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罗素悖论及其相关讨论


1楼2006-03-29 17:03回复
    以下为转贴,出处不详:
     如学术界所公认的,悖论问题是数学基础中最困难而又极为重要的问题,二十世纪初的数学家在解决悖论的过程中,也导致了崭新的数学基础理论的产生与发展(这个议题我以後会再谈到)。可是直至今日,不同类型的悖论问题本身仍然没有公认的圆满解答。  

     一九O一年於集合论中发现的罗素悖论,真正引爆了这场数学基础的危机。可是早在罗素悖论之前,康托就於一八九九年在他的超限集合论中发现了所谓的康托悖论。根据概括原则可以构成由所有集合所组成的集合S,即所谓的「大全集」。康托定理告诉我们,任一集合的羃集(Power Set,即由该集合的所有子集合所组成的集合)的基数(Cardinal Number,即集合中的元素个数)大於原集合的基数。由此可知S的羃集PS的基数PS,大於S自身的基数S。但是既然S是大全集,则PS也是S的子集,而子集的元素个数不可能超过其母集,故有PS小於或等於S。综合前述的两个关系式,由此出现了不该出现的矛盾:PS>S并且PS≤S。
      当时康托意识到如果上述的推导找不出问题,又想要消解这个悖论的话,则解决的关键可能在於:不存在大全集,或者是,没有最大的超限基数,又或者是,并非任何的集合都有羃集。但是这些结论如果成立,又会造成超限集合论的大翻修。然而,这个悖论还没有影响到当时数学界的和谐气氛,也没有影响集合论在许多领域的自由应用,所以它一直被忽略。直到形式简洁而明确的罗素悖论被提出,没有任何可辩驳的馀地,数学界才突然落入晴天霹雳的窘境。罗素说:这揭示我们关於真理、概念、存在与类等观念的逻辑直觉是自相矛盾的。
      根据罗素本人的介绍,他当时的思路是这样:我们可以把所有集合分成两类,一类是不属於自己的,不能做为自己元素的集合(例如汤匙的集合,本身不是一把汤匙);再一类就是属於自己的,即本身是自己的元素的集合(例如所有不是汤匙的东西的集合,本身也不是一把汤匙)。这种分类看起来是充分适当而无可怀疑的。现在我们考虑「不属於自身的集合」这一性质,根据概括原则,它可以定义集合S={x|x不属於x},即(x)(x属於S←→x不属於x)(对任一集合x,如果x属於S,若且唯若,x不属於自己)。由此进行简单的全称限定即可推得:S属於S←→S不属於S,从而构成一矛盾命题的等价式,即P←→非P。这个严格的悖论只涉及到集合论的基本概念,如「集合」、「元素」、「集合的集合(以集合为元素的集合)」与「属於」;涉及到的基本原则只有一条「概括原则」,这是统摄任一集合的一条普遍原则,可运用於构造无限集合,甚至是不可数的无限集合,这条原则使得(超限)集合论作为整个数学的基础理论,成为可能。  罗素悖论是属於集合论悖论,它的提出也让数学家重新检视了几个语义悖论,例如以前被视为文字游戏的说谎者悖论。学者们开始对已知的悖论做分类的工作,我们大概分成五种:哲学悖论、集合论悖论、逻辑悖论(或称为语形悖论)、语义悖论与具体理论悖论。哲学悖论以芝诺悖论与康德的二律背反为代表,具体理论悖论则例如我之前在《悖论与科学革命》文中所提到物理学的悖论。而本文的重点,在於从罗素悖论看集合论悖论、逻辑悖论与语义悖论,後面我将介绍罗素悖论的逻辑悖论版本与语义悖论版本。以这些例子,我们可以看到不同类型的悖论的内在联系。
      罗素悖论即使不用任何集合论的术语,而仅用纯粹的逻辑语言,也可以把这个悖论表述出来。我们说一特徵性质定义一集合,而性质这个概念是可以纯逻辑地表达的。例如个体张三(a)具有性质诚实(F),可表示为Fa。性质本身有可以具有某种性质(即二阶述词逻辑,乃至於多阶述词逻辑),如诚实具有可贵(G)的性质,可表示为GF。所有性质可分为两类:一类即非本身具有的性质,此类性质较多,如诚实本身无所谓诚实不诚实,可贵的这个性质本身也并不可贵,该类性质称为平常性质(P);另一类性质则同时也是自己的性质,例如可理解这个性质本身也是可理解的,非人这个性质本身也属非人,这类性质称为非常性质。
      显然,平常性质与非常性质本身也都是性质。现在的问题是:平常性质本身是不是平常性质?结果便是:它是平常性质,若且唯若,它不是平常性质。这个悖论也不需要用到任何语义概念,纯形式的逻辑构造如下:由平常性质P的定义可得,对於所有性质X而言,X具有性质P,若且唯若,X不具有X本身。即(X)(PX←→非XX)。经过全称限定规则,即既然上式对於所有性质都成立,对於性质P自然也成立。便可以得到PP←→非PP。这是一个严格的逻辑悖论(语形悖论),也是罗素悖论的纯逻辑构造。
      一九一八年,罗素提出了罗素悖论的语义版本,即有名的「理发师悖论」:在萨维尔村有一个理发师,他本人有刮胡子的习惯。他挂出了一块招牌规定著:「我给而且只给村民中不给自己刮胡子的人刮胡子。」村子里所有有刮胡子习惯的村民可以分为两类:一类是自己给自己刮胡子的,记为S,一类是自己不给自己刮胡子的,记为非S。试问:该理发师属於哪一类?如果属於S,则按照他自己的规定,他不该给自己刮胡子,因之又属於非S;如果属於非S,则同样按照他自己的规定,他又该给自己刮胡子,因又属於S。从而得出,该理发师属於S,若且唯若,他属於非S。这是一个严格的语义悖论,也使得罗素悖论更易为人所理解。


    3楼2006-03-29 17:08
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      • 58.24.199.*
      http://tieba.baidu.com/f?kz=318109701 李均宇(李林星) 集合论悖论的解决V6.0


      4楼2008-02-03 19:39
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        存档。


        IP属地:北京5楼2011-01-22 11:29
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          1.「我给而且只给村民中不给自己刮胡子的人刮胡子。」
          2.村子里所有有刮胡子习惯的村民可以分为两类:
          3.一类是自己给自己刮胡子的,记为S,
          4.一类是自己不给自己刮胡子的,记为非S。
          5.试问:该理发师属於哪一类?
          ------------------------------------------------------
          6.如果属於S,
          7.则按照他自己的规定,他不该给自己刮胡子,
          8.因之又属於非S;
          9.如果属於非S,
          10.则同样按照他自己的规定,他又该给自己刮胡子,
          11.因又属於S。
          12.从而得出,该理发师属於S,若且唯若,他属於非S。
          


          IP属地:北京6楼2011-01-22 11:38
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            好像罗素在开玩笑?


            IP属地:北京7楼2011-01-22 11:42
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              "我给而且只给村民中不给自己刮胡子的人刮胡子":
              这是一个永假式。


              IP属地:北京8楼2011-01-22 19:17
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