理发师悖论产生的原因(怎么解决)

理发师悖论是罗素悖论的通俗举例,是由伯特兰·罗素在1901年提出的。
罗素悖论的出现是由于朴素集合论对于元素的不加限制的定义。
由于当时集合论已成为数学理论的基础,这一悖论的出现直接导致了第三次数学危机,也引发了众多的数学家对这一问题的补救,最终形成了现在的公理化集合论。同时,罗素悖论的出现促使数学家认识到将数学基础公理化的必要性。

导读:一个理发师引发的“血案”:第三次数学危机——罗素悖论

从前,有一个喜欢没事找事的理发师,他说:“我给且只给自己不理发的人理头发”。有个更喜欢没事找事还闲得慌的人问他:“那你给自己理头发吗?”然后这个理发师就不知道怎么回答了。

成龙大哥表示脑袋“duang~duang”的

当然了这个理发师不是傻子,不然也不会说出这么有水平的话了,原因在于:无论他怎么回答,都是自相矛盾的!

  1. 如果理发师给自己理头发,那他就属于给自己理头发的人,自己不应该给自己理头发,和前提矛盾;
  2. 如果理发师不给自己理头发,那他应该属于不给自己理头发的人,自己应该给自己理头发,又和前提矛盾;

所以真不怪理发师回答不上,这个问题就是个悖论,从什么方面解释都不对!

这个问题实际上是对著名的罗素悖论(Russell Paradox的另一种表述方式,那么什么是罗素悖论?为什么说他引发了第三次数学危机呢?一切的起因还得从集合论讲起。

康托尔和集合论

康托尔年轻的时候还是很帅的

格奥尔格·康托尔(1845-1918),德国数学家,他的超穷数理论和集合论在数学界留下了极其浓墨重彩的一笔,尤其是集合论,直接影响了19到20两个世纪的数学和哲学发展!

集合论的描述较为复杂,简单理解就是:一堆具有确定属性的事物的集合。

文氏图是集合论的一种重要表示方法

集合有三个特性:确定性,互异性,无序性。我们来看下面这个集合:

A={吴彦祖,刘德华,我};我∈A

吴彦祖,刘德华和我,都是男人,我们就可以构成一个男人(A)的集合,我属于集合A;但是吴彦祖,刘德华,我不能构成一个中年帅哥的集合,因为我还年轻~(自恋一下)。

其实集合论提出伊始就存在着一个漏洞,而且是个致命的漏洞。这个问题被罗素提了出来,这就是上文提到的罗素悖论。

罗素悖论

罗素在人类科学史上的地位不亚于爱因斯坦

这里先说一句,罗素可不是杠精,柏兰特·罗素,英国著名的哲学家,数学家和作家,并且是获得过诺贝尔文学奖大人物,他提出这个问题确实是一针见血,我们来看下罗素悖论具体的内容:

集合S由一切不属于自身的集合所组成。:S是否属于S呢?
  • S∈S: 由于S是不属于S的集合所构成的集合,S∈S与前者相悖;
  • S∉S:那么S包含在由不属于S的集合所构成的集合中,S应当属于S,和前者相悖;

看上去有些好笑是吧,但康托尔笑不出来,他沉浸在哈勒大学的办公室里,日复一日苦思冥想,最后终于——疯了!对的,你没看错,可怜的康托尔被他自己的理论搞疯了。虽然在他的晚年病情有所改善,但是病痛始终折磨着他,直至他去世。

罗素悖论,至今没有一个强有力的诠释,他就和祖父悖论,上帝悖论成为了人类科学史上至今难以跨越的高峰。罗素悖论虽然简单,但就是着简单的一句话搞垮了康托尔数十年的心血,并引发了数学帝国的第三次危机。为了避免此悖论,人们提出了许多新的集合论体系,比较著名的有——ZF体系和NBG体系

ZF体系

直到1908年,德国数学家策梅洛将集合论改造成了新的集合论公理体系。这一体系后来又被弗兰克尔的改进,也就是现在人们熟知的ZF公理系统。

ZF体系:P(x)是x的一个性质,对任意已知集合A,存在一个集合B使得对所有元素x∈B当且仅当x∈A且P(x);

{x∣x是一个集合}在该系统中无法写成一个集合,因为它并不是任何已知集合的子集;另外,该公理中存在集合A={x∣x是一个集合}在ZF系统中能被证明是矛盾的,故而罗素悖论在该系统中被避免了。

NBG体系

冯诺依曼和他的“儿子”——埃尼阿克

计算机之父——冯·诺伊曼等人提出了NBG系统等。在该公理系统中,所有包含了集合的"集合"都能被称为“类”,凡是集合也能被称为类,其中有些“类”太大了,大到以至于都不能算是一个集合,因此只能是个类。这同样也避免了罗素悖论。

版权声明:本文内容或图片均来于网络,如若侵权,请联系我们。