Sunday, February 22, 2009

悖(Bei)论(Paradox)

(一)理发师的悖论

"在一个村庄里,有一位理发师,他只为所有不剃自己的胡子的人剃胡子”. 可能吗?谁为他剃胡子呢?如果他为自己剃胡子,那他就不只为不剃自己胡子的人剃胡子了;如果他不为自己剃胡子,那他就没为所有不剃自己胡子的人剃胡子了。

表面上看,这句话似很单纯,仔细分析,就会发现它的内在矛盾,它的逻辑不可能性。

符合这这个描述的理发师,是不存在的,因为理发师不可能同时属于“剃自己胡子”和“不剃自己胡子”这两组人。

基于看似正确的假设,作出看似可靠的推理,但却得到矛盾的结果的,就是悖论。

理发师悖论的重要性,不在于它的内容,而在于它的形式。结构上,它与罗素悖论是一样的,那是一个在数学基础理论上非常重要的课题。

集合论(set theory)在数学上很重要;从哲学的视角,数、关系和函数,可以用集合论来完整无余地阐述而使数学建立在纯逻辑的基础上。一百年前,德国数学家/哲学家弗雷格(Frege)就曾尝试通过集合论来作算术的逻辑定义,当时的先驱们以为可以毫无约束地定义集合。罗素认识到其中的困难。他发现,有些集合,可以其本身为元素,有些则不能,如素数或质数这个集合,本身就不是个素数或质数。罗素提出"所有不是其本身的元素的集合"这个集合(the set of all sets that are not member of the set),是不是它本身的元素?在形式上,这个悖论和理发师悖论是一样的。我们可以断言没有这样的理发师,但如果我们说没有这个集合,那就等于把当时刚建立起来的集合论的基础炸开一个大洞!

罗素悖论清楚表明,当时的集合论的数学定义和处理出了困难。解决这困难,在于适当地限制集合的元素资格。集合论因而从朴素集合论进入到公理集合论。

我有意识地和悖论打交道,始于学集合论,而当时就是学罗素悖论或理发师悖论。我一直记得清楚的,而且时不时拿来玩玩的,是理发师悖论。至于罗素悖论,就有点模糊了。如果不是"温习"了一下,恐怕写不出上面那段文字了。不是因为老了,而是玩的东西好学好记,正经的东西难学难记也。

类似理发师悖论的例子很多,我们也许平时不小心身陷其中而不觉。如骗子说“我说谎” 或者骗子说“我是骗子”, “这句话是假的”,这类自指(self-reference)句,多有这个问题,大家要小心。

邱辑

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