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《电脑普及:穿越计算机的迷雾》 第31节

作者:sholber 复制本书地址
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  莱布尼茨活了70岁,尽管他博览群书,涉猎百科,是个举世罕见的科学天才,但终究也没有发明“普遍文字”,更不要说那台平息争端的机器。时间过得很快,一百多年以后,终于又来了一个人,他把逻辑学和数学相结合,创立了数理逻辑。这个人叫乔治·布尔。
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  乔治·布尔1815年生于英格兰,他的父亲是一位鞋匠,母亲曾是女仆。年仅12岁,布尔就掌握了拉丁文和希腊语,后来又自学了意大利语和法语,16岁开始任教以维持生活。看得出,这个人从小就既聪明又懂事,他似乎知道自己更喜欢做什么,而不是子承父业,一辈子往皮子里敲钉子。
  两千年来,亚里士多德一直都是权威。莱布尼茨活着的时候,他有改进传统逻辑的想法,但心存顾虑,也可能是力不从心,不知道从哪里着手。到了布尔这里,他开始决定要做些什么。
  对于传统的形式逻辑来说,三段论一直是个金字招牌,无论布尔想怎样改进这门学科,都必须选把它拿下。为此,布尔在前人的基础上,使用集合这个数学工具来研究三段论。
  所谓集合,用中学课本上的话说就是——把一些单独的物体合起来看成一个整体,就形成了集合。比如,整个宇宙里的所有东西可以看成一个集合;动物园里的各种动物可以形成一个集合;动物园里所有的斑马可以形成一个集合;地球上的所有人可以看成一个集合;你家里的所有成员可以看成一个集合,甚至,从你头上掉下来一块头皮屑,这也可以看成一个集合,当然,这个集合很小,小到只有一块头皮屑。

  可以挑出一些两个集合中都有的东西来形成一个新的集合,这称为两个集合的交集。比如,如果一个集合里有芝麻和绿豆,而另一个集合里有绿豆和苹果,则它们的交集是一个新的集合,它里面只有绿豆。
  除了在两个集合中挑选之外,也可以做相反的事情,那就是把两个集合掺和到一块儿,形成一个更大的集合,称为“合集”或“并集”。比如对于前面那两个集合,它们的并集也是一个新的集合,不过里面不但有绿豆,还有芝麻和苹果。
  一直以来,逻辑学中所涉及到的概念的命题都是通过自然语言,也就是我们母语来表达,用嘴说,或者写成文字,而论证或推理的结果也是一样。但是,布尔把它们变成了字母和符号。比如,可以用M来代表人的集合,这里面包含了人类的全体,用P来代表所有要死的东西。同时,他还借用了数学里面的一些运算符,比如“×”和“+”,来表示概念和命题之间的逻辑关系。“×”表示两个集合相交,“+”表示合并两个集合的内容。这样,“人都是要死的”就可以表示成

  M × P = M ………………… ①
  这个算式所要表达的意思是,“人”和“要死的东西”的交集是“人”(注意,要死的东西是很多的,不一定只是人,比如刚才我就拍死一只可恶的蚊子)。
  有了这样的经验,我们就同样可以把“苏格拉底”看成集合S (当然,这是一个非常小的集合,小到只有苏格拉底自己),而“苏格拉底是人”可以表述成
  S × M = S ………………… ②
  意思是,“所有的人”和“苏格拉底”的交集只能是“苏格拉底”自己。

  因为在①中,M = M × P,所以,我们可以将M代入②中,可知
  S × M × P = S ………… ③
  又因为在②中,S = S × M,现在将其代入③中,可得
  S × P = S …………………④
  这第④步,也就是最后一步,表明要死的人和苏格拉底的交集是苏格拉底自己,从而证明了苏拉拉底也是要死的。
  可以看出,布尔的工作主要是对逻辑进行数学化,并成功地创立了一门新的学科:逻辑代数。有时候,人们也称之为布尔代数。用布尔代数解决逻辑问题还有一个显著的好处,那就是同一个证明过程可以用来解决不同的,但本质上属于同一种类型的逻辑问题。比如上面的证明过程同样适用于下面的三段论:
  金属可以导电。

  铅是金属,
  所以,铅可以导电。
  字符和“×”和“+”运算符也可以用在其它逻辑形式上,比如联言推理和选言推理,也就是命题演算①。
  ============================================================
  注① 按一定的原理和公式对命题进行计算。
  ============================================================
  在布尔代数里,可以用字母来表示一个命题。比如,用A来表示命题“左边的牌是2”;用B来表示“左边的牌是方块”。因为在传统的形式逻辑中,一个命题不是真的就是假的,没有其它可能,所以用0代表真,1代表假。这样,命题A和B就只能有两个可能的值0和1。如果A命题是真的,则
  A = 1

  否则
  A = 0
  除此之外,不可能再有其它值,如果A=3。这在逻辑上没有任何实际意义。
  我们知道,在联言推理中,各个支命题之间是并列关系,通常用“并且”来连结。为了表示这种逻辑关系,布尔代数使用“×”这个符号。这样,一个联言命题可以表示成
  A × B
  有时候,为了方便而把它写成A·B,或者干脆写成

  AB
  这和初中数学课上的方法是一致的。这样,如果各个支命题都为假,则联言推理的结果就是假的:
  A × B = 0× 0 = 0
  或者,如果这些支命题不全为假,推理结果也还是假的:
  A × B = 0× 1 = 1× 0 = 0
  只有在所有的支命题都为真的情况下,联言推理的结果才为真:

  A × B = 1× 1 = 1
  反过来,如果已经知道支命题A=1,联言推理的结果为假,即
  A × B = 1× B = 0
  则很容易推理(计算)出另一个支命题B为假,即B = 0。
  每个命题都有真假,即要么是1,要么是0,这叫真值,也叫逻辑值。“真值”的意思是它本来的值、真正的值。因为它到底是真是假,不以你的看法为转移。有时候,它本来是假的,但你却误以为它是真的。

  任何一个联言命题,它的真假与其各个支命题之间的关系如下表所示(假如只有两个支命题),这叫做真值表:
  
  抽象思维不借助于头脑中的形象。比如计算象168 + 33 × 105或者1003这样的数学题。在这里,你用不着想象自己能看到168个鸡蛋,或者33条狗,得出这两道数学题的结果,和你当时想到现实生活中的什么东西没有关系。所以,做数学题的过程是抽象思维。
  抽象思维是无处不在的,差不多是每时每刻,在每个人的脑子里不停地进行着,而且还要说给别人听。科学家们研究那些已经发现的事实,经过推理获得重大发现,作出了不起的发明;商场里的前台服务人员要一拨又一拨地给客人们讲道理,作解释;就连两口子吵架,脸红脖子粗,归根结蒂也是在进行推理,或者进行论证(摔碟子砸碗除外),表明自己是对的。除了这些之外,书报杂志上的议论文和评论员文章,也是抽象思维的最好的例子。前一段时间看《联合早报网》,有一个名叫Yunchu Li的人写过一篇《西方抹黑北京奥运,是因为恐惧意识形态失控》的文章。他本人的观点已经在标题里说得很清楚了,为了证明自己的是对的,他是这样写——哎呀,边推理边论证的(看了之后很提气,但是限于篇幅,这里只摘抄两段):

  传统上,在所有西方媒体的宣传中,共产党领导的国家都是贫穷的、落后的、肮脏的,人民是愚昧的、闭塞的、麻木的,如同人们在北朝鲜、阿富汗见到的情况那样,只有民主国家才有可能做到富有、先进、干净、开放和富有活力,如同人们在美国、日本、新加坡见到的情况这样。这个意识形态上的大对比,是经过西方媒体反复50多年的努力以后好不容易建立起来的。 在西方世界,这样的信仰是不可怀疑的,犹如对上帝的信仰一样。

  然而,2008年奥运会要在北京召开,全世界将会目睹共产党中国这个社会的风采的这一刻, 西方开始忧虑了。这是由于西方所指出的建设富裕文明民主国家所需要的要素, 包括多党制、媒体和金融业向西方开放、信仰基督教、外交上要俯首听命于西方主导的国际秩序,更重要的是共产党不能执政,中国一条都不符合,但是中国的经济却腾飞了,连续繁荣了30年。

  抽象思维是人类最主要的思维形式,差不多也是我们人类所特有的。当人类还象其它生物一样,是原始海洋里飘浮着的营养碎片的时候,没有这种技能;当和其它水里的朋友们分道扬镳,迁往陆地上生活的时候,也没有这种技能。但是,当我们从猴子变成人的时候,仿佛是一下子,抽象思维就产生了。
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