今天听说了Fitch 可知性悖论(http://en.wikipedia.org/wiki/Fitch's_paradox_of_knowability),在这里给大家讲一讲。这是由美国逻辑学家 Frederic Fitch 在 1963 年的一篇论文中提出来的。在这篇论文中, Fitch 利用严密的数理逻辑得出了一个看上去很不可思议的结论:假设所有知识都是人类有可能掌握的,那么所有知识都已经被人类掌握了。
为了表达“能掌握的知识”这一概念,我们需要用到模态逻辑。模态逻辑中允许出现这样一种情况:一个命题是假的,但是它有可能是真的。比方说,命题“一加一等于三”是假的,而且它不可能是真的;命题“朝鲜在 2010 年世界杯中获得冠军”是假的,但它却有可能是真的。这两种情况的区别可以从平行宇宙的角度来解释。前者可以在逻辑上被推翻,在任何一个平行宇宙中都不成立;后者虽然在我们的世界中是假的,但却不排除在其它世界中为真的可能。在模态逻辑中,“明天可能会下雨”也能成为一个合法的命题。
下面,我们用 K(φ) 表示人类已经知道了 φ 为真(也就是说 φ 在人类的知识库中)。因而, ¬K(φ) 就表示人类不知道 φ 。再用 P(φ) 表示 φ 有可能为真(在至少一个平行宇宙中成立)。因而, ¬P(φ) 就表示 φ 不可能为真,P(K(φ)) 就表示人类有可能知道 φ 为真。我们作出以下四个假设:
A. K(φ) → φ ,如果我们知道 φ 为真,则 φ 为真。即所有已经知道的都是真理。
B. K(φ ∧ ψ) → (K(φ) ∧ K(ψ)) ,即如果已知 φ 和 ψ ,则已知 φ ,并且已知 ψ 。
C. φ → P(K(φ)) ,如果 φ 为真,则我们有可能知道 φ 为真。即所有真理都是有可能被知道的(这是整个悖论的核心假设)。
D. 如果我们证明了 ¬φ ,就可得 ¬P(φ) 。即如果我们能从逻辑上证明出 φ 不成立,由于这番推理适用于任意一个平行宇宙,因此 φ 就没有成立的可能了。
上面四个假设看上去都没啥问题。不过,这些假设却有一个看上去十分荒唐的推论:所有真理都是我们已经知道的了:
(1) | 假设 K(φ ∧ ¬K(φ)) | 假设我们知道, φ 是一个真理,并且我们不知道这个真理 | |
(2) | K(φ) ∧ K(¬K(φ)) | (1) + 公理 B | 我们知道 φ ,并且我们知道我们不知道 φ |
(3) | K(φ) | (2) + ∧消去律 | 我们知道 φ |
(4) | K(¬K(φ)) | (2) + ∧消去律 | 我们知道我们不知道 φ |
(5) | ¬K(φ) | (4) + 公理 A | 我们不知道 φ |
(6) | ¬K(φ ∧ ¬K(φ)) | (3)(5)矛盾,假设不成立 | 我们不知道, φ 是一个真理,并且我们不知道这个真理 |
(7) | ¬P(K(φ ∧ ¬K(φ))) | (6) + 规则 D | 我们不可能知道, φ 是一个真理,并且我们不知道这个真理 |
(8) | 假设 φ ∧ ¬K(φ) | 假设 φ 是一个真理,并且我们不知道这个真理 | |
(9) | P(K(φ ∧ ¬K(φ))) | (8) + 公理 C | 我们有可能知道, φ 是一个真理,并且我们不知道这个真理 |
(10) | ¬(φ ∧ ¬K(φ)) | (7)(9)矛盾,假设不成立 | φ 是一个真理,我们不知道这个真理,两者不同时成立 |
(11) | ¬φ ∨ K(φ) | (10) + De Morgan 律 | φ 不是真理,或者我们知道 φ |
(12) | φ → K(φ) | (11) + 蕴含等值式 | 所有真理 φ 都是我们已经知道的 |
然后呢?要么承认,人类是全知全能的;要么承认,假设 C 不成立,有些知识是不可能为人所知的。当然,也有人指出, Fitch 的推理存在一些很隐蔽的问题,比如假设 C 的式子并不能理解为“所有知识都可知”。你选择哪一派?