沒有料到的老虎

通過一個小故事來理解什麼是“不可預料的老虎”悖論,體會數學中形式邏輯的思維樂趣。

有一天,一位美麗的公主愛上了一位名叫邁克的勇敢的士兵。他不僅勇敢,還思維敏捷,十分聰明。但是國王不願意自己的寶貝女兒嫁給這位年輕人。公主便去央求他。

公主:你是國王,爸爸。我可以嫁給邁克嗎?

國王:啊,當然可以,我的寶貝女兒。不過有個條件。這裡有5扇門,其中一扇門後面有一隻老虎。邁克必須要把這隻老虎殺掉才能娶你。他必須從1號門開始依次開啟每一道門。他只有開完每一道門才可能知道老虎藏在哪兒。這是一隻不可預料的老虎。

沒有料到的老虎


邁克在門前觀察了一遍,自言自語起來。

邁克:如果我打開前4道門都是空的,就可以肯定老虎在第5道門裡。可是國王說我不可能預先知道老虎在哪裡。可見,老虎肯定不在第5號門裡。

邁克:第5號門排除了,老虎肯定在其他4道門裡。如果我打開前3道門都是空的呢?那麼老虎就肯定在第4號門裡。但是老虎在哪裡是不可能預料的啊,所以第4號門也排除了。

沒有料到的老虎


根據同樣道理,邁克推斷老虎也不會在3號門、2號門和1號門裡。邁克喜出望外。

邁克認為每個門後面都不會有老虎。如果有老虎存在,那麼國王承諾的“老虎在哪兒是不可預料的”就不對了,而國王是信守諾言的人。

推斷出了老虎不會存在,邁克便大膽地去開門。但是令他大吃一驚的是,老虎從第2號門裡衝了出來!他完全沒有料到!可國王說他信守了諾言。那麼邁克的推理錯在哪兒了?許多邏輯學家直到今天也沒搞明白。

沒有料到的老虎


“不可預料的老虎”悖論還有許多其他的敘述形式。類似形式的悖論最初出現在20世紀40年代初,一位教授向學生宣佈下週的某天要考試,考試的具體日期不可預知。他確信學生們誰也預測不出究竟哪一天考試。一個學生推斷考試日期肯定不是下週的最後一天,也不會是倒數第二天,也不可能是倒數第三天,如此推下來,下週根本就不可能考試。然而教授信守諾言,把考試安排在了第三天。

沒有料到的老虎


1953年哈佛大學哲學家W·V·奎恩寫過一篇與此悖論類似的論文。他的表述形式是一個獄吏為一個囚犯執行絞刑的事,執行日期同樣不可預知。在我已出版的書《難猜的絞刑日期及相關的數學問題》的第一章中,我列了一個有23種參考資料的書目,有興趣的朋友可以就此問題深人探討。

大多數人認為邁克的第一步推理是正確的,即老虎不在最後一扇門內。但是一旦此推斷成立,隨後的推斷便依次成立了。因為既然老虎可以不在最後一扇門裡,當然也就有同樣的理由不在其他門內了。

但是,邁克的第一步推理就是錯的!假定他打開了前4扇門,他就能斷定最後一扇門內沒有老虎?肯定不能。因為如果他這樣推斷,他就可能在打開第5扇門時,出乎意料地發現那隻老虎。事實上,即使只有一扇門,整個悖論仍然存在。

沒有料到的老虎


假設史密斯先生是一個說真話的人,你對他的話從來都深信不疑。他拿著一個盒子對你說:“打開看看,裡面有一個你想象不到的蛋。”你如何推測盒子裡面到底有沒有蛋呢?如果史密斯說的是真話,盒子裡面確實有蛋。但如果你猜到了有蛋,那麼史密斯就錯了。另一方面,如果這樣推理讓你認為裡面沒有蛋,但打開卻發現一個沒有預料到的蛋,史密斯又說對了。

沒有料到的老虎


邏輯學家們一致認為即使國王信守諾言,邁克也不可能知道老虎在哪兒。因此,他不可能做出關於哪個房間裡有沒有老虎的推論,即使是最後一扇門。


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