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说一说人类语言的局限性
用户登陆 | 刷新 | 本版嘉宾: 快刀浪子 星空浩淼 XXFF |
星空浩淼 发表文章数: 1743 |
说一说人类语言的局限性 说一说人类语言的局限性 星空浩淼 人们对语言科学的探讨,除了有自然科学和哲学上的意义之外,还有一个技术上的动力:计算机技术、人工智能技术。 对语言规范化标准化之后,我们需要将它符号化形式化,以便于将语言所承载的思维规律表现为符号演算规律;将语言所承载的思想信息翻译成一个符号逻辑系统(因而作为一个形式系统)来进行“定量的”研究,将它们变成计算机程序,实现人工智能,实现人机交流和对话,让机器更好地作为人类智力的延伸来为人类服务。有一个“黑匣子”原理:如果你跟一个关在黑匣子里面的东西进行对话交流,你无法判断里面是人还是机器,那么我们就可以说里面的机器有人类的智能,不管那所谓“智能”是如何实现的。 然而人们在语言科学的探讨中,发现人类语言在交流思想、描述我们这个世界方面,存在局限性——语言的描述能力是有限的,正应了我国古代老子的话:“道可道,非常道;名可名,非常名”。而对语言进行符号化形式化时所得到的形式系统又有进一步的局限性:这个形式系统难以完整地描述人类所有的自然语言。当然人们发展多种逻辑来相互补充,例如模糊逻辑、模态逻辑、量子逻辑、概率逻辑... 以下以点代面地散谈一个例子。 对于如下两个命题: 1)A是B; 2)A不是B 二者必然有一个为真,一个为假,不可能两个都真或两个都假。 然而我们再看命题: 3)现在的法国国王是秃顶的 4)现在的法国国王不是秃顶的 按照前面的逻辑规律,二者不可能都假。但是由于“现在的法国国王”是不存在的,因此常识告诉我们,两个应该都是假命题。但是3)和4)是相互矛盾的两个命题,怎么可能都假呢?这是一个著名的逻辑难题。也许你会说,象3)和4)这样的命题没有意义,因为主语不存在。然而你再看下面两个命题: 5)孙悟空是存在的 6)孙悟空是不存在的 这两个命题显然是一假一真,是有意义的。况且,探讨主语是否存在这样本体论的问题属于自然科学的任务,在逻辑学中只管写出这么个命题来,从逻辑学的角度来分析命题的性质,逻辑学家无法知道或不关心主语是否存在。 我们说3)和4)是逻辑难题,主要因为它暴露了现代符号逻辑的局限性。为此,先看下面两个命题: 7)天下乌鸦一般黑 8)这只乌鸦是黑的 由于这里编写公式不方便,我用文字语言来表达符号化之后的结果: 对7)的符号化是“对于任何x,如果x是乌鸦那么x就是黑色的”; 对8)的的符号化是“存在一个a,a是乌鸦并且a是黑色的”。 因此命题3)/命题4)的符号化是“存在一个a,a是现在的法国国王并且a是/不是秃顶的”。 同理,命题5)/命题6)的符号化是“存在一个a,a是孙悟空并且a是存在/不存在的”。 由此可见,命题3)-6)的符号化方式,都是先有“存在一个a”,尽管整个现代符号逻辑大厦就是这么建立起来的,其他地方都是行之有效的,但在这里就有了局限性。 进一步地,在命题5)和6)中,“存在”一词作为形容词,表达的是一种性质,这在符号化中体现得更为明显。以前谈到“上帝存在之证明”的难题,就与此有关。这个难题不是为了证明上帝真的存在,而是想研究问题出在哪儿。为了怕大家忘了,这里再提一遍“上帝存在之证明”: a)上帝是完全的,即上帝具有一切性质(这个可作为对“上帝”的定义) b)存在是一种性质 c)所以上帝是存在的 我现在的观点是,问题出在a),即下定义时我们不能随心所欲,而是有限制的。我们不能定义“具有一切”的东西,用全称来定义无穷集合的东西一定要小心,否则就会导致罗素悖论那样的东西。 (休息了两天,写完这个又该忙去了。有不确切之处,供大家指正和讨论) 持之以恒就是胜利
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可见光 发表文章数: 421 |
Re: 说一说人类语言的局限性 舅舅,“现在的法国国王是秃顶的”这个问题你以前不是已经“解决”了吗? 我看倒是你早晚要秃顶的——跟以前外公一样,嘻! 你看不到我的眼泪,因为我在水里
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快刀浪子 发表文章数: 1200 |
Re: 说一说人类语言的局限性 热闹的马路不长草,聪明的脑袋不长毛 看来有遗传的,可见光MM要当心了 :) 乱石穿空,惊涛拍岸,卷起千堆雪。 江山如画,一时多少豪杰。
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可见光 发表文章数: 421 |
Re: 说一说人类语言的局限性 谢谢快刀兄的提醒,不过男女有别啊!很少看到哪个女性秃顶的,不然也太惨了点:-) 你看不到我的眼泪,因为我在水里
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快刀浪子 发表文章数: 1200 |
Re: 说一说人类语言的局限性 请星空兄对下面的问题科普一下 :) 根据哥德尔的不完全定理,在足够复杂的形式系统中,存在着不能证明的真命题。请问,这是不是形式化方法的缺陷?在实际使用的数学中,会不会也存在着不能证明的真命题呢? 乱石穿空,惊涛拍岸,卷起千堆雪。 江山如画,一时多少豪杰。
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星空浩淼 发表文章数: 1743 |
Re: 说一说人类语言的局限性 “根据哥德尔的不完全定理,在足够复杂的形式系统中,存在着不能证明的真命题。请问,这是不是形式化方法的缺陷?在实际使用的数学中,会不会也存在着不能证明的真命题呢?” 我的看法是,哥德尔不完全定理很难说是不是反映了形式化方法的局限性。因为也有可能跟方法无关,而是由本质上的东西所决定的。 在实际使用的数学中,当然存在着大量不能证明的真命题——首先那些公理就是无法证明的真命题。另外一个命题是真是假,有时候要看是在什么理论范围中。例如几何中的平行公设,在非欧几何和欧氏几何中就不同。受这个启发,由于连续统假设(有理数集合的势和无理数集合的势之间没有其他势)是无法证明的,于是人们试图通过肯定连续统假设来建立一个理论系统,否定连续统假设来建立另外一个理论系统,但后者到目前为止不甚成功。 一个理论系统由若干公理组成,只要能够成功地否定其中一个或几个公理(或者添加公理,或者用新的公理替代其中一个或几个公理),则能得到另一个理论系统。一些平行宇宙思想就是基于这种逻辑。 有时候,一个真命题不但无法证明(既无法证明命题为真也无法证明命题为假,即,无法证实和证伪),而且关于“这个命题无法证明”这件事本身,也是无法证明的! 从明天开始,有段时间来不了了。过段时间在和大伙儿侃。 持之以恒就是胜利
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快刀浪子 发表文章数: 1200 |
Re: 说一说人类语言的局限性 我的看法是这样的:(很可能不正确) 形式化实质上是抽取了数学的经验内容,将其公理和推理规则提取出来,使其更加简洁清晰(但推理时会变得复杂)。对形式系统进行解释就能得到原来的数学系统(当然也可以解释成别的东西) 因此形式化并没有改变数学实质的逻辑结构。因此系统的不完备性不是因为形式化的缺陷 乱石穿空,惊涛拍岸,卷起千堆雪。 江山如画,一时多少豪杰。
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快刀浪子 发表文章数: 1200 |
Re: 说一说人类语言的局限性 星空兄说在数学中存在着大量不能证明的命题(公理不能算在内)。这些命题只是目前无法证明,还是根本就不可能得到证明呢?如果是后者,那么得出这个结论的依据是什么? 乱石穿空,惊涛拍岸,卷起千堆雪。 江山如画,一时多少豪杰。
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星空浩淼 发表文章数: 1743 |
Re: 说一说人类语言的局限性 1)快刀兄第一个帖子的看法我基本赞同。 对一个理论进行“编码”或“翻译”之后得到的形式系统,最完美的结果就是完整地保留和继承了原理论的信息,是原有理论的另一种表现。否则这个形式化就不算成功。但是形式化的前提是,人们对原有理论必须是完全清晰的。好比量子力学的公理化运动,就是在量子力学理论比较成熟时才开始进行的。按照形式主义哲学流派的野心,这世界一切理论(当然包括物理学)都可以变成一堆符号和规则所组成的形式系统,整个儿一个“符号动力学”。 2)“星空兄说在数学中存在着大量不能证明的命题(公理不能算在内)。这些命题只是目前无法证明,还是根本就不可能得到证明呢?如果是后者,那么得出这个结论的依据是什么?” 在一个形式系统中,如果存在不能证明的真命题,那么就说明存在一个与这个系统中所有公理都独立的真命题,因此原有公理集合就不完备(没有概括完这个系统中存在的所有真理),也就是说这个形式系统不完备,就得进行扩充。此时这个不能证明的真命题就得作为一条新的公理进入原有公理集合中。因此不能说“公理不能算在内”。寻找不能证明的真命题,是考证系统是否完备和寻找新的真理(公理)的一个方法。 所谓“不能证明”,当然是指原则上不能证明。证明就是依据已知的公理,根据一些规则进行符号演算的过程。一个真命题“不能证明”,说明了这个真命题所包含的真理内容,是原来的公理集合中所有公理都没有包含的。“不能证明”的依据,也是严格的数学证明,即通过数学证明来证明这个真命题“不能证明”,即既无法证实,也无法证伪。例如通过证明这个命题不跟已知所有的公理矛盾,并且这个命题的否定命题也不跟已知所有的公理矛盾,从而证明这个命题不可判定(不可证明) 一个形式系统,好比数学上的空间;而形式系统中的公理集合,好比是空间中的坐标系;真命题好比空间中的矢量。如果三维空间里面只建立了二维坐标系,这个坐标系对于三维空间而言就不是完备的:因为存在一些矢量,无法用这个二维坐标系展开表示。公理集合中的各个公理之间必须是相互独立的(不能相互推导出),如同作为坐标系的各坐标轴矢量(或坐标基矢)必须是线性无关的;公理集合中的各个公理不能相互矛盾,如同一个矢量在给定的坐标系中有唯一的展开。总是,独立性、相容性(又称无矛盾性、一致性)和完备性是一个公理集合的要求,也是空间中选择坐标系(坐标基集合)的要求。用这种几何思想来研究公理系统是本人的独创。:-) 持之以恒就是胜利
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快刀浪子 发表文章数: 1200 |
Re: 说一说人类语言的局限性 1)公理化与形式化不同。比如欧氏几何是公理化的,但没有形式化。形式系统是没有经验意义的,必须通过解释才能获得经验意义 2)公认的观点好像是这样的:即使我们完全理解了原来的理论,将其形式化有时也无法完整地保留原理论的信息。我不大清楚其原因是什么 3)星空兄说“在一个形式系统中,如果存在不能证明的真命题,那么就说明存在一个与这个系统中所有公理都独立的真命题,因此原有公理集合就不完备(没有概括完这个系统中存在的所有真理),也就是说这个形式系统不完备,就得进行扩充。此时这个不能证明的真命题就得作为一条新的公理进入原有公理集合中。” 不完备性是指在有穷条公理的足够复杂的系统肯定是不完备的。因此无需检查其完备性,多加几条公理并不能解决问题 4)星空兄 “例如通过证明这个命题不跟已知所有的公理矛盾,并且这个命题的否定命题也不跟已知所有的公理矛盾,从而证明这个命题不可判定(不可证明)” 证明系统的不完备性主要证明存在不可判断的命题就够了,找到这样的具体命题是很困难的。好像现在还没有找到这样的数学命题 5)关于用几何思想研究公理体系的方法比较有独创性。 请问假命题在数学空间中对应着什么? 乱石穿空,惊涛拍岸,卷起千堆雪。 江山如画,一时多少豪杰。
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快刀浪子 发表文章数: 1200 |
Re: 说一说人类语言的局限性 呵呵,不小心写错了。第3点一开始的“不完备性”应改为“不完全定理” 昌海兄为什么不在论坛设置修改和删除自己的贴子的功能?这样会方便很多 :) 乱石穿空,惊涛拍岸,卷起千堆雪。 江山如画,一时多少豪杰。
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星空浩淼 发表文章数: 1743 |
Re: 说一说人类语言的局限性 “1)公理化与形式化不同。比如欧氏几何是公理化的,但没有形式化。形式系统是没有经验意义的,必须通过解释才能获得经验意义。” 前面并没有说公理化与形式化直接等同,只是一个类比。公理化是形式化的前提。形式系统由若干公理、推理规则、变形规则等组成。但有时候,形式系统也直接称为公理系统。 如果你学过群论,知道群表示的概念,我不妨比方:每一个具体的理论如同具体的群表示,而形式系统如同抽象群。的确,形式系统是没有经验意义的,必须通过解释才能获得经验意义。同一个形式系统在不同的解释下获得不同的具体理论。不同的解释方法,如果群表示采用不同的表示空间。 “2)公认的观点好像是这样的:即使我们完全理解了原来的理论,将其形式化有时也无法完整地保留原理论的信息。我不大清楚其原因是什么。” 这个不一定。我不认为这个观点是公认的。如果都是这样的话,形式化就没有意义。 “3)星空兄说:在一个形式系统中,如果存在不能证明的真命题,那么就说明存在一个与这个系统中所有公理都独立的真命题,因此原有公理集合就不完备(没有概括完这个系统中存在的所有真理),也就是说这个形式系统不完备,就得进行扩充。此时这个不能证明的真命题就得作为一条新的公理进入原有公理集合中。” “不完备定理是指在有穷条公理的足够复杂的系统肯定是不完备的。因此无需检查其完备性,多加几条公理并不能解决问题” 首先应该理解什么叫做“不完备性”,而前面则是说明“不完备性”的具体含义。在一个形式系统内部,只要不存在无法证明的真命题,那么它就是完备的,这样的系统多的是——这跟歌德尔定理并不矛盾,歌德尔定理的一个等效说法就是,一个包罗万象的形式系统必定是不一致的。 例如欧氏几何变成形式化系统之后,凡是属于欧氏几何内容的真命题都是可证的,即它是完备的。但是如果想让欧氏几何推出牛顿三大定律来是不可能的,如果把牛顿三大定律形式化之后作为公理补充进来,新的系统仍然不能推出库仑定律,再补充,不能解释强相互作用...此时,的确是“多加几条公理并不能解决问题”,即我们不能建立一个包含宇宙一切真理的单一的形式系统,这相当于歌德尔定理意义上的不完备性。 “4)星空兄:例如通过证明这个命题不跟已知所有的公理矛盾,并且这个命题的否定命题也不跟已知所有的公理矛盾,从而证明这个命题不可判定(不可证明)” “证明系统的不完备性主要证明存在不可判断的命题就够了,找到这样的具体命题是很困难的。好像现在还没有找到这样的数学命题” 这个问题跟上一个问题一样,你谈的是专门针对歌德尔定理而言的,而我说的是如何证明一个命题是不可判断的。谁说没有这样的命题呢?在几何中的平行公设就是一个不可判断的命题,在集合理论中的连续统假设就是一个不可判断的命题。歌德尔定理是一个具有高度一般性、普遍性的定理,而我谈到的是具体的问题和概念含义。歌德尔定理只是一般性地表明,我们无法建立一个包含一切真理的单一形式系统,否则这个系统会包含不一致性(含逻辑悖论)。而在逻辑学中,针对某个具体的形式系统,其完备性的含义是:属于这个系统所讨论的问题范畴内的一切真命题都是可证的。因此我们有时候谈到一个具体系统的完备性,并不跟歌德尔定理矛盾。 “5)关于用几何思想研究公理体系的方法比较有独创性。 请问假命题在数学空间中对应着什么?” 首先我进一步补充一下昨天所说的: 在同一个形式系统中,同一个命题不能既被证明为真,又被证明为假,这是系统“一致性”的另一种表达,它如同一个矢量在同一个坐标空间中不能同时对应两组不同的坐标。 同样地,数学空间的坐标变换,基于这样一个事实:N维空间中,任意一组N个线性无关的矢量都可以选择这个空间的坐标矢量;而一个由N个公理构成的形式系统中,任意一组N个独立的真命题都可以选做N条公理构成系统的公理集合。例如,狭义相对论的建立是基于光速不变性和时空线性这两条公设(或公理),我们也可以选质能关系和多普勒效应作为公理,同样地给出狭义相对论,只是此时质能关系和多普勒效应从推论变成公理,而原来的两条公理此时则变成推论。(这时候你可别跟我说狭义相对论不是形式系统云云——分析形式系统的一些性质,用具体的理论系统来举例说明,这没有错。形式系统是抽象化符号化之后的理论系统)。 然后,再说你的问题:我也在这方面疑惑很久,想法不成熟,而且这种考虑可能没有必要。我的想法是是把真命题对应正半轴,该命题的否定命题对应同一个轴的负半轴。选择了完备坐标基集合之后的数学空间中的任一个矢量,都对应完备系统中的一个可证实或证伪的命题。 对于多值逻辑,甚至无穷多值(包括连续值)逻辑——例如模糊逻辑,概率逻辑等,可能这种对应更直观——每一个符号逻辑系统,都可算做是一个形式系统。真值在[-1,1]中连续分布时,可以通过一个一一映射,映射到整个坐标轴上的坐标值,即正负无穷。此时,真值为x的命题,对应坐标就为x这一点;如果一个命题符合公理A,B,C,且“符合度”即“相对真值”为a,b,c,同时这个命题违背公理X,Y,Z,“错误的程度”或“违背度”为-x,-y,-z,跟其他公理则是独立的,无关的,坐标为零(这里真值为正/负代表真/假,大小代表真假程度,跟通常二值逻辑里面1代表真,0代表假不同)——那么,这个命题对应坐标(a,b,c,-x,-y,-z,0,0,...0),a,b,c,x,y,z都是正数。 持之以恒就是胜利
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星空浩淼 发表文章数: 1743 |
Re: 说一说人类语言的局限性 如果你学过群论,知道群表示的概念,我不妨比方:每一个具体的理论如同具体的群表示,而形式系统如同抽象群。的确,形式系统是没有经验意义的,必须通过解释才能获得经验意义。同一个形式系统在不同的解释下获得不同的具体理论。不同的解释方法,如果群表示采用不同的表示空间。 上面我也写错了一个字,应该是:不同的解释方法,如同群表示采用不同的表示空间。 你是直接针对歌德尔定理来说完备性问题的,我是从逻辑学理论的角度来说明完备性的含义的。 一般的认知途径是,先了解逻辑学的基本概念,再具体到专门的问题上来。直接跳到专门问题上来,可能容易不明白一些背景和概念术语的多层含义。 持之以恒就是胜利
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卢昌海 发表文章数: 1617 |
Re: 说一说人类语言的局限性 :: 歌德尔定理的一个等效说法就是,一个包罗万象的形式系统必定是不一致的。 :: 例如欧氏几何变成形式化系统之后,凡是属于欧氏几何内容的真命题都是可 :: 证的,即它是完备的。但是如果想让欧氏几何推出牛顿三大定律来是不可能的, :: 如果把牛顿三大定律形式化之后作为公理补充进来,新的系统仍然不能推出 :: 库仑定律,再补充,不能解释强相互作用...此时,的确是“多加几条公理并不能 :: 解决问题”,即我们不能建立一个包含宇宙一切真理的单一的形式系统,这相 :: 当于歌德尔定理意义上的不完备性。 这两天比较忙,前几天一台机器的硬盘“意外”坏了(丢了不少东西,5555),昨天刚买了新机器,忙于调试及安装软件。趁早饭前的时间粗略浏览了一下这个主题。觉得以上几句不是很确切。Gödel 定理不只是针对“包罗万象的形式体系” 的,而是针对所有 “足够复杂” 的形式体系,所谓“足够复杂”指的是复杂到能包含自然数公理并且能定义自然数集(即能够表示 “x 是一个自然数” 这一命题)。 另外,在形式化体系中谈论一个命题是否可证明必须是针对在该形式化体系内有意义的命题,即可以用该形式化体系中的命题按一定的规则(抱歉,忘了严格的术语,可能叫做“变形规则”)构成的命题。其它的都不在考虑之中。因此不能证明 Coulomb 定律并不表示欧氏几何的不完备性,因为后者不是(形式化后的)欧氏几何中的合法命题。 宠辱不惊,看庭前花开花落 去留无意,望天空云卷云舒
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快刀浪子 发表文章数: 1200 |
Re: 说一说人类语言的局限性 确实象昌海兄说的那样,一个包含初等数论的形式系统,如果它是协调的,那么就是不完全的。并不需要这个系统是“包罗万象的形式体系” 另外还有哥德尔第二不完全定理:如果一个系统是协调的,那么其协调性在系统内不可证。其实这个定理的冲击力更强,它表明我们使用的数学可能是不协调的,整座数学大厦犹如建立在沙滩上 乱石穿空,惊涛拍岸,卷起千堆雪。 江山如画,一时多少豪杰。
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快刀浪子 发表文章数: 1200 |
Re: 说一说人类语言的局限性 虽然不完全定理表明现在的数学可能是不协调的,但它产生的冲击好像主要在逻辑学界,对传统的数学界影响不大,那些数学家依然我行我素。他们要么认为不完全定理只是表明了形式化方法的局限性,要么认为不可证的命题只是理论上存在,这种命题在现实中是很难出现的 乱石穿空,惊涛拍岸,卷起千堆雪。 江山如画,一时多少豪杰。
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快刀浪子 发表文章数: 1200 |
Re: 说一说人类语言的局限性 re星空兄 呵呵,我在前面说漏了一点,“很难找到不可证明的命题”是指很难找到在现有的一切系统中都不能证明的命题(如果形式化的方法能保持原来系统的全部信息,那肯定存在着这样的命题) 平行公设虽不可证,但事实上我们一直把它当公理使用 连续统假设在集合论的标准公理系统内是不能证明的,但不能说明它在所有的系统中都不能证明,数学家现在仍在努力去证明它(当然不能滥加公理) 另外,用几何思想研究公理体系的想法不错,似乎是可行的,关键是怎样让它变成有实际用处的东西 乱石穿空,惊涛拍岸,卷起千堆雪。 江山如画,一时多少豪杰。
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可见光 发表文章数: 421 |
Re: 说一说人类语言的局限性 舅舅这段时间忙的来不了。我根据自己的理解回答一下: re昌海大哥: 对歌德尔定理所蕴涵的意义,不同人有不同的理解。如同对测不准关系的理解,远远超出对测不准关系的数学证明本身(数学证明是非常简单的)。 我觉得舅舅那段话是对歌德尔定理所隐含的意义的另外一种理解,一种解释。这在一些著作中(包括一些科学大师的作品)可以找到类似说法。在形式化的证明中,似乎根本看不出跟舅舅所说的有任何联系,但如果详细谈来,就不是这样。最后选择数论系统作为证明的“载体”,因为可以公理化的东西可以化归为数学,数学可以化归为形式数论系统。 我不知道至于具体的舅舅将如何解释。 re快刀兄: 快刀兄说“呵呵,我在前面说漏了一点,“很难找到不可证明的命题”是指很难找到在现有的一切系统中都不能证明的命题(如果形式化的方法能保持原来系统的全部信息,那肯定存在着这样的命题)平行公设虽不可证,但事实上我们一直把它当公理使用 连续统假设在集合论的标准公理系统内是不能证明的,但不能说明它在所有的系统中都不能证明,数学家现在仍在努力去证明它(当然不能滥加公理)” 我觉得快刀兄这一点的确理解有误!你说“平行公设虽不可证,但事实上我们一直把它当公理使用”,显然你没有仔细看明白前面我舅舅的帖子:公理就是不可证(即不可判定)的命题呀!不然为什么还要把它作为公理而不是定理呢? 至于“连续统假设在集合论的标准公理系统内是不能证明的,但不能说明它在所有的系统中都不能证明”,虽然从理论上讲的确如此,但一般说来这个可能性很小,因此其他领域可能不属于这个范畴。如果需要借助新的公理来证明它,那这只是“撤东墙补西墙”的做法,如同物理学中用新的自由度来替代旧的自由度,结果自由度并没有减少。另外,这种说法其实也是人们对歌德尔定理的一种理解的翻版(也就是昌海大哥反驳我舅舅的那种说法)。 你看不到我的眼泪,因为我在水里
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