【科普】谷堆悖論&禿頭悖論

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2019年6月專(zhuān)題


莫奈-干草堆

歐布里德

Eubulides,歐布里德,也被譯作尤班利茲。古希臘哲學(xué)家,歐幾里得的學(xué)生,生活于公元前4世紀(jì)。最知名的說(shuō)謊者悖論就是由他提出的。

流傳下來(lái)的歐布里德提出的悖論有七個(gè):

  1. 說(shuō)謊者悖論:“我說(shuō)的這句是謊話(huà)”,那這句話(huà)到底是不是謊話(huà)?
  2. 蒙面人悖論:“你認(rèn)識(shí)這個(gè)蒙面人嗎?” “不認(rèn)識(shí)?!?“但他是你的父親。所以你不認(rèn)識(shí)你自己的父親?”
  3. 伊萊克特拉悖論:伊萊克特拉不知道正從遠(yuǎn)處走過(guò)來(lái)的人是他哥哥,但她知道他的哥哥是誰(shuí),那么她到底知不知道正在走近的人是誰(shuí)?
  4. 陌生人悖論:你沒(méi)有留意身邊路過(guò)的人并把他當(dāng)做陌生人,那個(gè)人正好是你的父親,你的父親是你的陌生人嗎?
  5. 谷堆悖論:一顆谷粒不能成為谷堆,但是很多谷粒就可以成為谷堆;同樣,從一個(gè)谷堆上拿走一顆谷粒,谷堆還是谷堆,那么反復(fù)不停地一顆一顆拿走,是否最后剩下的一顆谷粒也還是谷堆?
  6. 禿頭悖論:頭上長(zhǎng)滿(mǎn)頭發(fā)的人不是禿頭,拔掉一根頭發(fā)也不是禿頭,但不停地拔卻能把他變?yōu)槎d頭。
  7. 犄角悖論:你從來(lái)沒(méi)有丟失過(guò)犄角,所以你有犄角。

歐布里德悖論簡(jiǎn)析

  1. 說(shuō)謊者悖論是字面語(yǔ)義和實(shí)際意義之間的矛盾,是抽象符號(hào)自指自謂產(chǎn)生的悖論,這是語(yǔ)言符號(hào)邏輯系統(tǒng)自身具有的不完備性。
  2. 蒙面人悖論是對(duì)“認(rèn)識(shí)”和“識(shí)別出”兩個(gè)單詞的玩弄,或者說(shuō)“你可以識(shí)別父親”但不代表“你可以識(shí)別戴著面具的父親”。
  3. 伊萊克特拉悖論和蒙面人悖論相似。
  4. 陌生人悖論和蒙面人悖論相似。
  5. 谷堆悖論和禿頭悖論相似,我們下面一起細(xì)說(shuō)。
  6. 谷堆悖論和禿頭悖論相似,我們下面一起細(xì)說(shuō)。
  7. 犄角悖論忽略了三段論的前提,即“你有犄角”并且“沒(méi)有丟失過(guò)犄角”才能推論出“你仍然有犄角”這個(gè)結(jié)論。

谷堆悖論

1,000,000粒是一堆。
如果1,000,000粒是一堆,那么999,999粒也是一堆。
所以999,999粒是一堆。
如果999,999粒是一堆,那么999,998粒也是一堆。
所以999,998粒是一堆。
如果...
......所以1粒是一堆。

深入理解量詞

“一捆鉛筆”,“一盒快餐”,“一群人”,“一座山”...很多語(yǔ)言里面都有量詞。

但在程序語(yǔ)言里面沒(méi)有量詞。
var a=12
實(shí)際上在程序語(yǔ)言或者數(shù)學(xué)中數(shù)字和對(duì)象是分離的,我們只處理數(shù)字之間的關(guān)系而不考慮對(duì)象。1+1=2,這既適合于兩個(gè)蘋(píng)果,也適合于兩個(gè)星星。

量詞本質(zhì)是對(duì)事物的一種額外描述,可以視作特殊的形容詞。

量詞和自然科學(xué)中的“單位”非常相似?!耙黄科【啤焙汀?升啤酒”的意思相似。描述的是這些啤酒的體積,10厘米x10厘米x10厘米這么一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的體積;也表示從體積方面來(lái)描述,但它往往不是一個(gè)固定的標(biāo)準(zhǔn),啤酒瓶有大有小并不一致,除非你親眼看到,否則你并不能確定“一瓶啤酒”是多少,100毫升可以是一瓶,1升也可以是一瓶。

雖然看似都是體積相關(guān),但“升”是個(gè)數(shù)量詞,“瓶”是個(gè)形狀量詞,即從形狀的角度來(lái)描述的。如下圖,從風(fēng)油精瓶到液化氣瓶,各種容器都可以叫做瓶子?!捌俊笔且环N抽象的形狀概念。

“堆”也是個(gè)形狀量詞,它約束的是一種底部多上面小的形狀結(jié)構(gòu),而不是數(shù)量,這就解決了谷堆悖論的問(wèn)題:“堆”和數(shù)量不相關(guān),只和形狀結(jié)構(gòu)相關(guān)。如下圖,可以說(shuō)最少四顆谷粒就能構(gòu)成“堆”。

模糊語(yǔ)義

與數(shù)學(xué)語(yǔ)言和程序語(yǔ)言不同,在自然語(yǔ)言中有很多無(wú)法定量甚至無(wú)法定性的語(yǔ)義。比如說(shuō)“大小多少”“貧窮富貴”“幸福悲傷”等等。

這可以把米粒換成沙子、頭發(fā)、金錢(qián)等,比如:

擁有1000萬(wàn)的是富人。
那么擁有999萬(wàn)的也是富人。
擁有999萬(wàn)的是富人。
那么擁有998萬(wàn)的也是富人。
...
擁有1塊錢(qián)的也是富人。

這里就產(chǎn)生了悖論,原因就在于“富有”這個(gè)定義是相對(duì)的,模糊的。當(dāng)我們說(shuō)某人是富人的時(shí)候,往往帶有一個(gè)相對(duì)的前提,那就是相對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō),他是富有的。

但是比大多數(shù)人多1塊錢(qián)算是富有嗎?多2塊呢?多2000萬(wàn)呢?

我們之所以說(shuō)它是模糊的,就是因?yàn)闊o(wú)法確定一個(gè)清晰邊界,日常中不能說(shuō)擁有一千萬(wàn)的是富人,而九百九十九萬(wàn)九千九百九十九塊的就不是富人。

另一個(gè)典型的情況就是顏色,我們習(xí)慣把400納米到760納米的人眼可見(jiàn)光范圍劃分成赤橙黃綠青藍(lán)紫幾種顏色。但是日常生活中我們無(wú)法說(shuō)清橙色和黃色之間的界限到底在哪里,這對(duì)很多科學(xué)研究帶來(lái)了干擾,以至于最終科學(xué)家們強(qiáng)行把600納米作為一個(gè)分界線(xiàn),599納米的是橙色,600納米的就是黃色,這聽(tīng)起來(lái)像是悖論,但卻是科學(xué)研究的必須。

實(shí)際上,關(guān)于我們?nèi)粘Kf(shuō)的貧富也有類(lèi)似的官方說(shuō)法,在國(guó)際上的富人標(biāo)準(zhǔn)是個(gè)人凈資產(chǎn)在1000萬(wàn)到10億美元。

對(duì)于很多尚未或者無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)量化的模糊內(nèi)容,比如“美丑”“善惡”,一個(gè)臨時(shí)替代方案是群組投票,即讓大家一起來(lái)評(píng)判,用“少數(shù)服從多數(shù)”的辦法劃分界限,即多數(shù)人認(rèn)為美即是美。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)數(shù)字化技術(shù)的要求,很多模糊語(yǔ)義都將逐漸被清晰定義,但是這個(gè)過(guò)程可能需要數(shù)十年甚至更久,也許本身就是一個(gè)不可能完成的任務(wù),模糊語(yǔ)義數(shù)據(jù)的提取和處理也是目前自然語(yǔ)言理解的一個(gè)難題。

量變引發(fā)質(zhì)變vs智能理論

更多的人愿意把谷堆悖論解釋為量變引發(fā)質(zhì)變,雖然這聽(tīng)起來(lái)有些詭異,但也很有意思。

一根一根拔頭發(fā),拔到量變引發(fā)質(zhì)變,變?yōu)槎d頭...

我們把這種現(xiàn)象視為涌現(xiàn)更加合適。

涌現(xiàn)是指由多個(gè)子元素共同組合而表現(xiàn)出來(lái)的全新行為或?qū)傩?/strong>。

比如“不禿”就是由數(shù)萬(wàn)根頭發(fā)組合之后集體表現(xiàn)出來(lái)的屬性,動(dòng)物行為是由全身數(shù)十億細(xì)胞組合之后集體表現(xiàn)出來(lái)的特征。

涌現(xiàn)現(xiàn)象只能在跨層級(jí)之上才會(huì)出現(xiàn),而至于在何時(shí)出現(xiàn)(多少元素、怎么組合),至今還沒(méi)有比較成型的科學(xué)理論,我們只是知道“它就那么出現(xiàn)了,而不知道確切如何出現(xiàn)?!?/p>

目前所知關(guān)于涌現(xiàn)的知識(shí)可能只有以下幾點(diǎn):

  • 多個(gè)元素?!岸顺晌椤保瑑蓚€(gè)元素就可以涌現(xiàn)出“重復(fù)、一致、同步”這些特征。
  • 互相關(guān)聯(lián)。所有元素都必須是互相關(guān)聯(lián)起作用的,“協(xié)同或?qū)αⅰ倍伎梢浴?/li>
  • 成組分化。如果元素之間形成模塊成組,功能產(chǎn)生分化,那么整體涌現(xiàn)就會(huì)更有效率,比如螞蟻群和蜜蜂群形成的群體行為。
  • 秩序相關(guān)。所有涌現(xiàn)都必然基于元素之間的秩序和變化規(guī)律,比如秋天遷徙的大雁隊(duì)列在天空中涌現(xiàn)出的“一字”或“人字”造型。

我認(rèn)為,對(duì)于涌現(xiàn)現(xiàn)象的研究,很可能將會(huì)誕生一門(mén)新的顛覆性科學(xué),它將是所有科學(xué)的科學(xué),甚至是智能本身的科學(xué),它才是真正的智能理論The Intelligence Theory。

智能理論的核心研究對(duì)象至少應(yīng)該包含隨機(jī)、重復(fù)以及基于此兩者和時(shí)間因素形成規(guī)律的規(guī)律。

本月專(zhuān)題中上一篇提到的飛矢不動(dòng)悖論同樣可以從涌現(xiàn)現(xiàn)象中得到解釋?zhuān)腿缤娪澳z片一樣,每一幀畫(huà)面都是靜止的,但這些畫(huà)面的內(nèi)容分布在整個(gè)時(shí)間線(xiàn)上之后,就涌現(xiàn)出了復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。飛矢不動(dòng)概念揭示了整個(gè)宇宙運(yùn)行的最基本原理。


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每個(gè)人的智能新時(shí)代

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