忙鉴定一下自己到底是不是白痴:"如果是,我就去开飞艇,如果不是,我就去做哲学家"。罗素就让他随便写篇论文来看看。结果罗素说:说实话,他的论文我一个字都看不懂。但从第一句我就知道他是一个天才。

哈哈,这就是牛人的自信吧.。罗素后来回忆说,这场相识是他一生中“最令人兴奋的智慧探险之一”。

这里有几部传记片子很好看,http://v.youku.com/v_show/id_XNDkzMTc2MDA4.html

这是《维特根斯坦传》:



另外,刚刚读到一篇谈到这段公案的读书笔记,挺有趣的,zt过来:

texasredneck:读维特根斯坦(数学和逻辑)

这一篇会有一些难度,我认为自己的这一个系列是写给那些想了解语言哲学的人看的,尽量浅出。已经知道的人用不着看,我以为自己缺乏深入的本钱。

西方哲学和神学从来都和数学有密切的联系,以后会进一步谈到,在这一点上和中国哲学走的路似乎有所不同。这个里面有一个很重要的关联,数学是一个很严密的 东西,结论会有普遍性。比如说,芙蓉姐姐美不美,难得定论;而1+1=2,没有人去怀疑。所以说,我们要想自己的语言严密而可靠,就得往数学那一边靠。

当人们认识到逻辑比数学是一个更根本的东西时,自然就想语言也得要用逻辑来彻底的整一下,看看哪些东西是合乎逻辑的,我认为这是语言哲学的最重要的根源。所以说,想理解语言哲学不懂一些逻辑就是笑话了。

其实撇开这一点,了解弗雷格是怎么样从逻辑构造出数还是很有些意思的,知道那些最重要的思想是怎么一回事,考察人的智力活动能够到达一个什么样的高度,怎 么都会是很吸引人的。而且逻辑是不要什么预备知识的,很多中国人在美国迅速转行做了码工就是证明,相对论就不行,没有相当的预备知识,弄不懂那玩意。

关键就在于要把理念论彻底抛弃,没有什么本质,只有按照一些性质来建立的集。无论什么一元论,二元论都不对,那都是在假设有一个东西是本质。从这一点出发我以为读懂本篇是会有相当的帮助,把观念扭转过来就好办了。

下点功夫无疑能理解一些并不难的逻辑,原因是我做到了,除了我母亲在某些时候以为我很有点聪明(我在文章中说过)以外,没有人有类似的看法,比如太太就经 常认为我是愚笨不堪。当然,任何母亲都喜欢说这一类不能当真的话,你看我的孩子是多么聪明,十个月就会说我要什么,什么,但是没料到了三十岁,有些人还是 只会说这一句。

下面来对付我认为是困难的一段。
我们首先来看一下所谓自然数系统,正整数和加法,乘法运算构成了一个系统,它概括了所有的正整数,不会出现说不清楚的东西,运算结果一定在这个系统系统以内,因为没有减法,不会出现负数,更不会出现分数。
这是一个最基础的东西,没有了它,可以说整个数学都不大有可能。因为有理数,无理数都得要建立在它的基础之上,它是整个数的基础。
那么第一步就是得想办法把它构造出来。

我想有些人在这里会有些惊奇,这会用得着构造吗?1,2,3,4不是摆在哪里吗?我们不是从经验中得到了吗?

要讨论数学和经验的关系是一个基本不可能完成的课题,因为各人看法并不一致,在很多时候这里的分歧就决定了哲学流派,并无定论。我只讲罗素的看法以及根据,希望你看完了以后,对你能够有所启发。

罗素认为数学是思想的产物,这一句话并不好理解,因为他是一个逻辑学家,说这种话是会很严格的。他没有说数学仅仅是思想的产物,意思可能是尽管经验可能对数学有帮助,谈论与实际无关的数学没有意义,但是,单凭经验我们是不能得到数学的。

首先,自然界并不存在1,2,3,4,只有二个人,三个苹果等等等,数字是一种纯粹抽象。有人到某个原始部落,发现那里的人就不知道数字,你问某人有多少 兄弟,得到的回答就是一堆名字,如果太多,或者那人不想麻烦,回答就是很多,根本不知道说有五个,或者七个(英语中的月,星期都是没有几的)。

下一个问题就更关键了,正整数是一个包含无限元素的集合,意味着不可能数出来,比如一个人数一生,或者从地球诞生时就开始数,也只能数到某一个数字,后面仍然有无穷多而数不完。所以说,靠数数不能得到全部正整数。

按照弗雷格的观点,数不能是数出来的,而是用逻辑构造出(0,1,2,3,…)这样一个正整数集。这个过程有点绕口,努力试一试吧。

首先定义什么是数,那是一个集合,这个集合是集的集(开始绕口了)。二个苹果看成一个集,二个人看成另一个集,我们以所有里面包含有一双元素的集的共同点作一个新的集,这个集就是二。
也许有人会说,你不数怎么知道是二,非常正确,我不能知道是二,但是,用一一对应我可以定义什么是数。数是一个集,虽然我不能知道是几,
数(n)《苹果(n),人(n),……》,
数(n)这个集里面又有很多集,这些集的共同点就是包含的元素可以一一对应,这就是数的意思。下面就可以把几弄出来。
首先是0,一个不包括任何元素的集,比如人和非人的共同部分(A和非A的交集);
这个集肯定是唯一的,实际上我们就有了一;
数@《数(0)》,数@也是一个集,里面仅有有数(0)一个元素。
数(1)《数@,苹果(1),人(1)……》,数@里面只有一个空集数(0),它就与一个苹果,一个人恰好一一对应。
这里的关键是理解空集即是多,又是一,依赖于你怎么样来确定集,对数(0)来说,它是多,有好多个空集;对数@来说,它却是一,唯一的空集。只要这个弯子转过来了,下面照着这个思路继续就可以了,
数@@《数(0),数(1)》,
数(2)《数@@,苹果(2),人(2)……》。
就这样我们不停定义数@@@,数@@@@,…..,
就能够有了数(3),数(4)……,延伸到无穷,就形成了一个正整数系列。
换一种说法,弗雷格纯粹用逻辑构造出一个集合序列,
《 》,《 》,《 》,《 》,……….
下面我们给它们规定符号,开始的那个(不能说第一,因为我们还没有1)是所谓0,就是A和非A交集;接下来的那个是所谓1(同样也不能说第二),是一个集合,里面包含了能一一对应的那些那所有的集合;如此类推下去。
这就是0,1,2,3,…….,也就是自然数,它能满足我们对自然数要求。有了这个序列,接下来我们才可以数数了,我们说三个人,三就是指的那一个能一一对应的集合。
在这里纯粹使用地是逻辑,根本没有数,1,2,3….只是一些符号。
也许有人会说,要怎么复杂干什么,我小时候就是数的。我完全同意,我母亲一样是教我数数的,但是,你数到过多大的数?据说有人睡不着而数到过1000,我 没有做过,人数到一定的程度时就自然会明白怎么数下去,这就纯粹是逻辑在起作用,推理出来的。所以说,逻辑才是一个最根本的东西。

弗雷格的这个说法在很多数学教科书中都可以找到,在论及这一段数学史和哲学史的书中几乎一定会有(提到是一定的,不然这本书在讲什么?),那么其为什么这么重要?

就在于弗雷格说出了一个非常重要的道理,实际上正整数是逻辑构造出来的,我们的数数不过是在作一一对应,只不过我们原来不知道。弗雷格第一次揭示了这个有些神秘的过程,这是完全可能是合理的。

从哲学方面来看,与此类似,那些语言哲学家的功绩就是把人们思想中隐秘着的逻辑分析出来,使我们清楚地知道什么的真正的思考,什么在我们思想中具有核心地 位。从这个角度来看,他们的重要性不言而喻。也许他们理论并不完善(他们自己毫不讳言这一点,实际上从他们哲学和数学中可以得到:不可能有一个包括一切的 完善系统,这一点是他们和传统哲学家最重要的区别),但从开辟了一个新的视角来理解世界这一点上,他们必定是不朽的。
在哲学方面,其重要性我已经讲过了。那么下一步必然要问:为什么逻辑对数学那么重要呢?

那是因为数学的基础一直有一个大问题,二千多年无法回答实数是什么,而这个问题不论在理论上,还是在应用中,都无法回避。
直观地说,数学,数学,连数都弄不清楚,怎么学呢,深一步说,现代的数学不谈集合,根本就没有可能。
应用中的问题更大。举一个简单的例子,计算机每一秒钟都在进行大量的加法,因为要寻址。我们凭什么相信加法的有效性,因为可能算出一个人们不知道的数,从来没有数到过,经验保证不了。
我来说一个数学史上非常出名的实例,但遗憾的是只有学过经典力学的人才能真正理解。牛顿在发现力学三定律的同时弄出了微积分,这可不是偶然的,因为没有微积分,他写不出三定律来,那玩意必须得用微积分这种语言来表达,也才能理解。
而微积分必须建立在实数的连续性上,但是,实数的定义和连续性却是康托尔在将近200年以后才给出。所以说,在康托尔之前,微积分的基础存在着致命的漏洞。
我想有人会说,牛顿力学用得那么好,这不就够了,为什么我们要费那个脑筋。但是这样不行,过去用的好,不一定能证明将来也会不错。比如说,在2到3这个区 间里有无穷多,不可数的实数,我们必须得知道这些实数是所谓连续的,不出现其它的玩意,不然微积分就会失效,牛顿力学也会跟着失效。由于那是无穷多,经验 和以前的成功都不能保证将来,如果发射了一个卫星,其状态刚刚进入了一个以前从来不知道的间隙,那里实数不连续,卫星就可能掉下来。

所以说罗素认为在弗雷格之前,人们以为数是给数出来的,根本不知道数的真实含义,这个问题不解决,数学就始终是一个悬着在的东西,缺乏基础。
构成正整数和解决实数问题都是用的一个方法,集合论,实际上用的是逻辑。也就是说,如果逻辑这个东西靠得住,那么实数就必须是连续的,卫星就不会掉下来; 计算机的寻址也不会出错(实际上除了学龄前儿童,没有人用经验直接来验证加法的有效性)。而在以前,人们只能说:如果实数是连续的,那么卫星就不会掉下 来。
我想大家都会同意这个基础就是要扎实得多。

罗素说:
“我认为大学中有院系之分是必要的,但其结果是很不幸的。逻辑被人看做是哲学的一个分枝,而且曾为亚里士多德所论述过,因此大家就认为这一个科目只有熟悉 希腊文的人才能讨论。结果,数学只被不懂逻辑的人所讨论。自亚里士多德和欧几里德时代到本世纪,这种分裂是有很大的损害的。”
我前面所说的数学并不包括逻辑,原因就在于此。当然,现在大部分人说的数学都包括逻辑,离开了逻辑不好谈数学,而我说的是历史上逻辑和数学的关系,只能分开谈。
弗雷格是第一个领悟到逻辑对数学的极端重要,由此而来,二十世纪将数学和逻辑结合起来,对数学产生了极大的影响,不夸张地说,这个世纪几乎所有的数学进展,都与这个结合有关。而且还产生了一个弗雷格,罗素都没有想到的学科,计算机科学就是建立在数理逻辑的基础之上。
计算机硬件的基础是以爱因斯坦那一批物理学家完成的;软件基础就是弗雷格那一批数学家奠定的。二十世纪之交这个世界充满了动荡,战争冲突连续不断,很难有人能预测到那些数学家,科学家,而不是政治家,军事家,最终会改变整个世界。
弗雷格很难说是一个传统意义上的哲学家,他的工作集中阐明数学的逻辑意义和语言的逻辑关系上面,恐怕从来没有要想过建立一个解释世界的哲学体系,他只是看 到了逻辑对数学的无比重要,因此也想这样来解释语言(也许是反过来的,最大可能是同时的,我不知道),由此他对哲学产生了无比深远的影响。
因为所谓的分析哲学,语言哲学说到底就是:如果严格地按照逻辑,关于这个世界我们能说一些什么。
这是一个非常奇妙联系,现在你可以对语言哲学,分析哲学加以藐视,但是有一个东西却无法否认,那就是计算机科学不能没有命题运算,类型论,如果没有弗雷格,罗素,哥德尔,是不可能有图灵的,那么今天的计算机就不能存在。
所以说,如果你能看到这一篇文章,绝对不是因为在天上有一个理念的计算机,而是因为有建立在逻辑之上的集合论。


 

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浏览(1247) (0) 评论(4)
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文章评论
作者:牢头 留言时间:2013-04-28 19:59:34
谢谢老几。
是啊,人走到今天,上帝的漏洞似乎越来越难补了:))。。。
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作者:老几 留言时间:2013-04-28 16:44:09
“最难的东西往往难在了最简单最基本的地方”,说得好!
人们在思维的惯性作用下,习惯与把已知当教条。能发现漏洞并把最简单最基本的地方弄清楚的,才是大“家”。
回复 | 0
作者:牢头 留言时间:2013-04-28 12:28:02
谢谢瑾子,英国(BBC等)拍了很多人物传记片都很好看。
回复 | 0
作者:瑾子 留言时间:2013-04-28 07:41:38
有意思,找时间看看这个片子,谢谢!
回复 | 0
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