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自我指涉(5)——真值的间隙 精选

已有 9772 次阅读 2013-11-25 10:33 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦| 悖论, 真理

塔斯基的理论成功地应用在表达数学和计算机程序的形式语言中。这些语言的功能比较简单,通过元语言与对象语言可以清晰严谨地分层描述。塔斯基是数理逻辑模型论开创者之一,用严谨的数理逻辑建立起语义真理论。他的真语句集不可定义性定理和判定性问题的研究,在数学、哲学、语言学上意义重大。他对语义悖论的层次结构解决方案,从1933年起主导了这个领域,一直到1975Kripke发表了影响深远的著名论文“Outline of a Theory of Truth”才遇到了真正的挑战【1】。

明确的语言层次结构虽然规避了自我指涉的语义悖论,很成功用在形式语言中,但对于要求有更丰富表达能力的日常语言显然是不自然和不完备的。例如它要求不能在有关联的同一个段落(context)中说“雪是白的”和“‘雪是白的’是真的”,因为它们属于不同层次的语言。在塔斯基理论里,每一个层次语言中都定义了自己“真”的概念,高层语言包含着低层语言所有的元素,它就包含有下面各个层次不同的“真”谓词,当我们说起“真”的时候必须分清它是属于哪一个层次的。判断语句到底属于哪一个层次,这也会成为一个问题。例如,迪恩说:“尼克松说的所有关于水门事件的话都是假的。”尼克松反咬一口:“迪恩说的所有关于水门事件的话都是假的。”因为这两个语句都有评判对方语句的功能,若依评判者而定,它们不能在同一个层次,评判句子要比被评判的句子高一个层次,但是它们间是互相评判的,所以怎么把它们分出层次都会产生矛盾。

生硬的层次结构,违背人们习惯的谓词定义,以及自然语言分层的矛盾,让人们重新审视塔斯基针对“谎言悖论”,设计的解决方案思路。谎言悖论“这句话是假的”,极为干净,形成了悖论的原因很简单,它因自我指涉在逻辑推理后导致矛盾。要解决它,必须在自我指涉否定自己和逻辑规则,这两者中改变一个。塔斯基认为,逻辑是科学的基础,这是不可改变的,所以他选择避免语句评判自己的自我指涉。

但是自我指涉在日常语言和数学中都是经常出现,在绝大多数情况并没有造成问题,并具有难以取代的功能,例如:“这篇博文是用中文写的”,“这里写的都是真话”,以及集合论和哥德尔定理的证明的技巧都是合法、必要和成功的。认为谎言悖论的问题是“不规范”和“没意义”句子的指责是没有道理的,它只是特殊情况时的病态,为了治疗这种病态,要付出改变自然语言习惯为代价,甚至牺牲了语言表达能力的完备性,这个手术太大,不可能被大众接受。自然语言远比形式语言功能强大。人们宁愿容忍其中的矛盾,而且这矛盾在实践中很常是可以被解释清楚的。

作为悖论的解决方案,如果想保留自我指涉,那只能研究怎么改变逻辑规则,来容忍这个矛盾了。

采用辩证法确实是一种解决方案,人们可以承认一个句子既是真的也是假的。这样子所有自我指涉悖论的结果都是合法的。但这否定了逻辑中的矛盾律。否定了这个亚里士多德在他的“形而上学”里,称为“一切原理中最为确定(the most certain of all principles)的矛盾律”,从而无法据此来推理,这对于建立在之上的科学是难以接受的。

如果仅仅在认知语句为真时放弃排中律,在“真”和“假”之外,有个非真非假的“未定”状态,这还是符合人们对语言的学习过程和现实情况的。设想一下牙牙学语的小孩,对“雪是白的”这句话,是无法断定其真假,直到他学了“雪”和“白”与实物的对应,见到了雪,才能断定这句话是真的,在这之前对这句话的判断处在未定状态。有些话,人们永远都无法断定真伪的。这时就要用到三值逻辑,真和假值间符合通常二值的逻辑运算,“未定”与真假值之间的逻辑运算,可以有不同的设计。Kleene的强三值逻辑是其中一种,规定只有“真”和“未定”的与运算的结果为真,其他的“与”运算及“非”运算,有“未定”参与的结果设计仍为“未定”。

按照语义真理论的观点,真理是如何定义指称语句为“真”这个谓词。Kripke的方案模仿了塔斯基的T模式和分层语言结构来定义语句为真的谓词T,只不过这层次不在语法上,而是仅仅用在逐步定义这个“真”的谓词步骤(stage)中,用解释语言L0, L1, L2,…来实现这个构建T语义的过程。所以这方案称为隐层次结构。

中国文化的思想方式基本是接受这个规则。知识的传承通常用口诀和经文的背诵,在与事实对照修正中来领悟。讲究的是读书千遍其义自现,各种不加定义的概念含义和关系在众多事例参照下,从模糊到清晰一层一层地涌现,最后豁然开朗融会贯通,这叫顿悟。而不是像西方科学中的概念,是由逻辑逐个依次严格定义上来的。

在隐层次构建的每一个步骤里,谓词T是部分定义的,有“真”、“假”和“未定”值,依Kleene的强三值逻辑规则进行推理。不同步骤解释语言的唯一区别,在于同一个内涵谓词T的外延不同。在这语言的语句集合中,设有两个不相交的子集UV,依真假分别用来放语句φ,这对应于T<φ>为真和假值的分类。在最初解释语言L0里,所有的语句都在未定状态,集合UV都是空的,对所有语句φT<φ>值都是未定。然后在高一层次语言对低层语句,用三值逻辑的T模式来判定未被放入UV语句的真理值T<φ>如下:

φ is true (false) in Lα  T<φ> is true (false) in Lα+1

不难看到,在这个步骤α增加的过程中UV里的语句不断地增加,遗留在外面的越来越少,T<φ>值不是未定的越来越少。这个单调的变化过程终究有时尽,这时T<φ>值是真和假的都已经在UV中,遗留在外的语句,不再随着α增加能在Lα语言里判断出其真假值,也就是T的含义不再随着步骤增加而改变了。这时的步骤记为γ,谓词T就像定义在这语言中有:

φ is true (false) in Lγ  T<φ> is true (false) in Lγ.

这个过程一般化称为“固定点定理(Fixed point theorem)”说:完全偏序链上的单调算子至少有一个固定点。它在现代形式真理论中扮演了中心的角色。

谎言的句子因为无法肯定它的真假值,所以不在UV中,叫做在“真值的间隙中(truth-value gap)”。为什么谎言句子和原来一系列语言悖论的句子,现在不再是悖论呢?因为它们在推理中否定了真和假的可能后,在三值逻辑中还允许停留在“未定”值中,这里的规则没有排中律,所以不构成矛盾。

Kripke的论文虽然只是一个大纲,但它是在塔斯基真理论之后最有价值的,合乎直觉和自然语言习惯,能够规避谎言悖论困境的方案。尽管它还有许多疵瑕,还不能彻底摆脱塔斯基的层次结构【3】,但被公认为富有哲思和洞见,及其敏锐精致的理论。

但是,用三值逻辑能够完全摆脱了悖论的困境吗?看下面加强型的谎言悖论:

这句话是假的或者未定的。

从逻辑推断上,无论判断它是真的、假的、还是是未定的都会发生矛盾。这叫做悖论的“报复问题”,当你给出一种解法时,又产生了一个与原来完全类似的新悖论,仍然无解。

自我指涉深入到人类思想的基因中,它的悖论犹如一种无法治愈的疾病,各种的解决方案只能尽量规避或将它驱逐到不怎么常见的地方。下篇将介绍,这相同的疾病也困扰着最为重视严谨性的数学基础,为了解除痛苦,现在也正吃着各种类似的药。

(待续)

 

【参考资料】

【1】 Kripke, S. (1975): "Outline of a Theory of Truth", The Journal of Philosophy, vol. 72, no. 19: 690-716. http://philo.ruc.edu.cn/logic/reading/Kripke_%20Theory%20of%20Truth.pdf

【2】WikipediaYablo's paradox http://en.wikipedia.org/wiki/Yablo's_paradox

【3】Kripke: 真理论https://phil-commune.net/bbs/thread-635-1-1.html

 



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