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觀點 | 認(rèn)識邏輯應(yīng)當(dāng)從哪里開始?(相當(dāng)專業(yè)的講解版)

 育則維善余言 2017-10-01

近來,在《科學(xué)網(wǎng)博客》發(fā)了一些文章,這些文章有些是我過去的講義,有些是我的讀書筆記,沒想到得到科學(xué)網(wǎng)和許多熱心朋友的厚愛和鼓勵,在此向所有瀏覽我的博客和留言朋友表示感謝。


目前我個人的關(guān)注是在邏輯、數(shù)學(xué)、語言、計算和哲學(xué)的交叉點,很難用一門學(xué)科加以概括,但是這些學(xué)問的基礎(chǔ)是相同的,這就是邏輯。以邏輯為中心點,做若干條線段,就可以到達(dá)幾個彼岸:


數(shù)學(xué):自19世紀(jì)以來發(fā)生的數(shù)學(xué)危機(jī)以及后來人對這種危機(jī)的管控,導(dǎo)致了對數(shù)學(xué)的形式化的研究,導(dǎo)致了現(xiàn)代數(shù)學(xué)其基本語言就是一階謂詞邏輯,而其具體的實現(xiàn),一是集合論,二是算術(shù)語言,三就是范疇論。


語言學(xué):邏輯學(xué)對語言的關(guān)心不是一個學(xué)科對另一個學(xué)科的關(guān)心,而是將語言問題當(dāng)做邏輯自身的核心問題之一。本質(zhì)上,現(xiàn)代符號邏輯的一個重大使命就是成為其它科學(xué)的形式語言,因此邏輯學(xué)研究的起點就是對語言問題的研究——所謂形式系統(tǒng),首先是一個形式語言系統(tǒng)。具體到語言學(xué)——對自然語言、人類日常語言的研究,自1957年《句法結(jié)構(gòu)》的發(fā)表,以喬姆斯基為代表的生成語法理論風(fēng)靡全球,這個理論的理論基礎(chǔ)就是Emil Post提出的基于可證明性的產(chǎn)生式系統(tǒng)的形式句法;換句話說,喬氏早期的理論,吸收了許多邏輯學(xué)30年代的研究成果。而對自然語言語義的研究則發(fā)端于Montague,塔爾斯基的學(xué)生,一位邏輯學(xué)家。Montague對自然語言語義的最初動機(jī),來自于Bar-Hillel向喬姆斯基的建議——將邏輯學(xué)的形式句法和語義研究引入到當(dāng)時流行的結(jié)構(gòu)主義語言學(xué)中來。在謂詞邏輯的教學(xué)活動中,通常有一項練習(xí)是將一階謂詞語言和自然語言(英語)互譯。Montague發(fā)現(xiàn)這個過程的某個部分是機(jī)械式的,可以形式化,這樣,一階語言的表達(dá)式就可以成為對自然語言句子語義解釋,沿著這個方向走下去就使得邏輯成為了自然語言語義形式化的語言。


計算:計算的本質(zhì)是形式系統(tǒng)的演繹過程的形式化。前面講的是將一階語言用于數(shù)學(xué)的形式化,語言學(xué)的形式化,但是能否描述自身的形式化過程呢?哥德爾對算術(shù)公理系統(tǒng)的研究證明無法做到:一致性和完備性不可兼得。但是如果不將這個形式系統(tǒng)運(yùn)用到其它公理系統(tǒng)僅僅作為一個演繹過程,那么其研究就變成了這樣一些問題:如何定義這個過程的邊界?如何知道這個過程一定可以推演出“正確的”結(jié)果?這個所謂“演繹過程”應(yīng)當(dāng)是什么?圖靈對此問題給出的答案是圖靈機(jī),而丘奇給出的λ-演算,柯里給出的是組合子邏輯,波斯特給出的是產(chǎn)生式系統(tǒng),克里尼給出的是遞歸函數(shù)模型,然后還有馬爾科夫算法,一共是六類。


這樣的研究使得邏輯發(fā)生了根本性變化——函數(shù)成為邏輯學(xué)的基本元素。這樣,就造成了邏輯學(xué)的兩個發(fā)展方向:以集合為基本元素的邏輯和以函數(shù)為基本元素的邏輯。這兩類邏輯的實質(zhì)就是我在《淺談類型論》和《如何從邏輯走向計算》兩文都提到SICP的作者的觀點——陳述性知識和過程性知識。


有些朋友對《數(shù)理邏輯發(fā)展的動機(jī)》一文提出批評,說為什么沒有提到哥德爾,甚至有人認(rèn)為沒有提到哥德爾就是誤導(dǎo)。哥德爾無疑是偉大的邏輯學(xué)家,在上述幾個模型中都有哥德爾貢獻(xiàn);在集合論領(lǐng)域,哥德爾是Neumann-Bernays-G?del公理集合論(簡稱:NBG公理集合論)的貢獻(xiàn)者之一,這是一種不同于ZFC的集合論理論;哥德爾還是Herbrand-G?del遞歸函數(shù)和可計算函數(shù)的創(chuàng)始人之一。最重要的,哥德爾那兩篇劃時代論文,是任何圖靈完備的計算體系理論架構(gòu)的理論基礎(chǔ)。但是,哥德爾的邏輯體系,源自于德摩根-皮爾斯-施羅德-勒文海姆-塔爾斯基體系,與主流的邏輯主義、形式主義和20世紀(jì)后半期重新受到重視的直覺主義學(xué)派不太相同,因此在這樣一篇短文中把哥德爾的學(xué)說說清楚并且說得誰都聽得懂,對我是巨大的挑戰(zhàn),因此說不清楚還不如不說。沒有提哥德爾的另一個主要原因是,此文的主要目的是接續(xù)我前面關(guān)于組合子邏輯和lambda演算與邏輯學(xué)傳統(tǒng)的歷史傳承,以及邏輯和計算的演變關(guān)系。為了突出這個主題不可能面面俱到。


哲學(xué):自亞里士多德時代起,邏輯就一直是哲學(xué)的仆人,它是現(xiàn)代邏輯產(chǎn)生前西方哲學(xué)的表述外殼。到了19世紀(jì),數(shù)學(xué)危機(jī)的出現(xiàn),使得許多數(shù)學(xué)家開始思考數(shù)學(xué)的意義,戴德金那篇最著名的關(guān)于數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的論文就是《Was sind und was sollen die Zahlen?》(數(shù)是什么?數(shù)應(yīng)當(dāng)是什么?)。對這個問題以及對集合論所引發(fā)的悖論問題的思考,使得現(xiàn)代邏輯問題背后都有哲學(xué)的身影,由于篇幅關(guān)系,這個問題容后展開討論。


如果將上面的議論歸結(jié)起來那就是:所謂數(shù)學(xué)的形式化、語言學(xué)的形式化、計算科學(xué)的形式化、哲學(xué)的形式化,其實就是這些學(xué)科的邏輯化,用邏輯的語言對對象學(xué)科進(jìn)行邏輯重構(gòu),基本工具就是集合論、函數(shù)論、以一階語言為核心的演繹規(guī)則。當(dāng)然語言學(xué)要用到更復(fù)雜的邏輯系統(tǒng)。


這篇小文留下了許多“容后再說”的空白,今后會慢慢補(bǔ)上。本文的主題想回到邏輯學(xué)的第一課:初學(xué)邏輯應(yīng)當(dāng)從哪里開始?這篇小文原來發(fā)在了《豆瓣·邏輯小站》上,是為沒有邏輯背景的人寫的?,F(xiàn)在看來要把邏輯的來龍去脈說清楚不至于引起誤解其實也不容易,因此就把這篇文章做了局部調(diào)整后放到這里。

邏輯初步—— 學(xué)習(xí)邏輯應(yīng)當(dāng)從哪里開始?

從哪里開始


邏輯學(xué)是一門博大精深的學(xué)問,這門學(xué)問所覆蓋的領(lǐng)域包括了哲學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、人工智能和語言學(xué)。除此之外邏輯學(xué)還是學(xué)習(xí)法律的基礎(chǔ)課程,同時又是所有科學(xué)包括人文科學(xué)和自然科學(xué)在內(nèi)都必須掌握的基礎(chǔ)知識。


我們知道,生物中人類和其它動物的最大區(qū)別就是語言和思想。人具有思考的能力,具有把思考的過程和結(jié)果外現(xiàn)化(我們稱之為“表達(dá)”)的能力。如果把這種能力用一種固定的公式化的方法表示出來,而這種表示與思考、表達(dá)的內(nèi)容無關(guān)、而只和表達(dá)的形式有關(guān),那么這種形式上程式化的方法就是一種邏輯。之所以說是“一種邏輯”,是指任何會思考的人類,都會循著一定的無意識的認(rèn)知能力,對周圍的事物做出各自的判斷、歸納和推理。如果兩個人、兩組人群對同一事物、存在、過程,根據(jù)各自不同的背景、經(jīng)驗、理論、信仰做出不同的判斷、歸納和推理,就會形成不同的結(jié)論,而當(dāng)這兩種不同的結(jié)論發(fā)生沖突時,就會產(chǎn)生辯論,而辯論雙方都會根據(jù)“公認(rèn)的法則”(即雙方都認(rèn)為是有效的推理規(guī)律)力圖證明己方的結(jié)論是合理的,對方的結(jié)論是不合理的。但是由于辯論雙方各自的前提、假設(shè)、出發(fā)點和推理的方法不同,因此就形成了不同的“邏輯”。這就是法律、法院存在的理由。某項法律是對某些特定事件前提、假設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定,所有辯論方都必須以此為論辯前提、假設(shè)和出發(fā)點。因此,法律的存在,消除了辯論雙方因各自“邏輯”不同產(chǎn)生的結(jié)論沖突。 


既然所有的人都會有各自的人生觀、信仰,那么這個世界上就會有千千萬萬種邏輯。例如,以“金錢是一切人生幸福和榮耀的根本源泉”的人,在做任何判斷時,都會以“利”作為判斷的基準(zhǔn)。信仰“人不為己天誅地滅”的人,在任何事情發(fā)生時只會考慮自己的利益。這種人在對任何事情做出判斷時首先考慮的是,這事是否于我有利。即使是基本信念相同的人,由于各自的背景、教育、人生經(jīng)歷的不同,對事物的判斷推理過程和結(jié)論也不相同。除此之外,由于動物的自衛(wèi)本能,當(dāng)自己的判斷、推理、信念受到攻擊時,所有人都會“本能地”利用自己潛在的推理知識為自己辯護(hù),正當(dāng)化自己的行為、言論和判斷。 


到了20世紀(jì)后半葉,信息革命的興起,使得判斷推理不再是人類的專利。作為人類智能延伸工具的計算機(jī),也開始具有邏輯運(yùn)算的功能,盡管這種功能在人類面前還十分初級。計算機(jī)可以做任何復(fù)雜的邏輯運(yùn)算,并將這種運(yùn)算轉(zhuǎn)換為其它運(yùn)算,例如算術(shù)運(yùn)算等。利用計算機(jī)進(jìn)行邏輯推理、這一直是人工智能研究的重點之一。 


而作為人類智慧的最高結(jié)晶——數(shù)學(xué),則徹底剝離了人類在思考世界其它事物時的“偏見”——每個人所擁有的“個性邏輯”,使得所有研究數(shù)學(xué)的人,必須遵循一個一致的、完備的方法才能得到不矛盾的結(jié)論和結(jié)果。人類對數(shù)學(xué)的了解越深入,就越需要這種方法,這就促使數(shù)學(xué)家們找到一個比我們常見的判斷、歸納、推理模式更為精確的方式完成數(shù)學(xué)研究的任務(wù)——證明。證明,是數(shù)學(xué)家們展示自己世界和研究成果的唯一方式,任何數(shù)學(xué)成果,都必須以定理的形式體現(xiàn),而定理之所以成立,就是證明,而證明則是數(shù)學(xué)中對判斷、歸納和推理的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語??梢哉f,數(shù)學(xué)的生命在于證明,證明的基礎(chǔ)就是判斷、歸納和推理。而數(shù)學(xué)證明,是最純凈化的、沒有世俗、沒有偏見、沒有形形色色各種“個性邏輯”摻雜的判斷、歸納和推理。 


通過上面的議論,我們的結(jié)論是:人類思考、表達(dá)思想的過程就是判斷、歸納和推理和結(jié)論,這是我們?nèi)祟愓J(rèn)識世界從事任何事業(yè)時最主要的精神活動。老板對一個項目是否投資、個人在工作中是繼續(xù)維持還是跳槽等、都需要做出決策,每個人的決策過程盡管不同,但都因循著判斷、歸納、推理這個模式得到自己滿意的結(jié)論。因此, 判斷、歸納、推理、結(jié)論 是任何人在這個世界上都必然具有的精神活動。這四個概念就是我們學(xué)習(xí)邏輯的出發(fā)點。

   

什么是邏輯


對此,我們先不必忙著下定義,只要將我們在第一部分談到的4個關(guān)鍵詞:判斷、歸納、推理和結(jié)論沒有忘記即可。也就是說,所有邏輯學(xué)的內(nèi)容,都和這4個關(guān)鍵詞有關(guān)。


說到“判斷”,實際上是我們對世界的認(rèn)知;當(dāng)我們對世界的某個部分有了了解,獲得了比較系統(tǒng)的認(rèn)知后所獲得的“知識”。例如,跟一個人相處、在一個單位工作一段時間后,我們都可以對這個人、這個單位作出判斷,作為我們對這個認(rèn)知對象的知識。國外有個求職網(wǎng)站叫Indeed,在這里求職者就可以找到目前或者曾經(jīng)在這個單位工作的評價,作為后來者的參考。這些評價,就可以構(gòu)成判斷?!斑@家公司的薪水不錯但是公司文化不適合我”,“和我處事的主管人很不錯,從他身上可以學(xué)到許多東西”,等。這些判斷合在一起就構(gòu)成了我們對這個談?wù)搶ο蟮摹爸R”。 當(dāng)然,這些判斷基本都在我們的生活常識內(nèi),例如“薪水不錯”,并沒有明確具體數(shù)額,但是一般人仍然會根據(jù)經(jīng)驗、市場等得到相應(yīng)的期望值。 


“判斷”的更大用處出現(xiàn)在教科書。任何教科書的任務(wù)是傳授知識,而傳授的媒介是語言,語言所表達(dá)的內(nèi)容格式就是判斷,可以說,教科書中所有傳達(dá)知識的句子都是判斷句,特別是對概念的定義、說明更是如此。因此,理解判斷也是我們學(xué)習(xí)新知識的基本能力之一。 而構(gòu)成“判斷”的句子,大致上是由代表概念的名稱和和代表屬性的謂詞兩個部分組成。因此,要了解判斷,就要了解“概念”是什么,“屬性”是什么,而對“概念”、“屬性”的了解,則要深入到哲學(xué)領(lǐng)域,從人類精神與世界的互動中把握、理解。 


判斷,只是對某概念、屬性的表述,而現(xiàn)實世界的知識是由多個判斷構(gòu)成,從這些判斷中,我們可以決策,得到我們希望的結(jié)論。在這個過程中,每個判斷都不是孤立的,后面的判斷包含前面判斷的概念。而一般的,最后的判斷(結(jié)論)要依賴于前面的判斷,這樣我們才能做決策。這個過程就是“推理”。而推理形式有兩種,第一、我們從個別事實中總結(jié)規(guī)律;和朋友約會,那個人第一次遲到了、第二次遲到了、第三次遲到了,或許我們就會歸納得到判斷:此人經(jīng)常遲到。第二,從一般的規(guī)律推斷個別事實;凡假日公司大部分員工不上班;今天大部分員工沒上班,所以今天是假日。還有一些“站不住腳的”推理。例如,在公園門口我看到一個人沒買票就進(jìn)去了;既然他沒買票就進(jìn)去了,是否我也能夠?因此,在日常生活中,我們隨時要做判斷、推理、歸納,作為我們處世做人知識的積累;同時我們也在接受吸收教科書、老師授課所傳達(dá)的判斷、推理和歸納作為另一類知識的積累。人生的所謂閱歷、經(jīng)驗和知識其實就是這種判斷、推理、歸納過程的反復(fù)、從而積累了大量對世界的對象、事件等作出結(jié)論的根據(jù);換句話說,任何有經(jīng)驗的人其實就是在應(yīng)對某些事物、對象、過程中能夠迅速作出正確結(jié)論的人,而之所以能夠如此,有兩個方面的知識積累:第一,對事物本身的經(jīng)驗,第二、對應(yīng)對此類事物、對象、過程的推理經(jīng)驗。 


因此,判斷、歸納、推理、結(jié)論,對這些行為的外在形式進(jìn)行系統(tǒng)研究的學(xué)問就是邏輯。而對判斷進(jìn)行研究,又和哲學(xué)、認(rèn)識論相關(guān),而哲學(xué)思想的表述,也必須借助邏輯的手段才可以完成。從這個意義上,邏輯(表述手段)是哲學(xué)(思想)的外殼,哲學(xué)是邏輯要表述的內(nèi)容,亦即,哲學(xué)在闡述世界的一般規(guī)律時,是以概念、屬性、判斷、推理這樣的形式進(jìn)行的,因此,學(xué)習(xí)邏輯意味著我們同時要學(xué)習(xí)哲學(xué)的一些基本概念。而這些,也是我們學(xué)習(xí)邏輯的起點。因此我們認(rèn)識邏輯的路線圖就是:

  

1. 什么是概念?什么是屬性?

2. 什么是判斷?判斷的種類有哪些?

3. 什么是推理?推理的形式有哪些?

4. 推理的過程——論證是什么?

5. 從一般的推理過程判斷什么樣的判斷、推理不成立——謬誤、悖論和謊言

6. 辯論的一般形式

【補(bǔ)注】


如果通過這篇小文你真的對邏輯開始感興趣,有兩本書是值得一讀的:


一、金岳霖主編的《形式邏輯》。此書成書時間較早(1979年),有些語言反映了那個年代意識形態(tài)的特點,但卻是闡述邏輯基本概念最清晰,邏輯性最強(qiáng),中文行文最為流暢的教科書,反映了老一代學(xué)者學(xué)風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)語言表述準(zhǔn)確的特點。


二、斯蒂芬·雷曼著 楊武金譯《邏輯的力量》。此書最大特點是包含了亞氏邏輯中的詞項邏輯(term logic)和三段論,這是所有后續(xù)邏輯學(xué)的基礎(chǔ)??档略凇都兇饫硇耘小分性?jīng)宣稱,邏輯,自亞里士多德之后裹足不前,因而在所有方面是一門封閉和自足的知識。(Since Aristotle … logic has not been able to advance a single step, and is thus to all appearance a closed and completed doctrine.)?,F(xiàn)代任何邏輯體系,都是建立在亞氏邏輯傳統(tǒng)之上的,在這方面,這本書的價值是獨(dú)特的。除此之外,本書對命題邏輯和證明方法的介紹特別是對德國邏輯學(xué)家根岑的自然演繹系統(tǒng)的介紹獨(dú)樹一幟,學(xué)完本書,對邏輯學(xué)與證明的關(guān)系,以至于對邏輯學(xué)的分支證明論可以建立起明確的概念。


小編:可可

來源:賽義甫科學(xué)網(wǎng)博客,經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載。

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