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理髮師悖論

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理髮師悖論(Barber paradox)

目錄

什麼是理髮師悖論

  理髮師悖論羅素悖論的通俗舉例,是由伯特蘭·羅素在1901年提出的。羅素悖論的出現是由於朴素集合論對於元素的不加限制的定義。由於當時集合論已成為數學理論的基礎,這一悖論的出現直接導致了第三次數學危機,也引發了眾多的數學家對這一問題的補救,最終形成了現在的公理化集合論。同時,羅素悖論的出現促使數學家認識到將數學基礎公理化的必要性。

理髮師悖論的內容

  一個城市裡唯一的理髮師立下了以下的規定:只幫那些自己不理髮的人理髮。

  現在問一個問題:理髮師應該為自己理髮嗎?

  你會發現理髮師處於兩難,因為:

  • 如果理髮師不給自己理髮,他需要遵守規則,幫自己理髮.
  • 如果理髮師是自己理髮的,他需要遵守規則,不給自己理髮

  換用集合語言:

  可以把集合分為兩類,凡不以自身為元素的集合稱為第一類集合;凡以自身作為元素的集合稱為第二類集合。顯然每個集合或為第一類集合或為第二類集合。設\mathbf{A}為第一類集合的全體組成的集合。

  • 如果\mathbf{A}是第一類集合,由集合\mathbf{A}的定義知:\mathbf{A}應該是\mathbf{A}的元素,這表明\mathbf{A}是第二類集合
  • 如果\mathbf{A}是第二類集合,那麼\mathbf{A}是它自身的元素

  二者皆導出矛盾,而整個討論邏輯上是沒有問題的。問題只能出現在集合的定義上。

數學語言

  設對於一類集合,A_1 = \{ a_{1,1}, a_{1,2}, \cdots a_{1,i} \cdots \} , A_2 = \{ a_{2,1} , a_{2,2} , \cdots , a_{2,i} \cdots \} , \cdots ,A_i = \{ a_{i,1} , a_{i,2} , \cdots , a_{i,j } \cdots \}都滿足條件a_{i,j} \not\in A_i \left( i = 1, 2,\cdots j = 1, 2, \cdots \right)

  但A_i \in A_i一切這類集合構成新集合A = \{ A_1 , A_2 , \cdots , A_i , \cdots \} , A_i \in A

  那麼是否有A \in A?如果認為A \in A ,A應該不是自身集合的元素,即A \not\in A,如果A \in A , A就應是本集合的元素,即A \not\in A,所以矛盾。

補救

  由於羅素悖論的出現所引發的第三次數學危機,公理化集合論勢在必行。 德國數理邏輯學家策梅洛(Zermelo,1871年-1953年)應用自己的公理系統,使得集合在[[公理] ]的限制下不會太大,從而避免了羅素悖論。經過改進,這一系統形成了現在被稱為ZF系統的公理集合論體系。這個體系至今沒有發現悖論。

羅素悖論、理髮師悖論和異己詞悖論的關係[1]

  按我們通常對集合的理解,我們可以把集合分成兩種,一種是屬於自身的,即自己是自己的元素,另一種是不屬於自身的。設S是由所有不自身的集合組成的集合,那麼S是否屬於它自己?若S屬於S,依S的定義,S中的元素都不應該屬於自己;而若S不屬於S,則按照S的定義,S應該是所有不屬於自己的集合構成的集合,那麼S又屬於S。即不論假定S屬於自己還是不屬於自己,都將導致矛盾。

  理髮師悖論羅素悖論是等價的。因為,如果把每個人看成一個集合,這個集合的元素被定義成這個人刮臉的對象。那麼,理髮師宣稱,他的元素,都是村裡不屬於自身的那些集合,並且村裡所有不屬於自身的集合都屬於他。那麼他是否屬於他自己?這樣就由理髮師悖論得到了羅素悖論。反過來的變換也是成立的。

  異己詞悖論:在語言中,有些形容詞可以描述自身,有些形容詞則不可以描述自身。例如形容詞 “short”(短的)和“English”(英國的)可以修飾自身,因為short只有五個字母,English本身也是英語單詞。而“long”(長的)和“French”(法國的)則不能修飾自身。又如“polysyllabic”(多音節的)這個詞是多音節的,但“monosyllabic”(單音節的)這個詞卻不是單音節的。看來可以這麼說,一個詞或者可以用於自己,或者不可以。我們稱那些能描述自身的詞為同己的(autological),稱那些不能描述自身的詞為異己的(heterological)。現在讓我們來考慮異己的(heterological)這個詞,它是同己的還是異己的呢?如果它是同己的,則依同己的定義,它能描述自身,所以它是異己的。如果它是異己的,由於它能描寫自身,所以應該是同己的。這樣一來,每一個關於這個詞的假設都會導致矛盾。

  我們按照理髮師悖論和羅素悖論關係那樣思考,我們把一個詞與一個集合關聯,這個集合是由這個詞所能修飾的詞構成的,那麼異己的(heterological)這個詞就恰恰對應了羅素悖論中“所有不自身的集合組成的集合”。這麼說來,異己詞悖論也等價於羅素悖論。如果用符號來表示異己詞這一概念,則更加明顯:X是異己的,如果X並非X。這和羅素悖論中的“X屬於S,如果X不屬於X”何其相似!實際上,它們的邏輯結構相同。

  但是,我至今沒有看到哪本書上敘述過它們的這種關係,所有介紹這幾個悖論的書都只是明確承認前兩個悖論是等價的,而異己詞悖論經常被單獨討論。甚至有些書上竟然把異己詞悖論說成是一種“語義學悖論”,而把羅素悖論說成是純邏輯悖論。這樣的分法有什麼根據呢?難道異己詞悖論中涉及詞語本身的語義,就說它是語義學的嗎?按照《數學,確定性的喪失》的說法,語義學悖論“涉及到一個詞的真實性和可定義性或模糊應用等概念,相應地採用這些概念的嚴格定義能解決上述悖論。”這提醒我們,有些詞義本身是模糊不清的,比如說,長度為多少的詞可以用long來修飾?沒有什麼標準。但是,如果把所有英語形容詞的詞義嚴格地界定起來,那麼異己詞悖論就真正等價於羅素悖論了。所以,悖論本身並沒有因為概念的嚴格定義而得到解決。

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Cabbage,Dan,李同柯,王玫仑,方小莉,苏青荇,LuyinT.

評論(共41條)

提示:評論內容為網友針對條目"理髮師悖論"展開的討論,與本站觀點立場無關。
219.148.134.* 在 2011年10月1日 06:51 發表

理髮師本身有兩種身份:服務者和被服務者。成為服務者身份時不幫自己理髮;當成為被服務者時應該自己理髮。人類本身就存在多種身份,該命題是哲學家故意拋開這個條件而設計的。任何命題在條件不充分時都會是悖論。

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123.118.125.* 在 2012年1月6日 10:17 發表

給自己理髮不是,自身是服務者同時是被服務者。。。。。

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222.240.205.* 在 2012年5月5日 09:22 發表

住要是元素在定義的條件下擁有了可變性,而相悖點就來源這可變性

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110.178.13.* 在 2012年5月5日 10:17 發表

……站在一個點上看,就會很清楚的

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220.231.59.* 在 2012年6月5日 11:45 發表

身份不可能重疊。從嚴格意義上來講,如果理髮師自己不是老闆,那麼必然有制度規定他上班的時候,只能是服務者而不能是被服務者,如果服務自己的話,就會被開除。即便冒著被懲罰,服務自己,那麼他也不是在工作,可以視為曠工,那麼他就是被服務者,邏輯上沒有矛盾。如果理髮師自己是老闆,那麼他可以決定自己何時上班,何時休息。他服務於自己的時候,由他自己決定是上班還是休息。但是無論是上班還是休息,他都只能有一種身份。一種身份的前提下,就不會出現邏輯的矛盾。

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119.41.51.* 在 2012年7月15日 23:21 發表

如果理髮師自己不理髮,他需要遵守規則,幫自己理髮.這話講得特別好!

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刘伟 (討論 | 貢獻) 在 2012年7月31日 14:32 發表

士大夫說道發生的

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58.211.247.* 在 2012年8月24日 16:43 發表

如果理髮師自己不理髮,他需要遵守規則,幫自己理髮 但為何一定要幫自己理髮?可以不理髮嗎?有規定人一定要理髮嗎?

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171.106.8.* 在 2012年8月31日 16:14 發表

我覺得這似乎是一種游戲,這個游戲帶人走進思維繚亂的難以抉擇狀態。以命題為題的話,如果要遵守規則分析是否符合其規則化。這將會讓你腦溢化而讓思維出賣自己。

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58.57.81.* 在 2012年9月8日 18:12 發表

命題是說,理髮師只為不給自己理髮的人理髮(此句可以導出:不為給自己理髮的人理髮),而沒有說給所有不給自己理髮的人理髮,所以,他可以不給自己理髮。

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202.96.219.* 在 2012年11月23日 09:47 發表

內容描述有問題,應該是,我給城市裡所有不自己理髮的人理髮

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beifang (討論 | 貢獻) 在 2012年12月18日 03:51 發表

真不愧為哲人的高論! 但如果按這樣一直推論下去的話,是不是可以這樣理解:法官只是給除他(她)之外任何人定罪的法官,而與他(她)自己犯不犯法無關? 警察可以儘管抓壞人,而自己永遠不用擔心有其他警察抓他(她)?即便是違法? 教師無論怎樣教育學生他(她)都是在行使他(她)的教育別人的權利,而無論是正確與錯誤的教學方式? 而孩子永遠只有言聽計從,而絲毫沒有權利辯解真正的是非對錯?

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beifang (討論 | 貢獻) 在 2012年12月18日 04:07 發表

不過,話又說回來,羅大叔講的雖然是故事,但確切地說是"概念故事";這是他的一貫風格……

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218.14.69.* 在 2013年2月26日 10:09 發表

220.231.59.* 在 2012年6月5日 11:45 發表

身份不可能重疊。從嚴格意義上來講,如果理髮師自己不是老闆,那麼必然有制度規定他上班的時候,只能是服務者而不能是被服務者,如果服務自己的話,就會被開除。即便冒著被懲罰,服務自己,那麼他也不是在工作,可以視為曠工,那麼他就是被服務者,邏輯上沒有矛盾。如果理髮師自己是老闆,那麼他可以決定自己何時上班,何時休息。他服務於自己的時候,由他自己決定是上班還是休息。但是無論是上班還是休息,他都只能有一種身份。一種身份的前提下,就不會出現邏輯的矛盾。

認同

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王玫仑 (討論 | 貢獻) 在 2013年4月26日 05:22 發表

對不起、我以為編輯是添加編輯到文後。結果把第一條人家的編輯給誤刪了。麻煩MBA請恢複原作者部分。

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Dan (討論 | 貢獻) 在 2013年4月26日 09:42 發表

王玫仑 (討論 | 貢獻) 在 2013年4月26日 05:22 發表

對不起、我以為編輯是添加編輯到文後。結果把第一條人家的編輯給誤刪了。麻煩MBA請恢複原作者部分。

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59.51.42.* 在 2013年5月24日 15:33 發表

住要是元素在定義的條件下擁有了可變性,而相悖點就來源這可變性 定義的東西可變,那不是定義不明麽,卻還是在以他定義,這能沒問題麽?

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58.214.32.* 在 2013年6月20日 13:59 發表

219.148.134.* 在 2011年10月1日 06:51 發表

理髮師本身有兩種身份:服務者和被服務者。成為服務者身份時不幫自己理髮;當成為被服務者時應該自己理髮。人類本身就存在多種身份,該命題是哲學家故意拋開這個條件而設計的。任何命題在條件不充分時都會是悖論。

回複評論
182.240.120.* 在 2013年7月24日 18:15 發表

叫理髮師幫自己理個頭給我看看

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182.240.120.* 在 2013年7月24日 18:15 發表

叫理髮師幫自己理個頭給我看看

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赵超越 (討論 | 貢獻) 在 2013年8月9日 17:39 發表

219.148.134.* 在 2011年10月1日 06:51 發表

理髮師本身有兩種身份:服務者和被服務者。成為服務者身份時不幫自己理髮;當成為被服務者時應該自己理髮。人類本身就存在多種身份,該命題是哲學家故意拋開這個條件而設計的。任何命題在條件不充分時都會是悖論。

嗯嗯 不同的角色扮演下就會有不同的立場。如果一定要忽視這一點的話那隻能是悖論

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Rushgo 01 (討論 | 貢獻) 在 2013年9月30日 13:02 發表

這個悖論在現實生活中有什麼意義呢?

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118.117.198.* 在 2013年10月5日 10:40 發表

呵呵。這個理髮師只能選擇不理髮,或者請別人給自己理髮。因為他一旦給自己理髮就屬於犯規,在此邏輯上屬於不可完成任務,就如人不可能完全由自己徒手舉起自己一樣,屬於邏輯死角。A屬於不給自己理髮,B屬於給自己理髮的人,那麼理髮師超脫於兩者之外,當他屬於A時他可以通過完成任務轉變成B但是又違反了獲得任務的原則。

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220.179.124.* 在 2013年12月28日 10:19 發表

219.148.134.* 在 2011年10月1日 06:51 發表

理髮師本身有兩種身份:服務者和被服務者。成為服務者身份時不幫自己理髮;當成為被服務者時應該自己理髮。人類本身就存在多種身份,該命題是哲學家故意拋開這個條件而設計的。任何命題在條件不充分時都會是悖論。

GOOD

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218.106.128.* 在 2014年1月20日 23:20 發表

171.106.8.* 在 2012年8月31日 16:14 發表

我覺得這似乎是一種游戲,這個游戲帶人走進思維繚亂的難以抉擇狀態。以命題為題的話,如果要遵守規則分析是否符合其規則化。這將會讓你腦溢化而讓思維出賣自己。

思維出賣自己。有點意思。

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218.106.128.* 在 2014年1月20日 23:22 發表

一個哲學問題,它有可能變成一種人身上的一個生活問題。

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220.198.255.* 在 2014年2月2日 11:56 發表

182.240.120.* 在 2013年7月24日 18:15 發表

叫理髮師幫自己理個頭給我看看

理髮師基本都是自己給自己理髮

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222.173.249.* 在 2014年2月5日 22:02 發表

我暈。看的我糊塗了 = =

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123.149.160.* 在 2014年2月6日 10:37 發表

220.231.59.* 在 2012年6月5日 11:45 發表

身份不可能重疊。從嚴格意義上來講,如果理髮師自己不是老闆,那麼必然有制度規定他上班的時候,只能是服務者而不能是被服務者,如果服務自己的話,就會被開除。即便冒著被懲罰,服務自己,那麼他也不是在工作,可以視為曠工,那麼他就是被服務者,邏輯上沒有矛盾。如果理髮師自己是老闆,那麼他可以決定自己何時上班,何時休息。他服務於自己的時候,由他自己決定是上班還是休息。但是無論是上班還是休息,他都只能有一種身份。一種身份的前提下,就不會出現邏輯的矛盾。

厲害

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jammy (討論 | 貢獻) 在 2014年4月6日 00:38 發表

看的我糊塗了

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221.1.104.* 在 2014年4月8日 09:09 發表

“自己不理髮”存在歧義

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121.18.232.* 在 2014年4月25日 18:36 發表

220.231.59.* 在 2012年6月5日 11:45 發表

身份不可能重疊。從嚴格意義上來講,如果理髮師自己不是老闆,那麼必然有制度規定他上班的時候,只能是服務者而不能是被服務者,如果服務自己的話,就會被開除。即便冒著被懲罰,服務自己,那麼他也不是在工作,可以視為曠工,那麼他就是被服務者,邏輯上沒有矛盾。如果理髮師自己是老闆,那麼他可以決定自己何時上班,何時休息。他服務於自己的時候,由他自己決定是上班還是休息。但是無論是上班還是休息,他都只能有一種身份。一種身份的前提下,就不會出現邏輯的矛盾。

這個假設很不錯

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60.169.228.* 在 2014年6月11日 10:16 發表

不太明確……“只幫那些自己不理髮的人理髮”,並不是“一定幫那些自己不理髮的人理髮”,所以理髮師不給自己理髮也不矛盾

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221.11.20.* 在 2015年1月3日 15:44 發表

220.179.124.* 在 2013年12月28日 10:19 發表

GOOD

我覺得樓上說得很對,但是要補充的是。被服務者應該是一個不給自己理髮的人;服務者就可以看做一個給自己理髮的人。如果是雙重身份就可以看做服務者為被服務者理髮,這樣是不是就不矛盾了

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14.152.68.* 在 2015年5月29日 10:42 發表

我覺得這個問題很簡單,理髮師可以幫自己理髮,只能理一次發,沒理髮前理髮師沒幫自己理過發,理髮後他就是一個幫過自己理髮的人,之後就不可以幫自己理髮

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123.168.89.* 在 2018年8月7日 03:01 發表

119.41.51.* 在 2012年7月15日 23:21 發表

如果理髮師自己不理髮,他需要遵守規則,幫自己理髮.這話講得特別好!

然後他幫自己理髮,就違反了規則因為他不能給自己理髮的人理髮

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123.168.89.* 在 2018年8月7日 03:17 發表

221.11.20.* 在 2015年1月3日 15:44 發表

我覺得樓上說得很對,但是要補充的是。被服務者應該是一個不給自己理髮的人;服務者就可以看做一個給自己理髮的人。如果是雙重身份就可以看做服務者為被服務者理髮,這樣是不是就不矛盾了

這樣只是把理髮師分成了兩個人而已

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123.168.89.* 在 2018年8月7日 03:19 發表

221.11.20.* 在 2015年1月3日 15:44 發表

我覺得樓上說得很對,但是要補充的是。被服務者應該是一個不給自己理髮的人;服務者就可以看做一個給自己理髮的人。如果是雙重身份就可以看做服務者為被服務者理髮,這樣是不是就不矛盾了

無非是用花言巧語掩蓋了自己是自己這一事實

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123.168.89.* 在 2018年8月7日 03:24 發表

14.152.68.* 在 2015年5月29日 10:42 發表

我覺得這個問題很簡單,理髮師可以幫自己理髮,只能理一次發,沒理髮前理髮師沒幫自己理過發,理髮後他就是一個幫過自己理髮的人,之後就不可以幫自己理髮

自己不理髮和自己沒理過發的區別,這個悖論討論的就是正在理髮時的矛盾性

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互联好运 (討論 | 貢獻) 在 2018年10月30日 21:54 發表

藝無止境樂是岸?

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Alading (討論 | 貢獻) 在 2018年11月8日 17:54 發表

我上劃時屏幕會閃動,你們會嗎?

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