人工智能导论
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

1.1.2 逻辑学的发展

逻辑学是一门以推理形式为主要研究对象的学科,具有工具性和方法论的功能。它有两千多年的悠久历史,形成了西方、中国和印度三大逻辑传统。20世纪,逻辑学得到重大发展,并且对哲学、数学、计算机科学、人工智能、语言等的发展起到相当大的推动作用。

1.逻辑学的发展历史

逻辑学已有两千多年的历史,其发源地有三个,即中国、古印度和古希腊。

中国春秋战国时期就产生了称为“名学”“辩学”的逻辑学。《荀子·正名》,尤其是《墨经》,集其大成,系统地研究了名、辞、说、辩等相当于词项、命题、推理与论证之类的对象,逻辑思想十分丰富,但由于与一定的政治、道德理论掺杂在一起,因此未能形成独立的学科体系。

在古印度,逻辑学被称为“因明”,“因”指推理的根据、理由;“明”指知识、智慧。陈那的《因明正理门论》、商羯罗主的《因明入正理论》是其代表,对推理从形式上做了探讨,提出了“三支论式”。但为佛教服务的“因明”也未能撇开思维具体内容而上升为数学形式的科学。

在西方国家的思想史中,逻辑学的发展包含三大时期,当然这三个时期并非是持续连贯的,期间包夹了一些荒芜时期。整体来说,第一个时期是公元前400年至公元前200年,这一时期最有影响力的人物是亚里士多德,他发展了“三段论”。第二个时期是12世纪至14世纪,这一时期的繁荣源于中世纪的欧洲大学,如巴黎大学和牛津大学。随着19世纪抽象代数的发展,促生了逻辑学发展的第三个时期,在这一时期,哥德尔提出了“不完全性定理”,弗雷格和罗素提出了非常新颖的逻辑学观点,第三个时期或许是这三大时期中最伟大的一个。

1)第一个时期

第一个时期代表学家:亚里士多德、迈加拉学派和斯多葛学派。这一时期中首先同时出现了两个学派,第一个是由亚里士多德(通常被认为是逻辑学的创始人)在雅典建立的“学园派”;另一个则是在雅典以西50千米的迈加拉学派,对于这一学派,人们所知甚少,但随后兴起的另一个学派斯多葛学派深受迈加拉逻辑学的影响。斯多葛学派的逻辑学家关注的一个重要方面就是研究否定、合取、析取和条件句的特性。

亚里士多德的逻辑是西方重要的形式逻辑、传统逻辑的起点,所以亚里士多德的逻辑又叫作传统逻辑。因为他的逻辑是专门研究思想的形式的,所以又叫作形式逻辑。传统逻辑主要的推理是用演绎法来推理的,所以亚里士多德的逻辑又叫作演绎逻辑。传统逻辑(形式逻辑)蕴含了线性思维方式。把形式逻辑思维方式看成唯一的思维方式,把形式逻辑运用范围扩大到所有对象,特别是需要复杂性思维的经济领域,就会出现悖论。对称逻辑的产生,既是人类思维、理论与实验发展的必然结果,也是“悖论”“逼”出来的产物。

2)第二个时期

第二个时期代表学家:邓斯·司各特、奥康的威廉和莱布尼茨(见图1-1)。邓斯·司各特毕业于牛津大学。奥康的威廉先在牛津大学学习,后又到巴黎求学。恰恰是这两位重要人物的求学经历,第二个时期便在牛津大学和巴黎大学繁荣了起来,他们继承并发展了古希腊的逻辑学思想,使之趋于系统化。然而在这之后,在19世纪下半叶之前,逻辑学都停滞不前,唯一闪耀的逻辑学家,就是莱布尼茨了。莱布尼茨是历史上少见的通才,他提出了逻辑学应该做些什么。莱布尼茨的目标是建立一种适合科学的理想的通用科学语言,以便用语句形式反映实体的性质。莱布尼茨认为,所有科学的思想都能归为较少的、简单的、不可分解的思想,利用它们能定义所有其他思想,通过分解和合并想法,新的发现将成为可能,就像数学计算过程一样。由于当时社会条件的限制,他的想法并没有实现,但是他的思想却是现代数理逻辑部分内容的萌芽,从这个意义上讲,莱布尼茨可以说是数理逻辑的先驱。

img

图1-1 莱布尼茨

数理逻辑的兴起和发展主要有两个趋向:①应用数学方法处理逻辑问题,把形式逻辑发展到一个崭新阶段。17世纪后期,传统的形式逻辑的局限性已充分暴露。例如,由于它主要以主谓式命题为限,没有精确的量词理论和关系理论,因而在实践中,特别是在科学中的应用范围很有限,人们迫切要求改变这种状况。②对数学基础的研究,产生了大量与逻辑有关的问题,从而推进了数理逻辑的发展。

3)第三个时期

第三个时期代表学家:哥德尔、罗素与弗雷格。19世纪40年代,英国数学家布尔发表了《逻辑的数学分析》,建立了“布尔代数”,并创造了一套符号系统,利用符号来表示逻辑中的各种概念,建立了一系列的运算法则,利用代数的方法研究逻辑问题,初步奠定了数理逻辑的基础。布尔代数的发布也使莱布尼茨的设想首次成为现实。但直到20世纪初,弗雷格和罗素提出了非常新颖的逻辑学观点,如用真值函数来理解否定、合取和析取,以及把摹状词作为重要的逻辑范畴孤立地考察分析,并且在《数学原理》中建立了完全的命题演算和谓词演算,才最终确立了数理逻辑的基础,从此产生了现代演绎逻辑。对建立这门学科做出贡献的,还有皮尔斯,他在其著作中引入了逻辑符号,从而使现代数理逻辑最基本的理论基础逐步形成,成为一门独立的学科。

20世纪初,哥德尔证明了形式数论(即算术逻辑)系统的“不完全性定理”:即使把初等数论形式化之后,在这个形式的演绎系统中也总可以找出一个合理的命题来,在该系统中既无法证明它为真,也无法证明它为假。哥德尔定理的发布对逻辑学的发展起到了积极的推动作用。这些理论也深深影响了人工智能之父—图灵。

2.哥德尔定理与逻辑学的关系

哥德尔定理粉碎了逻辑终将使我们理解整个世界的梦想,使逻辑学发生了革命性的变化,推动了传统逻辑向现代数理逻辑的转变。他告诉人们,“真”与“可证”是两个概念。可证的一定是真的,但真的不一定可证。也就是说,在某种意义上,驳论的阴影将永远伴随着我们。这一理论使数学基础研究发生了划时代的变化,更是现代逻辑史上一座很重要的里程碑。