宗教信仰

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哥德尔的“不完全性定理”

   
   我们面对的重大问题无法在我们制造出这些问题的思考层次上解决。
   ――爱因斯坦
   
   哥德尔(1906-1978)在中国是值得大吹特吹的人物,国外一般认为哥德尔与爱因斯坦都是上世纪最有影响的科学家。特别是在数学界和人工智能界,甚至有很多教授认为哥德尔高于爱因斯坦。但在国内,哥德尔远不如爱因斯坦名声响。究其原因,除了哥德尔理论的艰涩外,可能还由于哥德尔本人性格的内向。

   哥德尔(Godel)一般被认为是亚里士多德以来最伟大的逻辑学家(或许还加上一个弗雷格,他是现代逻辑的创始人)。他有几个主要的贡献:一阶逻辑的完备性定理,哥德尔第一、第二不完全性定理、连续统假设与ZF公理集合论的协调、旋转宇宙里时间旅行的可能、把莱布尼兹的上帝存在论证明转化为逻辑形式。在他的晚年,他对哲学产生了深厚的兴趣,尤其是康德、莱布尼兹和胡塞尔的哲学理论。(哥德尔晚年的转向,其背后包含有什么东西呢?)
   在第一不完全性定理中,哥德尔证明了,任一包含算术的形式系统,它的一致性和完全性是不可兼得的。或者这样来说,如果一个包含算术的形式系统是一致的,那么这个系统必然是不完全的。所谓不完全,就是指存在一个公式A,使得A和┐A在这个系统内都不可证。
   在哥德尔第一不完全定理中,哥德尔创造性地应用了很多理论,如递归函数,哥德尔编码,对角化,自引用等。在可计算的意义下,N上可表达性、递归函数、图灵可计算(也就是目前的计算机可计算)、lambda函数等计算模型都是等价的。正因为这些计算模型的等价性,哥德尔的工作经常被借鉴到其它计算模型上去。
   
   自引用
   哥德尔在第一不完全性定理的证明中,构造了一个公式G,使得这个G是真的但在这个系统内却是不可证的。这个G可以理解为以下的汉语描述:“这个数论语句在系统中是不可证的。”这个G是不可证的,也就是“这个数论语句在系统中是不可证的”在系统中是不可证的。在这里,我们看到了“自引用”(或称“自指”,“怪圈”)。
   这种怪圈并不是在数学上独有的。侯世达先生(Douglas R. Hofstadter)的《哥德尔、艾舍尔、巴赫――集异壁之大成》[2]是人工智能界的一本奇书。在这本书里,作者考察了各种形式的“自引用”。为了对这种“自引用”有个直观的了解,大家不妨看一下艾舍尔的木雕画,看看那些“瀑布”、“拿着反光球的手”、“变形”、“左手画右手,右手画左手”等怪画。同样,在巴赫的卡农与赋格里,也存在类似的怪圈。数理逻辑学家哥德尔更是神奇般地把这种怪圈引进了以精确著称的数学领域。令人叫绝的是,侯世达先生甚至在本书的创造中也使用了很多怪圈。
   另外,在博尔赫斯和卡尔维诺的文学作品里,我们也可以看到类似的怪圈。
   再者,这种怪圈在道德界也经常可以发现,但它往往是以反面的形式出现,也就是“不自指”的。我们习惯于指责他人,我们很难做到“责人先责己”。我们严于律人,宽以待己。我们习惯于指责其它民族,我们却很难反省一下我们历史上的“帝王将相”动则活埋数十万人,我们却很难反省一下狂乱的“文化大革命”。(目前,市面上总算看到了关于文革反省的《一百个人的十年》(冯骥才著))我们习惯于指责社会的物质化,我们却很难控制自己对物质的欲望。我们习惯于指责社会在堕落,我们却很难反省我们参与了整个社会的堕落。我们习惯于指责其他人贪污腐败,我们却很难反省一下我们对权力财富的不当追逐。我们习惯于说别人都是坏的,我们却很难反省我们自己也是坏的。其实,一切道德命题都应该是“自指的”。康德的“普遍化原则”说道:“要只按照你同时认为也能成为普遍规律的准则去行动。”
   再来看自然语言方面,每个词语都要由其它词语定义,那么在语词深处,不可避免地是循环定义的,是自引用的。
   不要再讲这么多太玄的东西,我们只要简单地对看一眼,这时就是一个“自引用”的悖论。假设甲与乙对看了一眼,那么请问甲看得多,还是乙看得多?如果说甲看得多,那么甲看到的所有东西(通过甲的眼睛在乙的眼睛里的成像)都会被乙看到,这样来说乙看得更多;如果说乙看得多,同理可得甲看得更多。这不是悖论是什么?
   这种怪圈在音乐界,在美术界,在文学界,在数学界,道德界、语言界乃至日常生活中都有其客观的存在,那能否说怪圈是人类的一种现象呢?是不是因为某种更本质的怪圈(比如意识里的怪圈),才导致了这种怪圈现象在音乐、在美术、在文学、在数学上的投影呢?现象学、存在主义、心理学、唯识学能对这种怪圈现象有什么贡献吗?
   --庄朝晖

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