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祖母绿是绿色的,还是“绿蓝(Grue)”色的?:古德曼的新归纳之谜

到了明天,全世界的祖母绿可能会变成蓝色。从根本上动摇科学预测依据的“绿蓝(Grue)”悖论。

我们通过“过去的经验”来预测“未来”。 “因为太阳昨天也是从东方升起的,所以明天也会从东方升起。” “因为迄今为止我们看到的祖母绿全都是绿色的,所以接下来挖出的祖母绿也会是绿色的。”

这种推理被称为“归纳法”,它是所有科学的基础。然而在1955年,哲学家纳尔逊·古德曼(Nelson Goodman)构想出了一种奇怪的颜色概念,证明了这种归纳法存在着根本性的缺陷。这就是**“绿蓝(Grue)”悖论**。

新颜色“绿蓝(Grue)”的定义

古德曼将“绿色(Green)”和“蓝色(Blue)”合成了一种名为“绿蓝(Grue)”的新性质(颜色),并进行了如下定义:

绿蓝(Grue)的定义: 如果某个物体是“绿蓝(Grue)”色的,意味着在特定时间 $t$(例如公元2030年1月1日)之前观察到它是“绿色(Green)”的,而在时间 $t$ 之后观察到它则是“蓝色(Blue)”的。

$$ \text{Grue} = \begin{cases} \text{Green} & (\text{时间} < t) \\ \text{Blue} & (\text{时间} \ge t) \end{cases} $$

根据这个定义,现在(在时间 $t$ 之前)你手里拿着的绿色祖母绿,它既是“绿色”的,同时也是“绿蓝(Grue)”色的。

为什么这是一个悖论?

当试图去预测未来时,悖论就产生了。 迄今为止,人类观察到的所有祖母绿都是“绿色”的。因此,我们使用归纳法做出如下预测:

假设A:“所有的祖母绿都是‘绿色’的”

但是,请等一下。因为迄今为止观察到的祖母绿都是在时间 $t$ 之前的,所以它们肯定也全都是“绿蓝(Grue)”色的。因此,从完全相同的观察数据中,同样也可以得出如下预测:

假设B:“所有的祖母绿都是‘绿蓝(Grue)’色的”

如果遵循归纳法的规则,那么过去所有的观察在支持假设A的同时,也以“完全相同的强度”支持着假设B。

graph TD A["过去的观察:所有的祖母绿都是绿色的"] -->|同时| B["过去的观察:所有的祖母绿都是‘绿蓝(Grue)’色的"] A --> C["归纳预测 A:未来的祖母绿也会是‘绿色’的"] B --> D["归纳预测 B:未来的祖母绿也会是‘绿蓝(Grue)’色的"] C --> E["时间 t 之后依然保持绿色"] D --> F["时间 t 之后会变成‘蓝色’!"] style C fill:#4CAF50,stroke:#333,color:#fff style D fill:#2196F3,stroke:#333,color:#fff style F fill:#F44336,stroke:#333,color:#fff,stroke-width:2px

祖母绿会变成蓝色吗?

如果假设B是正确的,那么在时间 $t$ 到来的瞬间,世界上所有的祖母绿都必须一齐变成“蓝色”(根据“绿蓝”的定义)。

我们在直觉上会认为“这怎么可能。假设B不过是不自然的文字游戏,假设A(绿色)肯定是正确的”。

但是,古德曼的质问则处于更深的层次。 “绿色”和“绿蓝(Grue)色”,这两个假设都与过去的数据完全一致,那为什么我们只认为“绿色”的预测是正当的,而要排除“绿蓝(Grue)色”的预测呢?它的“逻辑依据”到底是什么?

对“自然齐一性”的挑战

为了回避这个问题,我们很容易想到一种反驳:“应该使用像‘绿色’这样简单的概念,而不应该使用像‘绿蓝(Grue)’这样包含了时间的复杂概念”。

但是古德曼反过来指出,如果我们定义一种颜色叫“蓝绿(Bleen:直到时间 $t$ 为止是蓝色,之后是绿色)”,那么“绿色”这个概念本身也就变成了一种依赖于时间的复杂概念:“直到时间 $t$ 为止是‘绿蓝’,之后是‘蓝绿’”。 也就是说,将哪个词语作为“基础”,不过是取决于我们语言的习惯而已。

古德曼的“绿蓝(Grue)”悖论(新归纳之谜)证明了科学理论不仅仅由客观数据决定,还强烈地依赖于我们“使用怎样的概念框架(语言)去切割这个世界”。

即使在人工智能和机器学习的语境下,即使训练数据相同,根据“模型的结构(关注哪些特征)”的不同,对未来的预测也会完全改变。作为这种“过拟合(Overfitting)”或“偏差(Bias)”问题,该悖论在现代依然具有重要的意义。

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