悖论

亨佩尔的乌鸦——看见红苹果竟能证明乌鸦是黑的?

亨佩尔的乌鸦——看见红苹果竟能证明乌鸦是黑的?

大家好,我是 Senko。 本文将解读“亨佩尔的乌鸦(确证悖论)”。

想确认“所有乌鸦都是黑的”,去找黑乌鸦就行——理所当然。可按照逻辑学的推演,找到一个红苹果或一只白袜子,同样能成为“所有乌鸦都是黑的”的证据。听起来莫名其妙,但在逻辑上却是正确的。

图解

悖论的结构

这个悖论由出生于德国的哲学家卡尔·亨佩尔在 1940 年代提出,由以下三步构成。

第 1 步:确证原理 找到某个假说的具体实例,就是该假说的证据。对于“所有乌鸦都是黑的”这一假说,每找到一只黑乌鸦,假说的可信度就上升一点。这是科学的基本方法论。

第 2 步:逻辑等值的命题 在逻辑学上,“所有乌鸦都是黑的”与“所有不黑的东西都不是乌鸦”意思相同(逆否命题)。就像“所有狗都是动物”和“不是动物的东西都不是狗”意思相同一样。

第 3 步:问题出现 “所有不黑的东西都不是乌鸦”的具体实例是什么?红苹果既是“不黑的东西”,又“不是乌鸦”,所以它正是这个命题的实例。

根据第 1 步的原理,这个实例是假说的证据;又根据第 2 步,它与原假说意思相同,于是红苹果也成了“所有乌鸦都是黑的”的证据

直觉上明显不对劲

看红苹果就能得知乌鸦的颜色——直觉上这完全无法接受。

然而上面的逻辑乍看之下并无破绽。确证原理和逆否命题的逻辑等值性,单独来看都是正确的原理。仅仅把两者组合起来就冒出了古怪的结论,这正是悖论的核心。

如果承认这套逻辑,那么只要环视自己的房间,确认“蓝色的书”“白色的墙”“棕色的桌子”,不用出门观察乌鸦就能为“所有乌鸦都是黑的”收集证据。更进一步说,“所有天鹅都是白的”和“所有祖母绿都是绿的”,也都能用同一个红苹果的观察同时得到确认。

问题到底出在哪里

针对这个悖论,存在几种回应。

贝叶斯主义的解决

这是接受度最广的解决方案。它的立场是:红苹果确实是证据,但其作为证据的强度实际上无限接近于零

数学上可以用贝叶斯定理来解释。世界上非乌鸦的物体(苹果、汽车、建筑……)多到不可计数,而乌鸦的数量相对很少。找到一只黑乌鸦,是在“乌鸦”这个小总体中确认假说的强证据;而一个红苹果,只是“非乌鸦”这个天文数字级总体中的一次确认,对假说可信度的改变微乎其微。

也就是说,红苹果是“不能说不是证据,但弱到极致的证据”。直觉之所以觉得“这不算证据”,是因为它作为证据的强度小到无法感知——这就是贝叶斯主义的解释。

修正确证原理的立场

这一立场认为确证原理本身有问题,假说的确证需要更严格的条件。具体来说,有人提议加上“只有与假说相关的观察才算有效证据”之类的限制。

限制逆否等值性的立场

这一立场认为,逻辑上等值不代表在认识论上就该同等对待。“所有乌鸦都是黑的”和它的逆否命题在逻辑上是同一主张,但确证它们的方式不必相同。

与绿蓝悖论的关系

亨佩尔的乌鸦与古德曼的绿蓝悖论一道,提出了直指归纳法根基的问题。

绿蓝悖论——归纳法真的可以信赖吗?zh.senkohome.com/paradox-grue/

亨佩尔的乌鸦问的是“什么能成为假说的证据”,绿蓝悖论问的则是“归纳法应该应用于哪个假说”。两者都在动摇科学推理的地基,共同表明归纳法远没有我们想象的那么简单

对科学方法论的启示

亨佩尔的乌鸦告诉我们:“证据是什么”这个问题比表面上深刻得多

科学依靠观察和实验来确证假说,但对于“什么才算假说的证据”这个基本问题,其实至今没有完全清晰的答案。科学家日常进行的“检验假说”这件事,其逻辑基础远比想象中复杂而微妙。

待在屋里就能研究乌鸦吗

亨佩尔悖论常被半开玩笑地谈起,是因为有“室内鸟类学”这个说法。

不必出门找乌鸦,只要在屋里把不黑的东西一样样确认过去,关于乌鸦颜色的假说就被验证了。“哪有这种道理”——这份直觉是出发点。

不过从贝叶斯主义的立场看,这份直觉也有像样的说明。

观察候选的收窄确证的程度
一只黑乌鸦世上的乌鸦有数千万只相当可观
一双白鞋不黑的东西是天文数字几乎为零,可仍为正

答案是:白鞋也在确证这个假说,只是那份量小到可以忽略

论理上正确,量上无意义。之所以看着像悖论,是因为把确证当成了非全即无——诊断是这样。

反例要强得多

还有一点想按住,就是确证与证伪的不对称。

只要找到一只不黑的乌鸦,假说当场就被否定;而观察几万只黑乌鸦,假说也不会被确定下来。

  • 确证:每一次都很小,垒起来也成不了确定
  • 证伪:单单一件就分出胜负
  • 推论:要检验假说,去找反例效率更高

也就是说,只顾着收集支持自己假说的例子,作为检验几乎没有推进

这也直接连着确认偏误的话题。人天然会去找支持的例子,所以需要有意识地去找反例。卡尔·波普尔之所以看重可证伪性,正是因为有这份不对称。

从乌鸦的颜色这么简单的例子,一路够到科学方法论的核心论点。我觉得这是个做得很好的思想实验。

乌鸦之外也照样适用

这个悖论不限于乌鸦的颜色,它适用于一切全称命题。

“所有的A都是B”这个形状的主张,全都在逻辑上等同于“不是B的都不是A”,因此会产生同样的问题。

假说逆否古怪的确证例
所有金属都导电不导电的不是金属一块木片
所有的药都有副作用没有副作用的不是药自来水
所有员工都参加了培训没参加培训的不是员工一名路人

它们在逻辑上都构成确证,可作为调查什么也没推进。

实务上的教训是:观察的价值,由哪一边的集合更小来定

员工有100人,而没参加培训的人全世界有80亿,那当然是去查员工名册更快。道理再平常不过,可有意思的是,这份平常光从逻辑里推不出来。

总体有限时话就变了

有意思的是,当对象的数目很小时,逆否那一侧的观察也会显出实质的意义。

比如“这个盒子里的球都是红的”这个假说,而盒子里只有10个球。

  • 找到一个红球:剩下9个的可能性减少,确证在推进
  • 在盒子外找到不红的东西:与盒内无关,什么也没推进
  • 在盒内去找不红的却没找到:这就是很强的确证

第三条,才是用上逆否的有效调查。只要把搜索范围限定在假说的对象之内,来自逆否的确证也会足够强

成问题的并不是用了逆否,而是不限定范围地去用。把亨佩尔悖论看作调查设计的话题而非逻辑用法的话题,就容易顺过来了。

归纳法相关的悖论

以下是与亨佩尔的乌鸦同样涉及归纳推理根基的相关悖论。

结语

本文解读了“亨佩尔的乌鸦”

“红苹果能证明乌鸦的颜色”这个结论听起来荒唐,但它背后潜藏着关乎科学推理根基的深刻问题。这个悖论促使我们重新审视那个日常以为理所当然的概念——“证据”

想返回悖论列表的读者请点击下方链接。

我们下一篇文章见。

世界经典悖论大全——哲学、数学、物理、经济学著名悖论完全解读zh.senkohome.com/paradox-list/