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本帖最后由 不二如是 于 2018-9-26 10:20 编辑
悖论(paradox),来自希腊语παράδοξος ,paradoxos,意思是“未预料到的”,“奇怪的”。
通常从逻辑上无法判断正确或错误称为悖论。
有时候违背直觉的正确论断也称为悖论。
如果承认它是真的,经过一系列正确的推理,却又得出它是假的;
如果承认它是假的,经过一系列正确的推理,却又得出它是真的。
古今中外有不少著名的悖论,它们震撼了逻辑和数学的基础,激发了人们求知和精密的思考,吸引了古往今来许多思想家和爱好者的注意力。
解决悖论难题需要创造性的思考,悖论的解决又往往可以给人带来全新的观念。
作为程序员,更有必要了解一下,珍藏的16个悖论,供鱼油享用~
【1】我知我无知
苏格拉底有句名言:“我只知道一件事,那就是我一无所知。”
这个说法本身就是悖论,展现了自我参照的表述(self-referential statement)的复杂性。
而这也是西方哲学先贤带给我们的重要启示:你得问你以为你知道的一切。
越是问东问西问长问短打破砂锅问到底,越会发现身边正有一大波悖论呼啸而过。
【2】二分法悖论(dichotomy paradox)
概述:抵达终点是不可能的。
你要到达终点,必须先到达全程的1/2处;
要到达1/2处,必须先到1/4处……
每当你想到达一个点,总有一个中点需要先到,因此你是永远也到不了终点的。
古希腊哲学家芝诺(Zeno)提出了一系列关于运动不可分性的哲学悖论,二分法悖论就是其中之一。
直到19世纪末,数学家们才为无限过程的问题给出了形式化的描述,类似于0.999……等于1的情境。
那么究竟我们是如何到达目的地的呢?
二分法悖论只是空谷传音般放大了问题。
若想妥善解决这个问题,还得靠物质、时间和空间是否无限可分等等这些20世纪的衍生理论。
【3】飞矢不动(arrow paradox)
概述:一根箭是不可能移动的。
飞行过程中的任何瞬间,它都有一个暂时的位置,由此可知一枝动的箭是所有不动的集合。
芝诺又一著名悖论,他认为时间的单位是瞬间。
事实上,运动不会发生在任何特定时刻,并不意味着运动不会发生。
战国时期的诡辩学代表人物惠施也曾说:“飞鸟之影,未尝动也。”
“飞矢不动”实际上暗示了量子力学的观点。
以狭义相对论为背景,物体在静止与运动时是不同的。
根据相对论,对于以不同速度移动的物体,观察者会产生不同感受,对周围的世界也会持有不同看法。
【4】忒修斯之船(Ship of Theseus paradox)
概述:如果忒修斯的船上的木头被逐渐替换,直到所有的木头都不是原来的木头,这艘船还是原来的那艘船吗?
基于同一性的古希腊著名悖论,引发了赫拉克利特、苏格拉斯、柏拉图等的各种讨论。
近代启蒙运动中,英国的两位大哲学家托马斯·霍布斯(Thomas Hobbes)、约翰·洛克(John Locke)也曾尝试解答这个问题。
答案始终是是非非,难以一锤定音。
【5】上帝无所不能?
概述:无所不能的上帝,能不能创造出他自己搬不动的石头?
关于上帝无所不能的逻辑悖论不胜枚举。
教徒们有无数理由证明上帝的神圣,而在他们看来,这些悖论的理由根本无关紧要。
【6】托里拆利小号(Gabriel's Horn)
概述:体积有限的物体,表面积却可以无限。
17世纪的几何悖论。
意大利数学家托里拆利(Evangelista Torricelli)将y=1/x中x≥1的部分绕着x轴旋转了一圈,得到了上面的小号状图形(注:上图只显示了一部分图形)。
然后他得出:这个小号的表面积无穷大,可体积却是 π。
【7】理发师悖论(Russell's Paradox的别称)
概述:小城的理发师放出豪言:“我只帮城里所有不自己刮脸的人刮脸。”那么问题来了,理发师给自己刮脸么?如果他给自己刮脸,就违反了只帮不自己刮脸的人刮脸的承诺;如果他不给自己刮脸,就必须给自己刮脸,因为他的承诺说他只帮不自己刮脸的人刮脸。两种假设都说不通。
赫赫有名的罗素悖论,由英国数学家勃兰特·罗素教授于20世纪初提出。
这条悖论证明了19世纪的集合论是有漏洞的,几乎改变了数学界20世纪的研究方向。
【8】第二十二条军规(Catch-22)
概述:疯子才能获准免于飞行,但必须由本人提出申请;凡能意识到飞行有危险而提出免飞申请的,属头脑清醒者,应继续执行飞行任务。
即“如果你能证明自己发疯,那就说明你没疯”,诸如此类。
《第二十二条军规》由约瑟夫·海勒(Joseph Heller)根据自己在二战中的亲身经历创作。
该书的主角为了逃避危险的作战任务而装疯,可逃避的愿望本身又证明了他的神志清醒。
Catch-22已成为英语词典中的常用词汇,用来形容自相矛盾的死循环,或是人们处于荒谬的两难之中。
【9】有趣数悖论(Interesting Number Paradox)
概述:1是非零的自然数,2是最小的质数,3是第一个奇质数,4是最小的合数等等;
如果你找不到这个数字有趣的特征,那它就是第一个不有趣的数字,这也很有趣。
于是,量子计算领域的研究猿纳撒尼尔·约翰斯(Nathaniel Johnston)把这些有趣的整数定义为一个整体,并将这些整体排成序列。
像是质数、斐波那契数列、毕达哥拉斯数等。
基于这个定义,约翰斯在2009年6月的博客里提出,第一个没有出现在序列里的数字是11630。
2013年11月序列更新之后,他表示14228是最小的无趣数。
【10】饮酒悖论(drinking paradox)
概述:酒吧里会发生这种情况:如果有人在喝酒,那么每个人都在喝酒。乍看起来是一个人喝酒导致了所有人喝酒。实际上,如果酒吧里至少有一个人没在喝酒。
那么按照数学中的实质条件(material conditional),对那些没喝酒的人来说,有些人在喝酒,这些人中的每个人都在喝酒,情况依然成立。
实质条件的示意图如下:
“饮酒悖论”由于雷蒙德·斯穆里安(Raymond Smullyan)的书而出名。
这本书的名字就叫《这本书叫什么名字》(What Is the Name of this Book?)。
【11】球与花瓶(Balls and Vase Problem)
概述:假设无限个球和一个花瓶,现在要进行一系列操作,且每次操作都一样:往花瓶里放10个球,然后取出1个球。那么,无穷多次这样的操作之后,花瓶里有多少个球呢?
答案千奇百怪。
最直接的是无限个,也有数学家认为,每个球都会被取出来。
逻辑学家詹姆斯·亨勒(James M. Henle)和托马斯·泰马祖科(Thomas Tymoczko)提出花瓶里的球最终可以是任意数目,甚至有具体的构造方法。
1976 年谢尔登·罗斯(Sheldon Ross)在他的《概率论第一课》(A First Course in Probability)介绍了这个问题,所以它被称为“罗斯·利特尔伍德悖论”(Ross-Littlewood Paradox)。
【12】土豆悖论(potato paradox)
概述:100克土豆含有99%的水,如果它被榨出了2%,还剩98%的水分,它将只重50克。
即100克的土豆含有1克干物质(dry material),当还剩98%的水分时,1克将对应2%的含量,因此含98%水分的土豆重50克。
【13】生日悖论(birthday paradox)
概述:随机挑选一组人,其中就会有两人同一天生日。
用抽屉原理来计算,只要人群样本达到367,存在两人同天生日的可能性就能达到100%(一年虽然只有365天,但是有366个生日,包括2月29日)。
然而,如果只是达到99%的概率,只需要57个人;
达到50%只需要23个人。
这种结论的前提是一年中每天生日的概率相等,可怜的2月29日除外。
这就是黑客最常用的
【14】朋友悖论(friendship paradox)
概述:你的基友总是比你拥有更多基友。
这都是数学惹的祸,诡异的统计学能证明你的好基友拥有更多朋友。
身材更棒,学习更好,工资更高……
而你就是个杯具。
【15】祖父悖论(bootstrap paradox)
概述:如果你乘坐哆啦A梦的时光机,回到你爷爷奶奶相遇之前,杀死你的爷爷会发生什么?
如果杀死了你的爷爷,那么你就从未诞生;
如果你从未诞生,如何回到以前杀死你的爷爷?
祖父悖论看似杜绝了人为操纵命运的可能,过去无法改变,爷爷一定会在孙子的谋杀中幸存下来;
还有种可能是,你进入了另一个平行宇宙,这是你从未生活过的世界,但你的爷爷奶奶却也在这里。
这个关于时间旅行的悖论源自罗伯特·海因莱因的短篇小说,近来又出现在诺兰导演的《星际穿越》中。
【16】外星文明
概述:天文学的基本假设是,苍茫宇宙间,地球是一颗在平常不过的星球。
NASA(美国宇航局)的开普勒卫星发现,银河系内很可能存在着110亿个类似地球的星球。
我们的文明是有声的,广播电视和无线电信号都是人为的。
如果确实存在与地球相像的文明,我们应该有能力找到证据。
目前,因为错综复杂的原因,我们无法切实证明宇宙有其他文明。
庞大的宇宙空间使沟通变得困难。尽管我们使用电磁波和外星联系,但由于电磁频谱极宽,我们无法确定外星人使用哪种频谱。
再加上那些星球的文明发展度可能过高、过低,抑或是生活着与人类不同的生命形式,又大大降低了准确交流的可能。
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