逻辑学讲义精选PPT.ppt
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1、逻辑学讲义第1页,此课件共141页哦“逻辑”的含义 n作为名词:作为名词:思考方法 逻辑学n作为形容词作为形容词:思维有条理 论证严密第2页,此课件共141页哦为什么要学习逻辑学 n逻辑学的教学情况逻辑学的教学情况 逻辑学是联合国教科文组织规定的一门和数学、物理学、语言学并列的基础性工具学科。它有广泛的用途。在国内大学普遍开设的逻辑课程包括作为公共课的普通逻辑课程。某些专业必须学习专业的逻辑课程,例如哲学系、计算机科学的数理逻辑课程,法律系的法律逻辑课程,部分哲学系有逻辑学硕士和博士点。布尔代数是逻辑的另一种表现形式,一般学习电气和自动化专业的学生都会学习利用布尔代数进行逻辑设计。在数学系,跟
2、逻辑关系比较密切的数学分支是抽象代数和组合数学,部分大学有数理逻辑和数学基础的硕士和博士点。我们“逻辑学导论”这门课程是以普通逻辑为主,面向本科生,并根据情况补充一点数理逻辑的知识。第3页,此课件共141页哦n学习逻辑学的益处学习逻辑学的益处 我们学普通逻辑或批判性思维是为了学会质疑、分析、推理、论证、反驳、辩谬的艺术以及培养独立思考的精神。现在好些的大学都在普通逻辑教学中加了现代逻辑的内容,这方面的内容对大家学习相关专业知识有一定好处,因此我们也采用了这种方法。例如,一阶逻辑是离散数学这门课程的一个组成部分,离散数学中的数理逻辑内容较浅,如果涉及人工智能的知识时,需要补充教很多逻辑。还有就是
3、对辩论和写作感兴趣的同学可以受到较好的训练,有助于思维的灵活和清晰,特别是文科学生将来比较多地运用这两样东西。这门课还有一个实际的好处就是逻辑题在GRE,公务员考试,MPA、MBA、GCT考试中有一定比例,针对这部分同学的要求,我们上课时将讲授历年部分考题的解法。最后,这门课能对高中的填鸭式教学起到纠偏的作用,我们知道大多数高中老师为了对付紧张的高考是采用题海战术,生记硬背来教学的,很难使学生体会到思考的乐趣,而敏捷的有创造力的思维是不可能用机械的方法训练出来的。特别是一些同学由于中学老师的教学能力和知识水平,抽象思维能力和推理能力受到了限制。这门课可以弥补这部分同学的不足,这门课完后,大家学
4、习别的知识的信心和能力会提高很大。第4页,此课件共141页哦有趣和机智的逻辑学n第一组逻辑题:第一组逻辑题:n1.暗室内一只抽屉里放了24只红袜与24只蓝袜。最少要从抽屉里取多少只才能保证至少有两只颜色相同?n2.克里特岛的爱克努告诉我:“所有克里特岛的人从来不说真话”,请问爱克努说的话是真话还是假话?第5页,此课件共141页哦n不得不释放的罪犯:不得不释放的罪犯:最近,法官宣判了一件案子:“尽管你杀人的罪证铁证如山,法律还是逼得我既不能判你死刑也不能判你无期,甚至死缓也不行。”这怎么解释?第6页,此课件共141页哦n归谬:归谬:伽利略对“重物比轻物下落的快”的著名归谬。n反证:反证:著名的“
5、不存在最大的素数”的反证 第7页,此课件共141页哦n谁是凶手之一:谁是凶手之一:一支队伍穿越撒哈拉大沙漠。队伍里有三个人A、B、C。A恨C,决定杀死他,在他水壶里投了毒。B恨C也决定杀死他,他在C的水壶里钻上了一个小孔。队长让C单独出发寻找水源,结果C因渴致死。A和B谁是杀人者呢?现在在课堂上指定两名律师作为辩护。第8页,此课件共141页哦n谁是凶手之二谁是凶手之二 某公司的老板王明因拖欠保护费而被黑帮枪击身亡。警察逮捕了五个嫌疑人,他们每个人都交待了三句话,事后查明均为两真一假。他们的陈述是:刀子:刀子:我没有杀王明。我没有手枪。是老妖杀了王明。疤脸:疤脸:我没有杀王明。我也没有手枪。其他
6、人都在推卸责 任。小妖:小妖:我是无辜的。我以前没见过棒槌。老妖是凶犯。老妖:老妖:我才是无辜的。棒槌杀的人。刀子说我杀了王明是假的。棒槌:棒槌:我没杀王明。是疤脸杀的人。小妖和我是兄弟。请问谁是凶手呢?第9页,此课件共141页哦n称球问题:称球问题:13个球中有一个次品,不知道它比正常球轻还是重,你能保证用天平只称3次就找出这个次品吗?第10页,此课件共141页哦n逻辑悖论:逻辑悖论:1.有一张纸条,正面写着“背面这句话是假的。”背面写着:“正面句话是真的。”请问正面的话和背面的话是真的还是假的?2.克里特岛的爱努克是一个理发师,他只给所有不给自己理发的克里岛人理发,请问他应不应该给自己理发
7、?第11页,此课件共141页哦n数学归纳法:数学归纳法:有一家公司1000名雇员,它有一个独特的解雇员工的办法。任何人都不会被告知他被解雇了,只是被通知今天有人被解雇了。每一个预计将被解雇的员工可以推出他将被解雇的结论,他会主动辞职,而非等着被解雇。一旦计划好解雇某人,除了这个不幸的员工自己,公司里的每个人立即都会收到电子邮件通知。没有人忍心把坏消息告诉呗解雇的人,每个人在长期的磨砺中学会了完全不动声色,当一个同事注定要被解雇时,每个人都按部就班地工作,一切照旧。如果一个员工推出他将要被解雇,次日早晨他做的第一件事情就是辞职。有一天,这个公司被一个大公司吞并了,新上任的老总宣布公司裁员,自从宣
8、布裁员后,整整1000天来没有任何人辞职,不等一千零一夜到来,所有人都辞了职。请问这是怎么回事?第12页,此课件共141页哦n答案:答案:这道题可以用数学归纳法加以解决。先证明,只有1个人会被解雇,当且仅当只有1个人在第2天辞职,此后无人辞职(即以1人辞职为必要条件)。右边推出左边是显然的。现在考虑从左边推出右边,被解雇的人会想既然有人辞职了,自己应该知道那个人的名字,而自己却不知道,因此自己一定被解雇了。其余收到一个名字的人会想:要么包括我在内2个人被解雇了,要么是只有1个人被解雇了。由于大家都知道只有1个人被解雇,这个人第2天会辞职,这意味着若第2天没人辞职,自己就被解雇了。由于大家都这么
9、推理,因此所有收到1个名字的人都不会在那个人辞职前辞职,于是大家都能推出如果自己没被解雇,第二天不会有人辞职,这就是说一旦有人辞职这些人就会知道自己没有被解雇了。这样完成了从右边推出左边。第13页,此课件共141页哦 现在假设有2个人被解雇了,那么被解雇的2个人每人收到一份只有一个名字的名单。在第一天晚上,这2个人都会这么想:要么包括我在内有2个人辞职了,要么只有1个人要辞职。根据前面的讨论,后一种情况下有1个人会在第2天辞职。因此这两个人都会等到第3天,如果有人在第2天辞职了自己不需要辞职,如果没人在第2天辞职自己需要辞职。其余人会想:要么包括我在内的3个人辞职了,要么只有2个人要辞职。如果
10、是后一种情况,第3天就有人辞职,由于收到两个名字的人都这样想,大家都会等待第3天的到来,就会造成这天无人辞职。因此若第3天有人辞职了,这些人就不用辞职。第14页,此课件共141页哦n 可以把1个人被解雇的情况当做归纳始基。现在我们用数学归纳法去证明猜想猜想:解雇解雇k个人,当且仅当在第个人,当且仅当在第k+1天,天,k个人辞职了个人辞职了(k m,m是总人数),此后无人辞职。是总人数),此后无人辞职。假设对于n个人是成立的,我们证明对于n+1个人这个命题也成立。对于n+1个被解雇的人来说,他们都知道:或者n个人被解雇了或者包括自己在内的n+1个人被解雇了。根据归纳假设,n个人被解雇当且仅当n个
11、人在第n+1天辞职,因此这些人必须等到第n+2天(如果有人在n+1天辞职了,我就不需要辞职,如果有人在n+1天辞职了,自己需要辞职),其余人会想要么包括我在内的n+2个人被解雇了,要么n+1个人被解雇了。对于后一种情况,第n+2天就会有人辞职,由于收到n+1个名字的人都这样想,大家都会等待n+2天的到来,就会造成无人辞职。因此若第n+2天有人辞职了,这些人就不用辞职。n 于是,我们的猜想成立。第15页,此课件共141页哦n 如果公司要解雇1000个人,那么在第1001天的早上所有人都会辞职。n 这道题里的推理过程之所以成立,是由于我可以设想别人是怎么想的,而别人也知道我是怎么想的,并且,大家的
12、想法也相同。当然这是一种非常理想的状况,假设其中有一个逻辑推理能力不强的人,突然提前就辞职了,那么整个逻辑推理就不成立的。n 上述证明是最完整的证明版本,一般书上证明不考虑“此后无人辞职”这句话。实际上没有这半句话,没办法证明归纳始基这个充要条件。这道题的变种有“大女人村难题”和“沾泥巴的孩子难题”,其应用经常用来说明“股市崩溃现象”。第16页,此课件共141页哦逻辑是研究什么的逻辑是研究什么的n逻辑学是研究区分正确推理和不正确推理的方法和原理的学问。什么是正确的推理,什么是不正确地推理正是我要在后面加以解释的。第17页,此课件共141页哦逻辑学产生的历史背景逻辑学产生的历史背景 中国春秋战国
13、时期(800-250B.C)大致相当于古代希腊城邦时期(800-323B.C),两地同时期涌现了许多思想巨人,古希腊的毕达哥拉斯(582-507B.C.)、普罗泰哥拉(490-420B.C.)、苏格拉底(469-399B.C.)、柏拉图(427-347B.C.)、亚里士多德(384-322B.C.)、欧几里德(323-275 B.C),中国的孔子(551-479B.C.)、老子(约500 B.C)、墨子(468-376 B.C.)、孟子(372-289B.C.)、庄子(369-286B.C.)和韩非子(281-233 B.C.)。这两批人奠定了西方文明和远东文明的文化基础。这两个时期结束时东方
14、和西方都出现了两个相当短暂的大帝国,东方的秦帝国和西方的亚历山大帝国。非常巧合的是这两个帝国的统治者的思想都来源于两个文明各自的代表思想家。秦始皇深受韩非子著述的影响,而亚历山大的老师是亚里士多德。但是这两个帝国的政治状况非常不同,中国在春秋战国时期摆脱了奴隶主贵族制而进入封建专制,而泛希腊文明只是从奴隶主贵族制转入到奴隶主专制。秦帝国的继承者汉帝国仍旧是统一的国家,而亚历山大帝国分裂为四个希腊化的帝国。这个时期,在两个文明里,都兴起了思想辩论的热潮。首先是各门各派的知识分子都希望用自己的政治理论参与国家的治理,这个过程中各派不免交锋。其二说客在各国间的政治关系中起到了很大作用,最后一个因素是
15、社会动荡引起的民事纠纷诉讼很多,需要一批擅长法庭辩论的人才。这三个因素最终促使一门研究思想方法的学问产生。在东方,产生了名辩之学和道家的思辩之学,而在西方产生了逻辑学。第18页,此课件共141页哦中国古代的名辩之学和思辩之学 n中国人对诡辩技巧非常注重,如春秋战国纵横家、名家、道家。著名的例子有名家公孙龙的“白马非马”、“离坚白”。道家庄子和名家施惠著名的“濠梁之辩”。第19页,此课件共141页哦n白马非马白马非马 “白马非马,可乎?”曰:“可。”曰:“何哉?”曰:“马者,所以命形也。白者,所以命色也。命色者,非命形也,故曰白马非马。”曰:“有白马,不可谓无马也。不可谓无马者,非马也?有白马为
16、有马,白之非马,何也?”曰:“求马,黄、黑马皆可致。求白马,黄、黑马不可致。使白马乃马也,是所求一也,所求一者,白者不异马也。所求不异,如黄、黑马有可有不可,何也?可与不可其相非明。故黄、黑马一也,而可以应有马,而不可以应有白马,是白马之非马,审矣。”第20页,此课件共141页哦n公孙龙说的是“白马”这个概念与“马”这个概念的内涵不同。这里并非把“白马”当做具体的马,即逻辑学里所说的“外延”。作为具体的一匹白马来说,它是马,作为概念的“白马”来说它不同于“马”。第21页,此课件共141页哦n 中国古代的名辩之学的一个问题是只是为了辩赢论战,而不是为了搞清楚问题,最终很多东西流于诡辩。比如“白马
17、非马”的辩论中,公孙龙对反面论据不加澄清,最后的结论也模糊不清。应该说,名辩之学消极的影响大于积极地影响,以至于到韩非子提出“禁辩”的主张。第22页,此课件共141页哦n濠梁之辩濠梁之辩 庄子与惠子游于濠梁之上,庄子曰:“儵鱼出游从容,是鱼之乐也?”惠子曰:“子非鱼,安知鱼之乐?”庄子曰:“子非我,安知我不知鱼之乐?”惠子曰:“我非子,固不知子矣;子固非鱼也,子之不知鱼之乐,全矣。”庄子曰:“请循其本。子曰汝安知鱼乐云者,既已知吾知之而问我。我知之濠上也。”第23页,此课件共141页哦n这个辩论翻译成白话是:庄子和施惠在濠河的桥上游玩,庄子说:“桥下的鱼出游从容,岂不是很快乐”,施惠说:“你又
18、不是鱼,你怎么知道了解鱼的快乐呢?”庄子说:“你又不是我,你怎么会知道我不知道鱼的快乐呢?”施惠说:“我不是你,所以不知道你的想法,你不是鱼,你也不知道鱼的想法,道理不是明摆着吗?”庄子说:“让我们回头看看你的道理,你刚才说我不知道鱼的快乐时,你不是已经知道了我的想法,我是在河上就知道鱼的想法的。”第24页,此课件共141页哦 施惠匆忙提出一个推理:因为任意个体不知道另一个体的任何想法,所以庄子不知道鱼的快乐,庄子马上反驳到:我在桥上时不就向你传达了我的想法吗,这个反驳推翻了施惠推理的前提。因为一个人多少可以根据言辞和行为判断推知别人的想法。但是从直观上看,庄子知道鱼是快乐的这件事是值得怀疑的
19、。于是,后人对庄子的这段话充满了争议,这个论证同学们会站在哪边呢?第25页,此课件共141页哦 庄子在自己的著作中经常抓住名家的逻辑漏洞来反驳对手,他的学说主要是反对战国时期欺世盗名的空头理论家和讽刺政治上的昏暗,论证中多用类比、比喻,体现了无与伦比的论辩艺术。从庄子看,庄子的辩才在施惠之上,但是庄子是看不起名辩之术的,他讽刺施惠说:“天选子之形,子以坚白鸣!”但是施惠对庄子非常钦佩,庄子也很喜欢施惠,施惠的少量观点能够流传下来,完全靠庄子的作品对他的记录。第26页,此课件共141页哦n古希腊的逻辑学成就古希腊的逻辑学成就 古希腊人也重视诡辩技巧,如著名的普罗太哥拉与欧底多勒士的法庭辩论。普罗
20、太哥拉是公元前五世纪的古希腊著名的智者,他开设了许多课程,其中有一门是法庭辩护术。欧底多勒士跟他学习做一名律师,但他负担不起学费。于是两人定了一个契约,普罗太哥拉先不收学费,等欧底多勒士学成并在第一场官司获胜后,再交学费。但是欧底多勒士学成后迟迟没打官司,普罗太哥拉等得不耐烦,把自己的学生告上了法庭。审理一开始,普罗泰哥拉就提出己方的要求:如果欧打赢了官司,根据协议他必须付我学费,如果他打输了官司,根据判决他要付我学费,或者他打赢或者他打输,总之他要付我学费。欧底多勒士沉着应对:如果我打赢了官司,根据判决我不用付你学费,如果我打输了官司,根据契约我也不应该交学费,我或者打赢或者打输,总之我不用
21、付你学费。如果你是法官你怎么判?如果你是法官你怎么判?第27页,此课件共141页哦 如果法官在维持契约的基础上给一个判决,则会产生矛盾。判欧底多勒士赢(不用付学费)当且仅当欧底多勒士输掉官司(根据契约必须付学费),一个聪明的法官必须在这种情况下宣称这个契约无效,原因可以是导致矛盾的契约必须重新加以修订,必须声明这场官司不能关于这个契约本身。第28页,此课件共141页哦n古希腊发展了较为成熟的逻辑学,与庄子几乎同时期哲学家亚里士多德(384-322B.C.)建立了完整的三段论体系,发展了第一个形式逻辑系统。形式逻辑和欧几里得几何学是古希腊人对世界文明的两个重要贡献。这两门学科都具有从公理到定理的
22、证明形式。这是一种关乎确定性的技术。古希腊和古代中国都追求过技术上的确定性,尽管古代中国发明了很多种成熟的技术体系(如计算圆周率的方法,宋元明在代数上的杰出成就),但几乎没有把某种确定的技术方法延续过这样漫长的时间。第29页,此课件共141页哦n欧洲历史上曾经出现过长期的文化倒退,古罗马曾经摧毁过比它更精致的希腊文明,而中世纪的游牧部落摧毁了繁荣的罗马文明。古希腊文明的精粹在欧洲本土几乎只留下了几何天文学和被神学利用的逻辑学。近代文艺复兴和资本主义的兴起伴随着近代科学的兴起,特别是近代科学以这两门学科为标准范式出现。第30页,此课件共141页哦n经常有学者认为逻辑学和几何学是近代西方兴起的原因
23、,中国后来落后是没有逻辑学和几何学,这是典型因果倒置的错误。恰恰是因为西方航海殖民和工业革命促使科学的发展和传播,也使得西方逻辑学和几何彰显其魅力。第31页,此课件共141页哦n近现代的逻辑学近现代的逻辑学n在中世纪到近代,逻辑、修辞和文法一直作为西方知识分子最重要的“三艺”,在宗教派别的辩论中逻辑学用得非常多,以至于中世纪所有学科都倒退了,只有逻辑学前进了。中国在这个时期几乎没有发展出相当于西方逻辑学的东西,古汉语无文法一说,表达简峻,比如逻辑中指示词和数量词都是可以省略的。书面语和口语之间的严格分化的确大大阻碍了中国产生成熟的逻辑学。随着儒家正统地位的确立,结合社会现实进行思想论辩的风气衰
24、落,先秦时期达到的成就也废弃了。n到了近现代,逻辑学只在西方一枝独秀了。数学家和哲学家莱布尼茨首先提出了现代逻辑的雏形,他希望用计算的方法来判断思想的对错,这个梦想在19世纪由德国哲学家和数学家弗雷格基本实现了,我们今天用得一阶逻辑是由弗雷格建立的,只是记号不同而已。第32页,此课件共141页哦n近代的数学研究发展飞快,到19世纪产生了对微积分的基础实数理论公理化的需要,这个时候产生了康托尔集合论和连续统假说。上世纪初,意大利数学家皮亚诺首先将算术公理化了,大约在20年代集合论被以色列的弗兰克尔和德国的贝纳思合作公理化了,接着,大数学家希尔伯特提出了证明公理化的集合论系统无矛盾的问题。1930
25、年,天才逻辑学家和数学家奥地利的哥德尔证明了希尔伯特的问题是无法解决的,他的结论是一个系统如果包含皮亚诺的算术公理,其无矛盾性就是不可证明的,这就是上个世纪逻辑学最最辉煌的成果“哥德尔定理”。后来逻辑学家甘岑证明只有在基数是超穷条件下这个系统才是一致的,当然这个条件反对了有限公理化的概念。对于公理化的集合论,后来的数学家只是相信它没有矛盾。现在,只有纯数学家才有能力研究公理集合论公理集合论。哥徳尔定理的直接结果是逻辑学里产生了一个分支叫“递归论递归论”又叫“计算理论计算理论”。现代数理逻辑的另一个分支是“模型论模型论”,模型论与抽象代数关系很密切,也主要是数学家在研究,应用模型论的基础成果后产
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