五千年(敝帚自珍)

主题:【文摘】经 典 悖 论 漫 游 (一) (作者:泽熙) -- 不爱吱声

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家园 【文摘】(六)由权变遭遇的悖论

  6-1阿雷斯(Allais)悖论

  下面两个式代表你将获得的收入,X是一个不定的量,你将选择哪一个,S1还是S2?

  (1)S1=0.9X+$100,000

  (2)S2=0.89X+$250,000

  显然,最好的选择取决于X是多少。

  当X=$15,000,000,S1=S2=$13,600,000

  当X〉$15,000,000,S1〉S2

  当X〈$15,000,000,S1〈S2

  这个悖论对决策理论有较大影响。

  6-2纽卡(Newcombs)悖论

  这也是决策理论中的一个。有两个盒子A和B放在桌子上:

  A是透明的,可以看见里面有$1,000,

  B是不透明的,上面写着或者是$1,000,000,或者是0。

  你可以在下面的两种选择中,只能取一个(1)或(2):

  (1)只选择B

  (2)A和B两个都选

  你会作出什么选择?

  有一个教授曾经作过一个实验:他让1000个学生选,其中999个学生选择了(1),只有1个学生选择了(2)。而这999个学生一人只获得$1,000,而那1个学生却获得了$1,000,000。为什么呢?因为这个教授事先已经作了预测,并作出这样的安排:

  如果选(2)B盒子里就不放任何一分钱,

  如果选择(1)B盒子里就放$1,000,000。

  而这个教授的预测只有千分之一的失误。如果你已经知道了这个结果,重新再选,会选哪一项。注意,这一回,教授可能又作出了新的预测。

  6-3谷"堆"的定义

  如果1粒谷子落地不能形成谷堆,2粒谷子落地不能形成谷堆,3粒谷子落地也不能形成谷堆,依此类推,无论多少粒谷子落地都不能形成谷堆。

  从真实的前提出发,用可以接受的推理,但结论则是明显错误的。它说明定义"堆"缺少明确的边界。它不同于三段论式的多前提推理,在一个前提的连续积累中形成悖论。从没有堆到有堆中间没有一个明确的界限,解决它的办法就是引进一个模糊的"类"。

  这是连锁(Sorites)悖论中的一个例子,归功于古希腊人Eubulides,后来的怀疑论者不承认它是知识。"soros"在希腊语里就是"堆"的意思。最初是一个游戏:你可以把1粒谷子说成是堆吗?不能;你可以把2粒谷子说成是堆吗?不能;你可以把3粒谷子说成是堆吗?不能。但是你迟早会承认一个谷堆的存在,你从哪里区分他们?

  它的逻辑结构:

  1粒谷子不是堆,

  如果1粒谷子不是堆,那么,2粒谷子也不是堆;

  如果2粒谷子不是堆,那么,3粒谷子也不是堆;

  ---

  如果99999粒谷子不是堆,那么,100000粒谷子也不是堆;

  ------------------------------------

  因此,1000000粒谷子不是堆。

  按照这个结构,无堆与有堆、贫与富、小与大、少与多都曾是古希腊人争论的话题(见《不列颠百科全书》)。

  6-4秃头的定义

  这也是连锁悖论中的一例,和上面的游戏完全一样。最早叫Falakros谜:

  你可以把只有1根头发的叫秃头吗?能;你可以把只有2根头发的叫秃头吗?能;你可以把只有3根头发的叫秃头吗?也能。但是你不会把有一万根头发的人叫秃头。你从哪里区分他们?

  6-4"一整袋谷子落地没有响声"

  在古希腊,还流传着这样一个故事:如果1粒谷子落地没有响声,2粒谷子、3粒谷子落地也没有响声,类推下去,1整袋谷子落地也不会有响声。

  响声是由振动引起的,1粒谷子落地可能引起的振动太小,人耳听不到,但是用仪器却可以测得出来。而一袋谷子落地引起的振动大,人耳自然就可以听得到了。

  应该注意,古希腊辩论家的用意不在于此,他们并不是真的要探讨事实,而是试图找到逻辑演绎与事实的差别。如果承认谷子落地从没有响声到有响声是一个系列,那么其间也会有一个变化的模糊区域。

  6-5预料之外的绞刑时间

  这个悖论在英语里叫"Paradox of the Unexpected Hanging";最早从口头传开是在本世纪四十年代。

  一个囚犯在星期六被判刑。法官宣布:"绞刑时间将在下一周七天中的某一天中午进行,但是具体哪一天行刑将在这一天的上午再通知你。"囚犯分析道:"我将不可能在下个星期六赴刑,这是最后一天。因为星期五下午我还活着,那么我知道星期六中午我一定被处死。但是,但是这和法官的判决有矛盾。"根据

同样的推理,他认为下一个星期五、星期四、星期三、星期二、星期一、星期日。因此,法官的判决将无法执行。

  这种连锁悖论式的推理并不难理解,法官的判决可以在下个星期六以外的任何一天被执行,囚犯的预期落空。还有一个"预料之外的考试时间悖论"和这个悖论的结构完全一致。

  6-6"卵有毛"

  惠施曾经与一个辩者辩论过这个题目。辩者说鸡蛋里面有毛,惠施却反对。

  辩者说:"如果鸡蛋里没毛,那么孵出来的小鸡怎么身上有毛?"惠施说:"鸡蛋里只有蛋清和蛋黄,没有毛。你什么时候看见过鸡蛋里面有毛了?小鸡身上的毛是小鸡身上的毛,不是鸡蛋里的毛。"但是辩者不能接受。

  辩论双方都以"眼见为实"做标准,从而忽视了从没有毛到有毛的转化过程。不知道生物学对此会作出什么解释,从方法上来讲,他们没有界定毛从无到有的界限,似乎都不接受"小鸡身上的毛也可能是鸡蛋里的毛"的模糊区域。

  6-7宝塔从有到无

  这是哲学中从量变到质变的一个例子。一个宝塔,如果从下面抽走它的砖,一块一块地抽,这是量变。当到达一定的度时,宝塔倒塌了,发生了质变,说明宝塔没有了。我们可以看到一准确的"度"。

  但是现在从上面拿走它的砖,一块一块地抽,这也是量变。直到拿完,宝塔不存在了,发生了质变,但我们就不容易找到从量变到质变中间的一个准确的"度"了。

  6-8孪生子佯谬

  这是一个与相对论有关的悖论(Twin Paradox)。

  爱因斯坦的成就之一,就是引进了一个定律,用C表示恒定的真空光速,把它纳入自然常数之列,作为不可达到的最高临界速度。根据光速恒定,引出了相对论的两个著名的"佯谬",它们曾经被人嘲讽为相对论的"荒诞无稽"的结论。

  "孪生兄弟佯谬"是指以快速运动为参考系的钟,比静止参考系中的钟走得慢。根据这一结论,我们可以得出这样的一个结果:一个乘飞船按接近光速的速度在太空旅行的人,当他返回地球的时候,就会比生活在地球上的孪生兄弟年轻。因为他的生物钟,比留在地球上的人要慢。尽管目前的宇宙飞船还远远达不到接近光速的速度。

  在1905年,爱因斯坦的狭义相对论确立以前,牛顿定律是速度远远小于光速条件下的定律,机械自然观统驭着人们的空间想象,因此无法解释这一现象。爱因斯坦关于时间相对论化的概念是崭新的,它取缔了牛顿"绝对时间"的概念,使"绝对运动"概念也失去了立足之地。

  6-9"会变的尺"

  这是相对论引出的另一个"佯谬":一把快速运动着的尺子,它和静止状态相比,在运动方向上长度缩短。这个问题是从迈刻尔逊实验结果提出来的,后来形成了洛仑兹的机械收缩假说。爱因斯坦认为,这种收缩可以用两个参考系之间存在着的相对速度来解释(见聂运伟编著的《相对论的摇篮:爱因斯坦传》)。

  6-10夜空为什么是暗的?

  这是有名的奥伯斯(Olbers,Heinrich Willhelm)悖论:如果空间无限延展,而且星体均匀分布,我们的任何视线都应该碰到起码一颗星球。那么,天空不是应该一直都是明亮的吗?这个结论显然与事实不符。

  这个问题早在1610年开普勒就注意到,直到1823年德国天文学家奥伯斯重新提出以后才广泛引起关注。过去有很多的猜测,如宇宙只有有限的星体、星体的分布不是均匀的、星体越远可视光越少,遥远的光还没有到达地球等等。"大爆炸"理论出现以后,宇宙的年龄不是无限的,被人为是一个最重要的原因。?quot;大爆炸"开始算起,宇宙距今有一百到两百亿年的历史。年轻的宇宙还没有时间将光充满夜空(《星期日电讯》1997年10月5日)。

  后记

  本文所记都是流传很广的常见悖论。随着现代数学、逻辑学、物理学和天文学的快速发展,又有不少新的悖论大量涌现,人们在孜孜不倦地探索,预计他们的成果将极大地改变我们的思维观念。本文罗列的悖论解释多为一管之见,错误难免,希望读者批评指正。

  (1999年11月22日于美国)

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