经典逻辑推理问题范例6篇

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经典逻辑推理问题

经典逻辑推理问题范文1

关键词:四值逻辑; 缺省逻辑; 计算机评卷

中图分类号:TP391 文献标识码:A文章编号:2095-2163(2014)04-0047-04

Abstract:So far, the grading methods of filling in the blanks and other topics are almost by matching keywords of grading with answers of examinee, and the results of grading are not satisfactory. Due to the answers of examinee with diversity, there are inconsistent or uncertain problems. The default reasoning by R.Reiter can effectively solve the problems of reasoning in the case of inconsistency or uncertainty. On the basis of four-valued logic by N.D. Belnap, the classic default logical reasoning can be extended to four-valued. The default reasoning based on four-valued can be used to grade filling in the blanks and other topic, so as to make the results of grading more accurate and scientific.

Key words:Four-valued Logic; Default Logic; Computer Grading

0引言

随着计算机技术的发展,大部分考试和评分都实现了智能化和数字化。一些传统的考试题型,例如填空题,由于计算机自动评分难于实现所致,已在大部分考试中少获采用。

近年来,国内外学者在填空等试题计算机评分方面进行了一系列的研究[1-3]。到目前为止,填空等试题计算机评分方法,基本上是利用评分关键字与考生答案的相互匹配来完成评分。但在实际应用中,这些评分方法的评分结果却都未臻理想。并且,由于考生答案呈现的多样性,这就决定了考生答案中也必然存在着不一致(inconsistent)或不确定(uncertain)的问题,由此即可推知填空等试题的计算机评分将是一个非单调推理活动[4]。

在非单调逻辑的作用下,可能会由于某个新结论的产生或者新条件的加入而先前的某个结论,从而使推理过程回返至上一步[5]。Reiter于1980年提出了缺省逻辑推理(default reasoning)[6],即已有效地解决了在不一致或不确定的情况下,进行逻辑推理的问题。

经典逻辑演算是二值的,即对于任何命题都只有两个可能的真值,真(t)和假(f)。但是二值逻辑对于不完备信息和不一致信息的情形却已宣告为无效。为了克服二值逻辑的不足,1977年,Belnap在经典逻辑真值中,增加了两个逻辑值和┬,由此则构成了四值逻辑[7]。1986年, Ginsberg 进一步推广了N.D. Belnap的四值逻辑结构,并建立了双格概念[8],这种四值逻辑的双格结构为知识表示提供了方便。

本文中,在四值逻辑的基础上,将经典缺省逻辑推理外拓至四值逻辑的双格结构上。并且应用四值缺省推理到填空等试题的评分方法中,则可使填空等试题的评分结果更趋准确与科学。

1缺省推理

在推理过程中,经常涉及到一些在多数时候是真,但不总是真的事实的推理。前提真,结论却可能矛盾。应用缺省推理,则在可能的情况下,能够消除矛盾,并从矛盾的结论中得到可接受的结论[5]。

填空类型分为完全相同和包含等类型。其中,完全相同类型表示考生的答案与标准答案完全相同才能得分。包含类型则表示考生的答案中包含标准答案,并且在应用缺省推理过程中,满足理由才能得分。

一般情况下,填空等试题的答案不止一个,用key_number表示答案的个数。根据答案个数key_number,即可确定缺省推理评分结构数组keys。

4结束语

由于填空等试题,评分难度较大。对填空等试题的题目进行合理设计,是降低评分难度的一个重要方面,答案应该选择相对确定和唯一。

在考生回答填空等试题过程中,可能在答案中出现了一些多余的字符,例如,空格、标点符号等,另外还会存在英文字符的大小写与试题答案不一致等问题。因此,在评分之前,需要对考生的答案进行规范化处理。

应用缺省推理进行填空题的评分,相比利用评分关键字与考生的答案相匹配进行评分的方法,评分结果更为准确和科学。

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经典逻辑推理问题范文2

[关键词]人工智能,常识推理,归纳逻辑,广义内涵逻辑,认知逻辑,自然语言逻辑

现代逻辑创始于19世纪末叶和20世纪早期,其发展动力主要来自于数学中的公理化运动。当时的数学家们试图即从少数公理根据明确给出的演绎规则推导出其他的数学定理,从而把整个数学构造成为一个严格的演绎大厦,然后用某种程序和方法一劳永逸地证明数学体系的可靠性。为此需要发明和锻造严格、精确、适用的逻辑工具。这是现代逻辑诞生的主要动力。由此造成的后果就是20世纪逻辑研究的严重数学化,其表现在于:一是逻辑专注于在数学的形式化过程中提出的问题;二是逻辑采纳了数学的方法论,从事逻辑研究就意味着象数学那样用严格的形式证明去解决问题。由此发展出来的逻辑被恰当地称为“数理逻辑”,它增强了逻辑研究的深度,使逻辑学的发展继古希腊逻辑、欧洲中世纪逻辑之后进入第三个高峰期,并且对整个现代科学特别是数学、哲学、语言学和计算机科学产生了非常重要的影响。

本文所要探讨的问题是:21世纪逻辑发展的主要动力将来自何处?大致说来将如何发展?我个人的看法是:计算机科学和人工智能将至少是21世纪早期逻辑学发展的主要动力源泉,并将由此决定21世纪逻辑学的另一幅面貌。由于人工智能要模拟人的智能,它的难点不在于人脑所进行的各种必然性推理(这一点在20世纪基本上已经做到了,如用计算机去进行高难度和高强度的数学证明,“深蓝”通过高速、大量的计算去与世界冠军下棋),而是最能体现人的智能特征的能动性、创造性思维,这种思维活动中包括学习、抉择、尝试、修正、推理诸因素,例如选择性地搜集相关的经验证据,在不充分信息的基础上作出尝试性的判断或抉择,不断根据环境反馈调整、修正自己的行为,……由此达到实践的成功。于是,逻辑学将不得不比较全面地研究人的思维活动,并着重研究人的思维中最能体现其能动性特征的各种不确定性推理,由此发展出的逻辑理论也将具有更强的可应用性。

实际上,在20世纪中后期,就已经开始了现代逻辑与人工智能(记为AI)之间的相互融合和渗透。例如,哲学逻辑所研究的许多课题在理论计算机和人工智能中具有重要的应用价值。AI从认知心理学、社会科学以及决策科学中获得了许多资源,但逻辑(包括哲学逻辑)在AI中发挥了特别突出的作用。某些原因促使哲学逻辑家去发展关于非数学推理的理论;基于几乎同样的理由,AI研究者也在进行类似的探索,这两方面的研究正在相互接近、相互借鉴,甚至在逐渐融合在一起。例如,AI特别关心下述课题:

·效率和资源有限的推理;

·感知;

·做计划和计划再认;

·关于他人的知识和信念的推理;

·各认知主体之间相互的知识;

·自然语言理解;

·知识表示;

·常识的精确处理;

·对不确定性的处理,容错推理;

·关于时间和因果性的推理;

·解释或说明;

·对归纳概括以及概念的学习。[①]

21世纪的逻辑学也应该关注这些问题,并对之进行研究。为了做到这一点,逻辑学家们有必要熟悉AI的要求及其相关进展,使其研究成果在AI中具有可应用性。

我认为,至少是21世纪早期,逻辑学将会重点关注下述几个领域,并且有可能在这些领域出现具有重大意义的成果:(1)如何在逻辑中处理常识推理中的弗协调、非单调和容错性因素?(2)如何使机器人具有人的创造性智能,如从经验证据中建立用于指导以后行动的归纳判断?(3)如何进行知识表示和知识推理,特别是基于已有的知识库以及各认知主体相互之间的知识而进行的推理?(4)如何结合各种语境因素进行自然语言理解和推理,使智能机器人能够用人的自然语言与人进行成功的交际?等等。

1.常识推理中的某些弗协调、非单调和容错性因素

AI研究的一个目标就是用机器智能模拟人的智能,它选择各种能反映人的智能特征的问题进行实践,希望能做出各种具有智能特征的软件系统。AI研究基于计算途径,因此要建立具有可操作性的符号模型。一般而言,AI关于智能系统的符号模型可描述为:由一个知识载体(称为知识库KB)和一组加载在KB上的足以产生智能行为的过程(称为问题求解器PS)构成。经过20世纪70年代包括专家系统的发展,AI研究者逐步取得共识,认识到知识在智能系统中力量,即一般的智能系统事实上是一种基于知识的系统,而知识包括专门性知识和常识性知识,前者亦可看做是某一领域内专家的常识。于是,常识问题就成为AI研究的一个核心问题,它包括两个方面:常识表示和常识推理,即如何在人工智能中清晰地表示人类的常识,并运用这些常识去进行符合人类行为的推理。显然,如此建立的常识知识库可能包含矛盾,是不协调的,但这种矛盾或不协调应不至于影响到进行合理的推理行为;常识推理还是一种非单调推理,即人们基于不完全的信息推出某些结论,当人们得到更完全的信息后,可以改变甚至收回原来的结论;常识推理也是一种可能出错的不精确的推理模式,是在容许有错误知识的情况下进行的推理,简称容错推理。而经典逻辑拒斥任何矛盾,容许从矛盾推出一切命题;并且它是单调的,即承认如下的推理模式:如果p?r,则pùq?r;或者说,任一理论的定理属于该理论之任一扩张的定理集。因此,在处理常识表示和常识推理时,经典逻辑应该受到限制和修正,并发展出某些非经典的逻辑,如次协调逻辑、非单调逻辑、容错推理等。有人指出,常识推理的逻辑是次协调逻辑和非单调逻辑的某种结合物,而后者又可看做是对容错推理的简单且基本的情形的一种形式化。[②]

“次协调逻辑”(ParaconsistentLogic)是由普里斯特、达·科斯塔等人在对悖论的研究中发展出来的,其基本想法是:当在一个理论中发现难以克服的矛盾或悖论时,与其徒劳地想尽各种办法去排除或防范它们,不如干脆让它们留在理论体系内,但把它们“圈禁”起来,不让它们任意扩散,以免使我们所创立或研究的理论成为“不足道”的。于是,在次协调逻辑中,能够容纳有意义、有价值的“真矛盾”,但这些矛盾并不能使系统推出一切,导致自毁。因此,这一新逻辑具有一种次于经典逻辑但又远远高于完全不协调系统的协调性。次协调逻辑家们认为,如果在一理论T中,一语句A及其否定?A都是定理,则T是不协调的;否则,称T是协调的。如果T所使用的逻辑含有从互相否定的两公式可推出一切公式的规则或推理,则不协调的T也是不足道的(trivial)。因此,通常以经典逻辑为基础的理论,如果它是不协调的,那它一定也是不足道的。这一现象表明,经典逻辑虽可用于研究协调的理论,但不适用于研究不协调但又足道的理论。达·科斯塔在20世纪60年代构造了一系列次协调逻辑系统Cn(1≤n≤w),以用作不协调而又足道的理论的逻辑工具。对次协调逻辑系统Cn的特征性描述包括下述命题:(i)矛盾律?(Aù?A)不普遍有效;(ii)从两个相互否定的公式A和?A推不出任意公式;即是说,矛盾不会在系统中任意扩散,矛盾不等于灾难。(iii)应当容纳与(i)和(ii)相容的大多数经典逻辑的推理模式和规则。这里,(i)和(ii)表明了对矛盾的一种相对宽容的态度,(iii)则表明次协调逻辑对于经典逻辑仍有一定的继承性。

在任一次协调逻辑系统Cn(1≤n≤w)中,下述经典逻辑的定理或推理模式都不成立:

?(Aù?A)

Aù?AB

A(?AB)

(A??A)B

(A??A)?B

A??A

(?Aù(AúB))B

(AB)(?B?A)

若以C0为经典逻辑,则系列C0,C1,C2,…Cn,…Cw使得对任正整数i有Ci弱于Ci-1,Cw是这系列中最弱的演算。已经为Cn设计出了合适的语义学,并已经证明Cn相对于此种语义是可靠的和完全的,并且次协调命题逻辑系统Cn还是可判定的。现在,已经有人把次协调逻辑扩展到模态逻辑、时态逻辑、道义逻辑、多值逻辑、集合论等领域的研究中,发展了这些领域内的次协调理论。显然,次协调逻辑将会得到更进一步的发展。[③]

非单调逻辑是关于非单调推理的逻辑,它的研究开始于20世纪80年代。1980年,D·麦克多莫特和J·多伊尔初步尝试着系统发展一种关于非单调推理的逻辑。他们在经典谓词演算中引入一个算子M,表示某种“一致性”断言,并将其看做是模态概念,通过一定程序把模态逻辑系统T、S4和S5翻译成非单调逻辑。B·摩尔的论文《非单调逻辑的语义思考》(1983)据认为在非单调逻辑方面作出了令人注目的贡献。他在“缺省推理”和“自动认知推理”之间做了区分,并把前者看作是在没有任何相反信息和缺少证据的条件下进行推理的过程,这种推理的特征是试探性的:根据新信息,它们很可能会被撤消。自动认知推理则不是这种类型,它是与人们自身的信念或知识相关的推理,可用它模拟一个理想的具有信念的有理性的人的推理。对于在计算机和人工智能中获得成功的应用而言,非单调逻辑尚需进一步发展。

2.归纳以及其他不确定性推理

人类智能的本质特征和最高表现是创造。在人类创造的过程中,具有必然性的演绎推理固然起重要作用,但更为重要的是具有某种不确定性的归纳、类比推理以及模糊推理等。因此,计算机要成功地模拟人的智能,真正体现出人的智能品质,就必须对各种具有不确定性的推理模式进行研究。

首先是对归纳推理和归纳逻辑的研究。这里所说的“归纳推理”是广义的,指一切扩展性推理,它们的结论所断定的超出了其前提所断定的范围,因而前提的真无法保证结论的真,整个推理因此缺乏必然性。具体说来,这种意义的“归纳”包括下述内容:简单枚举法;排除归纳法,指这样一些操作:预先通过观察或实验列出被研究现象的可能的原因,然后有选择地安排某些事例或实验,根据某些标准排除不相干假设,最后得到比较可靠的结论;统计概括:从关于有穷数目样本的构成的知识到关于未知总体分布构成的结论的推理;类比论证和假说演绎法,等等。尽管休谟提出著名的“归纳问题”,对归纳推理的合理性和归纳逻辑的可能性提出了深刻的质疑,但我认为,(1)归纳是在茫茫宇宙中生存的人类必须采取也只能采取的认知策略,对于人类来说具有实践的必然性。(2)人类有理由从经验的重复中建立某种确实性和规律性,其依据就是确信宇宙中存在某种类似于自然齐一律和客观因果律之类的东西。这一确信是合理的,而用纯逻辑的理由去怀疑一个关于世界的事实性断言则是不合理的,除非这个断言是逻辑矛盾。(3)人类有可能建立起局部合理的归纳逻辑和归纳方法论。并且,归纳逻辑的这种可能性正在计算机科学和人工智能的研究推动下慢慢地演变成现实。恩格斯早就指出,“社会一旦有技术上的需要,则这种需要比十所大学更能把科学推向前进。”[④]有人通过指责现有的归纳逻辑不成熟,得出“归纳逻辑不可能”的结论,他们的推理本身与归纳推理一样,不具有演绎的必然性。(4)人类实践的成功在一定程度上证明了相应的经验知识的真理性,也就在一定程度上证明了归纳逻辑和归纳方法论的力量。毋庸否认,归纳逻辑目前还很不成熟。有的学者指出,为了在机器的智能模拟中克服对归纳模拟的困难而有所突破,应该将归纳逻辑等有关的基础理论研究与机器学习、不确定推理和神经网络学习模型与归纳学习中已有的成果结合起来。只有这样,才能在已有的归纳学习成果上,在机器归纳和机器发现上取得新的突破和进展。[⑤]这是一个极有价值且极富挑战性的课题,无疑在21世纪将得到重视并取得进展。

再谈模糊逻辑。现实世界中充满了模糊现象,这些现象反映到人的思维中形成了模糊概念和模糊命题,如“矮个子”、“美人”、“甲地在乙地附近”、“他很年轻”等。研究模糊概念、模糊命题和模糊推理的逻辑理论叫做“模糊逻辑”。对它的研究始于20世纪20年代,其代表性人物是L·A·查德和P·N·马林诺斯。模糊逻辑为精确逻辑(二值逻辑)解决不了的问题提供了解决的可能,它目前在医疗诊断、故障检测、气象预报、自动控制以及人工智能研究中获得重要应用。显然,它在21世纪将继续得到更大的发展。

3.广义内涵逻辑

经典逻辑只是对命题联结词、个体词、谓词、量词和等词进行了研究,但在自然语言中,除了这些语言成分之外,显然还存在许多其他的语言成分,如各种各样的副词,包括模态词“必然”、“可能”和“不可能”、时态词“过去”、“现在”和“未来”、道义词“应该”、“允许”、“禁止”等等,以及各种认知动词,如“思考”、“希望”、“相信”、“判断”、“猜测”、“考虑”、“怀疑”,这些认知动词在逻辑和哲学文献中被叫做“命题态度词”。对这些副词以及命题态度词的逻辑研究可以归类为“广义内涵逻辑”。

大多数副词以及几乎所有命题态度词都是内涵性的,造成内涵语境,后者与外延语境构成对照。外延语境又叫透明语境,是经典逻辑的组合性原则、等值置换规则、同一性替换规则在其中适用的语境;内涵语境又称晦暗语境,是上述规则在其中不适用的语境。相应于外延语境和内涵语境的区别,一切语言表达式(包括自然语言的名词、动词、形容词直至语句)都可以区分为外延性的和内涵性的,前者是提供外延语境的表达式,后者是提供内涵性语境的表达式。例如,杀死、见到、拥抱、吻、砍、踢、打、与…下棋等都是外延性表达式,而知道、相信、认识、必然、可能、允许、禁止、过去、现在、未来等都是内涵性表达式。在内涵语境中会出现一些复杂的情况。首先,对于个体词项来说,关键性的东西是我们不仅必须考虑它们在现实世界中的外延,而且要考虑它们在其他可能世界中的外延。例如,由于“必然”是内涵性表达式,它提供内涵语境,因而下述推理是非有效的:

晨星必然是晨星,

晨星就是暮星,

所以,晨星必然是暮星。

这是因为:这个推理只考虑到“晨星”和“暮星”在现实世界中的外延,并没有考虑到它们在每一个可能世界中的外延,我们完全可以设想一个可能世界,在其中“晨星”的外延不同于“暮星”的外延。因此,我们就不能利用同一性替换规则,由该推理的前提得出它的结论:“晨星必然是暮星”。其次,在内涵语境中,语言表达式不再以通常是它们的外延的东西作为外延,而以通常是它们的内涵的东西作为外延。以“达尔文相信人是从猿猴进化而来的”这个语句为例。这里,达尔文所相信的是“人是从猿猴进化而来的”所表达的思想,而不是它所指称的真值,于是在这种情况下,“人是从猿猴进化而来的”所表达的思想(命题)就构成它的外延。再次,在内涵语境中,虽然适用于外延的函项性原则不再成立,但并不是非要抛弃不可,可以把它改述为新的形式:一复合表达式的外延是它出现于外延语境中的部分表达式的外延加上出现于内涵语境中的部分表达式的内涵的函项。这个新的组合性或函项性原则在内涵逻辑中成立。

一般而言,一个好的内涵逻辑至少应满足两个条件:(i)它必须能够处理外延逻辑所能处理的问题;(ii)它还必须能够处理外延逻辑所不能处理的难题。这就是说,它既不能与外延逻辑相矛盾,又要克服外延逻辑的局限。这样的内涵逻辑目前正在发展中,并且已有初步轮廓。从术语上说,内涵逻辑除需要真、假、语句真值的同一和不同、集合或类、谓词的同范围或不同范围等外延逻辑的术语之外,还需要同义、内涵的同一和差异、命题、属性或概念这样一些术语。广而言之,可以把内涵逻辑看作是关于象“必然”、“可能”、“知道”、“相信”,“允许”、“禁止”等提供内涵语境的语句算子的一般逻辑。在这种广义之下,模态逻辑、时态逻辑、道义逻辑、认知逻辑、问题逻辑等都是内涵逻辑。不过,还有一种狭义的内涵逻辑,它可以粗略定义如下:一个内涵逻辑是一个形式语言,其中包括(1)谓词逻辑的算子、量词和变元,这里的谓词逻辑不必局限于一阶谓词逻辑,也可以是高阶谓词逻辑;(2)合式的λ—表达式,例如(λx)A,这里A是任一类型的表达式,x是任一类型的变元,(λx)A本身是一函项,它把变元x在其中取值的那种类型的对象映射到A所属的那种类型上;(3)其他需要的模态的或内涵的算子,例如€,ù、ú。而一个内涵逻辑的解释,则由下列要素组成:(1)一个可能世界的非空集W;(2)一个可能个体的非空集D;(3)一个赋值,它给系统内的表达式指派它们在每w∈W中的外延。对于任一的解释Q和任一的世界w∈W,判定内涵逻辑系统中的任一表达式X相对于解释Q在w∈W中的外延总是可能的。这样的内涵逻辑系统有丘奇的LSD系统,R·蒙塔古的IL系统,以及E·N·扎尔塔的FIL系统等。[⑥]

在各种内涵逻辑中,认识论逻辑(epistemiclogic)具有重要意义。它有广义和狭义之分。广义的认识论逻辑研究与感知(perception)、知道、相信、断定、理解、怀疑、问题和回答等相关的逻辑问题,包括问题逻辑、知道逻辑、相信逻辑、断定逻辑等;狭义的认识论逻辑仅指知道和相信的逻辑,简称“认知逻辑”。冯·赖特在1951年提出了对“认知模态”的逻辑分析,这对建立认知逻辑具有极大的启发作用。J·麦金西首先给出了一个关于“知道”的模态逻辑。A·帕普于1957年建立了一个基于6条规则的相信逻辑系统。J·亨迪卡于60年代出版的《知识和信念》一书是认知逻辑史上的重要著作,其中提出了一些认知逻辑的系统,并为其建立了基于“模型集”的语义学,后者是可能世界语义学的先导之一。当今的认知逻辑纷繁复杂,既不成熟也面临许多难题。由于认知逻辑涉及认识论、心理学、语言学、计算机科学和人工智能等诸多领域,并且认知逻辑的应用技术,又称关于知识的推理技术,正在成为计算机科学和人工智能的重要分支之一,因此认知逻辑在20世纪中后期成为国际逻辑学界的一个热门研究方向。这一状况在21世纪将得到继续并进一步强化,在这方面有可能出现突破性的重要结果。

4.对自然语言的逻辑研究

对自然语言的逻辑研究有来自几个不同领域的推动力。首先是计算机和人工智能的研究,人机对话和通讯、计算机的自然语言理解、知识表示和知识推理等课题,都需要对自然语言进行精细的逻辑分析,并且这种分析不能仅停留在句法层面,而且要深入到语义层面。其次是哲学特别是语言哲学,在20世纪哲学家们对语言表达式的意义问题倾注了异乎寻常的精力,发展了各种各样的意义理论,如观念论、指称论、使用论、言语行为理论、真值条件论等等,以致有人说,关注意义成了20世纪哲学家的职业病。再次是语言学自身发展的需要,例如在研究自然语言的意义问题时,不能仅仅停留在脱离语境的抽象研究上面,而要结合使用语言的特定环境去研究,这导致了语义学、语用学、新修辞学等等发展。各个方面发展的成果可以总称为“自然语言逻辑”,它力图综合后期维特根斯坦提倡的使用论,J·L·奥斯汀、J·L·塞尔等人发展的言语行为理论,以及P·格赖斯所创立的会话含义学说等成果,透过自然语言的指谓性和交际性去研究自然语言中的推理。

自然语言具有表达和交际两种职能,其中交际职能是自然语言最重要的职能,是它的生命力之所在。而言语交际总是在一定的语言环境(简称语境)中进行的,语境有广义和狭义之分。狭义的语境仅指一个语词、一个句子出现的上下文。广义的语境除了上下文之外,还包括该语词或语句出现的整个社会历史条件,如该语词或语句出现的时间、地点、条件、讲话的人(作者)、听话的人(读者)以及交际双方所共同具有的背景知识,这里的背景知识包括交际双方共同的信念和心理习惯,以及共同的知识和假定等等。这些语境因素对于自然语言的表达式(语词、语句)的意义有着极其重要的影响,这具体表现在:(i)语境具有消除自然语言语词的多义性、歧义性和模糊性的能力,具有严格规定语言表达式意义的能力。(ii)自然语言的句子常常包含指示代词、人称代词、时间副词等,要弄清楚这些句子的意义和内容,就要弄清楚这句话是谁说的、对谁说的、什么时候说的、什么地点说的、针对什么说的,等等,这只有在一定的语境中才能进行。依赖语境的其他类型的语句还有:包含着象“有些”和“每一个”这类量化表达式的句子的意义取决于依语境而定的论域,包含着象“大的”、“冷的”这类形容词的句子的意义取决于依语境而定的相比较的对象类;模态语句和条件语句的意义取决于因语境而变化的语义决定因素,如此等等。(iii)语言表达式的意义在语境中会出现一些重要的变化,以至偏离它通常所具有的意义(抽象意义),而产生一种新的意义即语用涵义。有人认为,一个语言表达式在它的具体语境中的意义,才是它的完全的真正的意义,一旦脱离开语境,它就只具有抽象的意义。语言的抽象意义和它的具体意义的关系,正象解剖了的死人肢体与活人肢体的关系一样。逻辑应该去研究、理解、把握自然语言的具体意义,当然不是去研究某一个(或一组)特定的语句在某个特定语境中唯一无二的意义,而是专门研究确定自然语言具体意义的普遍原则。超级秘书网

美国语言学家保罗·格赖斯把语言表达式在一定的交际语境中产生的一种不同于字面意义的特殊涵义,叫做“语用涵义”、“会话涵义”或“隐涵”(implicature),并于1975年提出了一组“交际合作原则”,包括一个总则和四组准则。总则的内容是:在你参与会话时,你要依据你所参与的谈话交流的公认目的或方向,使你的会话贡献符合这种需要。仿照康德把范畴区分为量、质、关系和方式四类,格赖斯提出了如下四组准则:

(1)数量准则:在交际过程中给出的信息量要适中。

a.给出所要求的信息量;

b.给出的信息量不要多于所要求的信息量。

(2)质量准则:力求讲真话。

a.不说你认为假的东西,。

b.不说你缺少适当证据的东西。

(3)关联准则:说话要与已定的交际目的相关联。

(4)方式准则:说话要意思明确,表达清晰。

a.避免晦涩生僻的表达方式;

b.避免有歧义的表达方式;

c.说话要简洁;

d.说话要有顺序性。[⑧]

后来对这些原则提出了不和补充,例如有人还提出了交际过程中所要遵守的“礼貌原则”。只要把交际双方遵守交际合作原则之类的语用规则作为基本前提,这些原则就可以用来确定和把握自然语言的具体意义(语用涵义)。实际上,一个语句p的语用涵义,就是听话人在具体语境中根据语用规则由p得到的那个或那些语句。更具体地说,从说话人S说的话语p推出语用涵义q的一般过程是:

(i)S说了p;

(ii)没有理由认为S不遵守准则,或至少S会遵守总的合作原则;

(iii)S说了p而又要遵守准则或总的合作原则,S必定想表达q;

(iv)S必然知道,谈话双方都清楚:如果S是合作的,必须假设q;

(v)S无法阻止听话人H考虑q;

(vi)因此,S意图让H考虑q,并在说p时意味着q。

试举二例:

(1)a站在熄火的汽车旁,b向a走来。a说:“我没有汽油了。”b说:“前面拐角处有一个修车铺。”这里a与b谈话的目的是:a想得到汽油。根据关系准则,b说这句话是与a想得到汽油相关的,由此可知:b说这句话时隐涵着:“前面的修车铺还在营业并且卖汽油。”

经典逻辑推理问题范文3

1逻辑、形而上学和模糊性达米特曾经提出过一个非常著名的论题:逻辑和形而上学具有非常密切的联系。他的论证是以语言哲学为基础的,并没有考察逻辑和形而上学的历史基础,普特南认为逻辑和形而上学这两个学科的发展历史证明达米特的观点是正确的〔1〕。欧文(G.E.L.Owen)曾经指出,无论对于亚里士多德还是对于柏拉图而言,属性概念都不是简单性的概念,即使允许谈论一个男人是一个白人,但如果继续追问这个男人的白是不是在墙是白色的意义上来说的,回答则显然是否定的。这就涉及到语词的相对性。亚里士多德认为,除非将所有考察的事物作为一种固定标准,要不然什么是白色就没有被刻画。不过,一个无法回避的事实是:人们在回答这一问题时使用的语句也同样具有相对性,人们对应当如何处理这些情形莫衷一是,那么,进一步值得关注的问题在于:逻辑是否也具有相对性呢?

现代逻辑的一个显著特征就是精确性。不过,普特南认为现代逻辑设定的精确性是值得商榷的。

现代逻辑教师很可能告诉他的学生:逻辑学假定所有语词都是精确的。在普特南看来,如果不能避免上述相对性问题,甚至连图式~(Px&~Px)也有问题。亚里士多德曾经认为:当p是一物质术语时,这种相对性不完全,某事物在同一时间不能既是一个完全的人又是一个不完全的人,也不能在某一方面是完全的人。根据他的形而上学来看,物质实体不是相对的。如此看来,形而上学与现代逻辑的发展联系密切,即可以把形而上学称为现代逻辑的同伴和条件。物质的图像在某一时刻成了形而上学的图景,整体决定了个体的世界,整体决定的个体是由整体决定的属性来刻画的。

从实在论的视角来看,达米特的实在论是形而上学式的实在论,其核心观点是:第一,假定存在一个确定的整体性世界;第二,假定‘强二值’原则;第三,假定强实在论意义上的真理符合论。普特南认为,反形而上学实在论的哲学家们都认为真理概念是理想的辩护或合理的可接受性。康德虽然没有提及判断与它的对象符合,但他所指的对象是对主体而言的,这一点与古德曼一样,古德曼使用的是‘适合’(fit),而不是形而上学实在论意义上的独立于心灵世界的符合。布劳维尔认为:二值基础上的真理的正确性并不具有完全的证据。因为对于p的很多值,我们无法知道p还是非p能够被辩护,(p∨~p)不是一个重言式。布劳维尔在其直觉主义逻辑中放弃了排中律。因此,普特南认为基于非实在论真理观的择代逻辑不止一个。在他看来,就哲学本身的立场而言:如果经典逻辑的条件和哲学图景是错误的,那么,就应该放弃它的一些重言式〔2〕。形而上学实在论者也许会指出,模糊性并不那么令人迷惑,因为虽然可以说模糊概念、谈话的模糊方式存在,但模糊对象并不存在。普特南指出,不论实在论哲学家还是非实在论的哲学家事实上都坚持下列观点,即当某些语句包含诸如秃顶之类的模糊谓词时,在真语句与假语句之间划分确定的界限就是错误的,因此,形而上学实在论者的观点难以成立。

普特南还探究了蒯因关于模糊性的观点。蒯因曾经指出:虽然日常语言是模糊的,但只要人类不断地接近能够避免这些缺点的科学语言,这样的模糊性就是无关紧要的。日常语言的指称是不严格的,任何有意义的本体阐述都不过是相对于一个恰当的语言限制的,限制并不是要引出一些隐藏的内容,而是要引出日常语言确定的内容。语言限制事实上补充了日常语言,从而为人们头脑中的某些特定目标服务。蒯因认为,日常语言陈述不能为真或为假,它们只是相对于一个翻译结构(或限制)才为真或为假。如果比较日常语言与理想语言的图景,就要关注“正确”翻译的问题。日常语言只是松散的事实,当我们以科学理解为目的时,就需要对它进行各种约束限制。这样的约束同样不是引出某种潜在的内容,而是一种自由创造。根据这一观点,人们平常的谈话无非是制造噪音罢了。蒯因的观点促使我们深入思考下面这个问题:如果日常语言中没有确定的真和假,那么一切事物就都是正确的,因为人类能够在原则上合理重构日常语言,即:使用理想语言代替日常语言,这无疑是普特南最为担心的事情。普特南指出:“这一个步骤的主旨在于说明在日常语言中言说一个语句真或假是相对于理想语言中的翻译的。蒯因看到的问题是:如何正确认识翻译自身的地位问题”〔3〕。普特南的分析是正确的,使用理想语言代替日常语言必然涉及语言的翻译问题,根据蒯因的观点,日常语言陈述只是相对于一个翻译结构(或限制)才为真或为假,有人必然提出疑问:如果翻译是合理的,那么合理这个概念自身仅仅是理想语言或日常语言的一个概念吗?如果是后者,就会出现如下挑战:使用了模糊概念的语句在什么意义上可以说为真呢?很明显,回答这一问题也将使用一个模糊概念。这一问题与避免相对性概念的问题相类似,相对性概念随着时间的变化而改变其意义,这也是亚里士多德和柏拉图在一开始时所面临的问题。

对于一个非形而上学实在论者来讲,蒯因和普特南的观点似乎没有太多的困难,因为只有坚持形而上学实在论的哲学家们才会认真考虑理想语言具有的不可想象的精确性。不过,无论是形而上学实在论者还是非形而上学实在论者,一旦语言在哲学上、本体论上和形而上学上都是合乎规矩的,就都面临一个新的挑战:用一种完善的精确语言来解释日常语言的合理性基础是什么?关于这一问题的讨论不绝于耳,包括普特南、达米特在内的很多哲学家和逻辑学家都认为,任何对象都不是完全独立于心理或理论而存在的,不能通过硬事实独自来描述世界,因此,对象和属性从总体上看是模糊的。如果形而上学实在论者忽略由模糊事实与模糊属性带来的挑战,他们就必然与其坚持的核心主旨发生冲突。

2累积悖论的探究综上所述可见,普特南并不赞同形而上学实在论者的观点,在他看来,只要使用自然语言的话,语言的模糊性就是不可避免的。如果不能把模糊语言转化为理想语言,而模糊语言又是合法的和不可避免的,那么,哲学家和逻辑学家们就需要追问:哪一种涉及模糊语词的图式化推理的逻辑系统是最好的呢?他指出,即使不可能为日常语言指定完美精确的真理谓词,这也并不意味着我们不能控制涉及这些谓词的正确推理的逻辑句法。日常语言或者至少是包含不精确语词的语言,将是人类一直拥有的语言,哲学不能永远将其自身限制在假想语言的逻辑结构的理论之中。

普特南考察了一个有关模糊性的著名论题:累积悖论。累积悖论也叫堆悖论,是关于当单个考虑时不影响特性拥有的微小变化,但当这些变化加在一起时却会影响到特性的拥有。一粒沙子不能成堆,再加一粒也不能成堆。我们可以持续加下去而不成堆,没有哪一个特殊的沙粒由它而构成了堆。但许多的沙粒确实组成了堆。如果没有单个沙粒的添加使非堆成为堆,那么堆何以出现的呢?这个问题也可以反过来说。从堆上取走一粒不会使堆消失,取走第二粒也不会使其消失,但它最后却的确消失了。累积悖论有时被称之为秃顶悖论。这些悖论的相同点在于:一连串的变化中每一个都没有产生整体性影响,何以最后加在一起就产生了这种影响?尝试解决这些悖论的人否认如下观点,即如果第一次变化不能造成属性拥有的不同,则后面的变化也不会造成区别;他们要么使用关于该特性拥有的真理度概念,要么使用模糊逻辑来处理属性,此种逻辑认识到了谓项的可应用性程度〔4〕。累积悖论的理论基础是概念的模糊性,难点在于判定一个分界点,即堆与非堆,秃头与非秃头之间很难划出一个明确的界限。马克斯·布莱克指出要把模糊性(

vagueness)与歧义性(ambiguity)、一般性(generality)区别开来。如果一个语词具有两个或多个不同的意义,那么这样的语词具有的不是模糊性,而是歧义性。另外,像椅子这样的概念也是一个模糊的概念,使它模糊的不是它的一般性,而是存在的边线场合,边线场合具有模糊区域,即使我们正确使用了椅子这个概念,也不能确定这种区域。在什么是椅子和什么不是椅子之间划出一条边线可能是困难的。由此就产生了模糊性,这也为累积悖论的出现提供了条件〔5〕。由于累积悖论会产生不一贯性,弗雷格认为必须把它从真正科学和逻辑的论域清除出去。

普特南则提出了自己的看法。他首先考察了几个试图解决累积悖论的方案。第一个方案是超赋值法,它强调累积悖论的界限陈述没有真值。这就解释了为什么人们一般很难得到界限陈述的真值。在普特南看来,超赋值法假定了可容许结构的一个精确集合,语言是根据这一集合进行解释的。但这种方法也会受到反驳,即这一方法将使得最少可接受性成为绝对极端的概念。第二个方案是:一方面可以将可容许的结构的集合仅作为规则思想的一个类型,另一方面可以将超赋值法作为赋予语言有效性的方法。不过,这也会受到反驳:比如,如果有人认为‘约翰是秃头或约翰不是秃头’是一个重言式,尽管当约翰处于秃头的模糊域时没有一个析取支是确定的真,那么,人们在元语言中如何处理‘约翰是秃头’为真当且仅当约翰是秃头呢?在普特南看来,如果人们使用经典逻辑,而这种逻辑由元语言中的超赋值语义学来辩护,那么,不仅‘约翰是秃头或约翰不是秃头’为真,而且‘约翰是秃头’为真或‘约翰是秃头’不为真也为真。但是,如果认为‘约翰是秃头’事实上没有确定的真值,那么,如何来表述这样的语句呢?逻辑的目的并不是创造一种不能表达模糊语词的语言。普特南指出:“在我看来,当人们面对存在有些语句不具有确定的真值这一事实时,逻辑中将每一语句作为具有确定的真值的观点就是不正确的”〔6〕。

普特南提出的方案是:将模糊谓词(如:秃头)作为不能确定的谓词,通过直觉主义逻辑的方法来处理。这种方案的实质在于维护数学归纳方案。事实上,他试图通过直觉主义逻辑对模糊性逻辑进行形式化处理,不过,有很多人认为普特南的直觉主义方案和经典方法之间的差别不是很明显〔7〕。这也是普特南方案引起争议最多的地方。不过,普特南自己也承认自己的方案不是很完善,考虑不是很全面。不过,我认为,普特南提出的这种方案的真正意义在于:它表明了普特南关注非经典逻辑在解决传统逻辑问题时的应用,这种解决问题的思路值得我们借鉴。

普特南探究的累积悖论对传统逻辑理论提出了很大的挑战,也引起了哲学家对于意义、真理和指称这些哲学问题的思考〔8〕。就意义来说,模糊性使得“使用决定意义”的观点难以成立了。

Williamson指出,在使用模糊语词时,根据业已存在的介于意义和使用之间的关系是难以划出模糊语词的明确界限的。模糊性的认知观点使得真值条件变化不定,这就要求哲学家重新思考意义和使用的关系。或许这种关系并不像有些哲学家所认为的那样密切。有的哲学家认为,自然有时在确定意义的时候也发挥了重要的作用,例如自然种类词。不过,这样的观点并不令人信服。通过自然解决累积悖论会使指称问题也不确定了。这表明:模糊性引起的指称问题不是源于人类认知的局限性,而是源于不确定的环境,即语词的指称物。模糊性是语义不确定,它使指称变得难以理解,因为不存在一个单独和确定的指称物。另外,就真理而言,正如超赋值法探究的那样,放弃二值原则既会对经典逻辑构成致命打击,也势必会对符合论以及去引号的真理论形成挑战。这样的结果对于二值原则的那些忠实捍卫者,尤其是形而上学实在论者来说是难以接受的。

3模糊性问题的内在哲学意蕴

经典逻辑推理问题范文4

关键词:数学哲学 直觉主义 传统逻辑 布劳威尔

一、 “存在必须是被构造”——直觉主义的产生

直觉(intuition)一词意为未经充分逻辑推理的,直观的,直接领捂事物本质的思考。与H.柏格森、B.克罗齐、E.胡塞尔等人的直觉主义不同,我们这里所研究的“直觉”并不是指主体对于客观事物的一种直接把握能力,而是指思维的本能上的一种心智活动。在这里,直觉主义提倡的直觉,并非辩证唯物主义的“直观的感觉”,其本意是“先验的心智构造”,以此为出发点,形成了对数学对象“存在性”与“可构造性”等同的要求。[1]直觉主义哲学是一种反理性主义的唯心主义哲学思潮。数学研究中的构造主义是一种有关数学基础的观点,它主张自然数及其某些规律和方法,特别是数学归纳法,是可靠的出发点,其它一切数学对象和理论都应该从自然数构造出来。[2]“存在必须是被构造”,这是直觉主义派最著名的口号。也因此,直觉主义是一种构造逻辑。直觉派认为,数学中的概念和方法都是必须可以被构造的,非构造性的证明不是直觉主义者能接受的。在数学领域中,集合论悖论的问题不可能通过对已有的数学作某种局部的修改和限制加以解决,而必须依靠一些可信的标准对已有的数学进行全面的审视和改造。直觉主义认为逻辑依赖于数学,而非数学依赖逻辑。数学建立在直觉的基础上。同时,直觉主义认为哲学、逻辑甚至计数等概念都比数学复杂得多,不能作为数学的基础,数学的基础需要更简单、更直接的概念,它就是直觉,直觉是心智的一项基本功能。[3]一位直觉主义数学家阿伦特·海廷(Arend Heyting)在他的论文《数学的直觉主义基础》中指出:“立即处理数学的构造也许是符合直觉主义者的积极态度了。这个构造的最重要基石是一(unity)的概念,它是整数序列所依赖的构造原则。整数必须作为单位(units)来看待,这些单位仅仅由于在这个序列中的位置而相互区别。”[4]61

直觉主义者认为,数学的基础在于数学直觉,在他们看来,建立在数学直觉之上的理论能使“概念和推理十分清楚地呈现在我们面前”,即“对于思想来说是如此的直接,而其结果又是如此的清楚,以致不再需要任何铸的什么基础了”(A·黑丁:《直觉主义导论》)。任何数学对象被视为思维构造的产物,所以一个对象的存在性等价于它的构造的可能性。这和经典的方法不同,因为经典方法说一个实体的存在性可以通过否定它的不存在性来证明。对于直觉主义者,这是不正确的;不存在性的否定不表示可能找到存在性的构造证明。正因为如此,直觉主义是数学结构主义的一种;但它不是唯一的一类。直觉主义的基本哲学立场是,数学是人类心智“固有”的一种创造活动,是主体的自身的活动,而不是对外在的描述.数学概念是一种自主的智力活动的结果,智力活动则是研究自明定律所支配的思想构造。[5]

二、颠覆传统逻辑,形式主义的逆袭——直觉主义的特点

直觉主义不承认实无穷,拒绝实际无穷的抽象。也就是说,它不考虑像所有自然数的集合或任意有理数的序列无穷这样的无穷实体作为给定对象。数学上的实无穷思想是指:把无限的整体本身作为一个现成的单位,是已经构造完成了的东西,换言之,即是把无限对象看成为可以自我完成的过程或无穷整体。数学上存在着潜无穷与实无穷之争,就如同哲学上存在着唯物主义与唯心主义之争。而且必将长时间的持续的争论不休。数学上的潜无穷思想是指:把无限看作永远在延伸着的,一种变化着成长着被不断产生出来的东西来解释。举个形象点的例子就是,构成一条直线的点有无穷个,并且这条直线永远延伸着,不会有终结的一天。它永远处在构造中,永远完成不了,是潜在的,而不是实在。按照全称和条件量词的标准直觉主义,一个证明就是这样的潜无穷结构,这可能是合理的。(达米特《直觉主义逻辑的哲学基础》)[4]142按照此观点,所有的自然数可以构成一个集合,因为可以将所有的自然数看做是一个完成了的无穷整体。很显然,直觉主义支持潜无穷的观点,即把无穷集合看成无限延伸着的序列。

直觉主义反对排中律,这意味着直觉主义者可能和经典的数学家对一个数学命题的含义有不同理解。排中律和同一律、矛盾律并称为形式逻辑的三大基本规律。传统逻辑首先把排中律当作事物的规律,意为任一事物在同一时间里具有某属性或不具有某属性,而没有其他可能。排中律同时也是思维的规律,即一个命题是真的或不是真的,此外没有其他可能。例如,说A 或 B, 对于一个直觉主义者,是宣称A或B可以证明。但是,对于排中律, A 或 非 A, 是不被允许的,因为不能假设人们总是能够证明命题A或它的否命题。

直觉主义主要对抗的是形式主义。多个世纪以来,对数学规律的无懈可击的精确性的信念的依据是数学哲学研究的主要对象。直觉主义表示,精确性存在于人类心智之中,形式主义者认为,存在于纸面上。[4]90

直觉主义具有非逻辑性和整体性。数学直觉是作为逻辑的对立面而介定的一种认识方法,因此非逻辑性是数学直觉的最主要特性。可以说数学直觉的其他特性都是由它的非逻辑性所决定的,这是许多哲学家、科学家的共同见解。[6]直觉主义认为,数学是心灵的创造活动,心灵是丰富的,逻辑则是贫乏的。因此,坚决不能用贫乏的逻辑规则来全面准确地规划丰富的心灵活动。直觉主义的另一位代表人物阿伦特?海廷(Arend Heyting)说:“逻辑属于应用数学”。在对于直觉主义整体性上,一个日本数学家有如下精辟的解释:当一个人已经长期而持续地从事了研究并已成为一个完全成熟的研究人员时,他就已经在自己的头脑中形成了一种相对稳定的知识体系。经过他自己的努力,这种知识体系已被综合成为一种特殊的,确定的形式。而且自己综合的工作当然本身就是一种极有价值的经验。[7]

彭加勒在《数学中的直觉和逻辑》一文中写道:

哲学家告诉我们,纯逻辑永远也不能使我们得到任何东西;它不能创造任何新东西,任何科学也不能仅仅从它产生出来。在某种惫义上,这些哲学家是对的;要构成算术,像要构成几何学或构成任何科学一样,除了纯逻辑之外,还需要其他东西。为了称呼这种东西,我们只好使用直觉这个词。可是,在这同一谕后,潜藏着多少不同的意思呢?比较一下这四个公理:(1)等于第三个最的两个量相等;(2)若一定理对数1为真,假定它对N为真,如果我们证明它对N+1为真,则它对所有整数均为真;(3)设在一直线上,C点在A与B之间,D点在A与C之间,则D点将在A与B之间;(4)通过一个定点仅有一条直线与已知直线平行。所有这四个公理都归之于直觉,不过第一个阐明了形式逻辑诸法则中的一个法则;第二个是真实的先验综合判断,它是严格的数学归纳法的基础;第三个求助于想象:第四个是伪定义。直觉不必建立在感觉明白之上;感觉不久便会变得无能为力。[8]

值得注意的是,直觉主义不是神秘主义。直觉的“不可解释性”并不等于直觉的“神秘性”,尽管直觉是“不可解释”的,但它却有着确定的本质。我们认为,直觉是认识过程中的一种飞跃,因此它就不是一种经验的认识,而是原来的思想路线的中断,不可能按照通常的思维方式,用结论和推理的环节把它连接起来,所以直觉是“不可解释的”。[9]

三、从Kant到Dummett,直觉主义派的主要人物及其思想

伊曼努尔·康德(Immanuel Kant, 1724-1804),从某种意义上来说,直觉主义是由哲学家康德开始的。1755到1770年,康德在哥尼斯堡大学教物理和数学,他认为我们所有的感觉都来自于一个预先假定的外部世界。虽然这些感觉不能提供任何知识,但是被感知到的物体间相互作用就产生了知识。心智将这些感觉梳理清楚,得到对空间和时间的直觉。康德说,感性直觉有两个纯形式,它们是先天知识的原则,这两个纯形式就是空间和时间。空间是外直觉的纯形式,而时间是内直觉的纯形式,它们都不是从外邻经验得来的,而是必然的、先天的观念。空间和时间不是客观存在的,而是心智的创作。心智理解经验,经验唤醒心智。虽然康德的思想有着直觉主义的影子,但是依旧没有直观地提出直觉主义,就数学基础的方法而言,直觉主义是现代的。[10]

亨利·彭加勒(常译作庞加莱,Henry Poincare,1854-1912),当代语境中的数学直觉主义的先驱。后人评价为数学哲学与当代数学直觉主义之间的一座桥梁。逻辑主义对于数学基础的理解是虚幻的。它使数学失去基础。然而数学的基础是存在的,它就是我们的直觉。它赋予数学以意义,从而给数学以对象。彭加勒指明了一座(本来就)架在人类精神和数学存在之间的桥梁,那便是我们的数学直觉。[11]彭加勒主张自然数是最基本的直觉,认为数学归纳法是一种包含直观的思维方法,是不能简单地归结为逻辑的。他主张使用有限个词能定义的概念,主张数学对象的可构造性。他还在另一种意义上理解和强调数学直觉,将其看做选择和发明的工具。彭加勒认为,我们有多种直觉。然而,最重要的可以归结为两类:一是“纯粹直觉”,即他通常所说的“纯粹数的直觉”、“纯粹逻辑形式的直觉”、“数学次序的直觉”等,这主要是解析家的直觉;二是“可觉察的直觉”,即想象,这主要是几何学家“形”的直觉。对于这两类直觉,他认为都是必要的,各自发挥着不同的作用。他认为,这两类直觉“似乎发挥出我们心灵的两种不同的本能”,它们像“两盏探照灯,引导陌生人相互来往于两个世界”。[12]

布劳威尔(L.E.J.Brouwer,1881-1966),直觉主义真正的创始人和奠基人是布劳威尔。布劳威尔在数学上的直觉主义立场来源于他的哲学。1907年他在博士论文《数学基础》中提出直觉主义观点,认为数学的基础是先验的初始直觉。数学是起源于和产生于头脑的人类活动,不存在于头脑之外,因此,是独立于真实世界的。布劳威尔认为数学思维是智力构造的一个过程,它建造自己的天地,独立于经验,并且只受到必须建立于基本的数学直觉之上的限制。[10]布劳维尔发表的《数学基础》表明直觉主义的立场是强调“直觉”,这并不是说否认数学的逻辑性和严谨性,而只是突出直觉、灵感和创造力在数学中的地位。直觉主义者认为数学不仅是最讲究严格性的科学,也是最富有创造性的科学。布劳维尔认为数学的基础是先验的初始直觉,他和他的学生说他们所说的直觉正是人心对于它本身所构造的东西的清晰理解。[13]布劳维尔修改了康德的先验时空学说,放弃了“外直觉的纯形式”的先验时空概念,以适应非欧几何的发展;池把数学的基本直觉建立在“内直觉的纯形式”的先验时间概念的基础之上。[14]布劳威尔还提出了“二·一原则”(tow-oneness)。他认为这是数学的基本直觉。即假设N成立,则N+1成立。这个过程可以无限重复,创造了一切有限序数,因为“二·一原则”的元素之一可以被认为是一个新的“二·一原则”。布劳威尔认为,在这个数学的基本直觉中,联通和分离、连续和离散得到统一,并直接引出了线性连续统的直觉,即“介于”(between)的直觉。(布劳威尔《直觉主义和形式主义》)[4]93

阿伦特·海廷(Arend Heyting,1898-1980),他是布劳威尔的学生。继承了布劳威尔有关数学直觉主义的思想。他认为,直觉主义是从一定的、多少有点任意的假设出发的。它的主题是构造性的数学思想。这使得它处于经典数学之外。形式主义和直觉主义的差别在于,直觉主义的进行独立于形式化,形式化只能追随在数学构造的后面。逻辑不是直觉主义的立足点,数学构造在头脑中是很直接的,结论也应该是很清楚的,所以不需要任何基础。海廷主张,在描述直觉主义数学时,应当在日常生活中去理解。比如,在注视那边树木时,我确信我看到树木,而实际上光波达到我眼中,使我构造出树木这一信念需要相当的训练。这种观点是自然的。两个人说话,我向你灌输意见,实际制造了空气的震动。这是理论的构造。(阿伦特·海廷《论辩》)[4]77-88

迈克尔·达米特(又译米歇尔·杜麦特Michael Dummett,1925-2011),当代数学直觉主义学派的代表人物。达米特认为,数学首先是先验的,然后是分析的。达米特曾经从语言学角度和意义理论角度为直觉主义辩护。直觉主义关于数学陈述意义的解释避免了以真概念为核心概念的意义理论的不足,它把说话者关于数学陈述的理解与说话者使用这个陈述的实际能力结合在一起,因此具有很大的优点。从直觉主义关于数学陈述的意义说明出发,达米特提出了以证实为核心概念的新的意义理论的构想。[15]202达米特指出:“对于直觉主义逻辑来说,排中律的双重否定是有效的语义原则,就像二值逻辑认为排中律本身是有效的一样:断言任何陈述既不真也不假是不一致的。”[4]132

四、直觉主义的意义以及合理性

直觉主义对古典逻辑中的排中律和双重否定律等原理中的部分原则以及非构造性的结论持否定态度,也不承认数学中的实无限的对象和方法。数学的历史也表明,数学知识与理论不仅无法脱离对外部世界的永恒的依存关系,而且数学的错误不是通过限制数学,如排斥非构造数学和传统逻辑而得到克服的。数学真理的积累以及对谬误的抛弃是通过数学知识的不断增长和理论的不断完善获得的。一句话、数学的生命在于生生不息的创造过程中。庆幸的是,直觉主义由十其思想体系中某种先天的弱点而末成为数学的统治思想。但也应看到其构造思想的重要价值。[16]123-124可以说,直觉主义学派在本质上是主观和荒谬的,以直觉上的可构造性为由来绝对的肯定直觉派数学是不能真正解决问题的。但是,直觉主义揭示了经典逻辑只具有相对的真理性,在具体的数学工作中具有重要意义。

首先,数学哲学中的直觉主义学派高度认可直觉和个人的创造性思维在科学实践中的作用,推动了现代递归函数论的建立和发展,这无疑对数学的进步起到了很积极的作用。其次,直觉主义者倡导的构造性的能行性的研究方法,促进了人工智能和计算机科学的发展。这种积极探讨可行性方法在计算机数学以及计算机科学中具有重大的现实意义。第三,直觉主义数学哲学的思想方法在素质教育理论研究与实践上,具有宝贵的参考价值。在数学教育中,逻辑的作用很明显,其特征为,从已知知识出发,依据逻辑规则进行推导和演算,一步一步地达到对研究对象的认识。而直觉主义可以跳跃式地认知,虽然能一步得到正确答案,却无法说清楚其中的步骤。直觉主义虽排斥传统逻辑,但与逻辑关系十分密切,对培养良好的数学逻辑观念有着不可忽视的作用。另外,直觉主义有助于培养数学教育中大胆猜测的思维习惯。这种创新和探索精神有利于数学的进步和发展。

参考文献:

[1] 傅敏.直觉主义数学哲学研究及其对数学素质教育的启示[J].西北师范大学学报(自然科学版),1996(1).

[2] 诸葛殷同.对传统逻辑的有力挑战——评《经典逻辑与直觉主义逻辑》[J].哲学动态,1990(4).

[3] 柯华庆.直觉主义数学哲学的两个阶段[J].学术研究,2005(2).