三百三十四節 真或假

類別:歷史軍事 作者:吹牛者字數:2897更新時間:24/06/27 06:17:27
    ,

    “複合命題由一個或多個簡單命題合成,那麼其合成的方式,我們稱之爲‘聯結詞’。比如,‘這張卡片不是奴隸’,‘這張卡片是16歲以上的男人’,‘這張卡片是原籍福建或海南的人’,這是三個複合命題。”

    “第一個命題,是對‘這張卡片是奴隸’這一簡單命題的一種否定,合成方式是‘非’;第二個命題,由‘這張卡片是16歲以上的人’和‘這張卡片是男性’兩個簡單命題構成,合成方式是‘與’,也就是兩個簡單命題同時爲‘真’時,複合命題爲‘真’;而第三個命題,由‘這張卡片是原籍福建的人’和‘這張卡片是原籍海南的人’兩個簡單命題構成,合成方式是‘或’,也就是兩個簡單命題中的任意一個爲‘真’時,複合命題爲‘真’。”

    “所以,我們有了聯結多個命題使之成爲更大命題的三種手段,與,或,非。其實還有另外兩種,不過暫時與分類機的設計無關,這裏先略過。”

    “我們用符號來表示命題和聯結詞,則任何一項查詢,都能表示爲一個表達式。顯然,令表達式爲‘真’的卡片,就是我們要尋找的卡片。而分類機的作用,就是對所有卡片,判斷這個表達式是否爲‘真’。”

    “因此,凡是我們的分類機能夠判斷‘真/假’的表達式,就是我們能夠解決的問題,凡是我們的分類機無法判斷真假的表達式,就是我們不能解決的問題。”

    “這就是我們對這一問題的初步抽象。”

    馮諾在黑板上寫下了幾個奇怪的符號v(或)、∧(與)、┐(非),看起來像是旋轉了90度的大於號和小於號,還有倒過來的拉丁字母l。

    “好,現在可以寫一下

    ‘原籍福建或海南的人’這一命題的表達式了,海南是100,福建是122,所以我們令

    命題a:‘地區碼第1位爲1’,

    命題b:‘地區碼第2位爲0’,

    命題c:‘地區碼第3位爲0’,

    命題d:‘地區碼第2位爲2’,

    命題e:‘地區碼第3位爲2’,

    則,複合命題的表達式爲:‘(a∧b∧c)v(a∧d∧e)’。”

    “我們的分類機是如何判斷真假的呢?是通過檢驗穿孔卡是否穿孔,也就是說,分類機的每個讀卡單元,能夠判斷複合命題中的一個簡單命題的真假。同時,通過一個控制繼電器,我們可以讓每個讀卡單元,判斷僅有1個‘非’聯結詞的複合命題,也就是一個簡單命題的非命題的真假。”

    “假如我們僅有1個讀卡單元,那麼僅此而已。但是現在我們有10個讀卡單元,所以事情要複雜一些。不過仍然是可以分析的。請大家注意,每個讀卡單元側面的卡袋,裝入的卡片的特點:

    k號卡袋中的卡片,是1~k-1號命題的‘非’命題的‘與’、再‘與’k號命題。

    經過k號讀卡單元的剩餘卡片,是滿足1~k號所判斷的命題的‘非’命題的‘與’。

    1~k號卡袋裏面的卡片,合起來是滿足1~k號所判斷的命題的‘或’。

    假設我們的讀卡單元所判斷的簡單命題(或簡單命題的非命題)爲p1,p2,,p10。

    則我們所能夠判斷的命題表達式爲:

    1號卡袋:p1

    2號卡袋:┐p1∧p2

    3號卡袋:┐p1∧┐p2∧p3

    4號卡袋:┐p1∧┐p2∧┐p3∧p4

    10號卡袋:┐p1∧┐p2∧∧┐p9∧p10

    最終剩餘卡片:┐p1∧┐p2∧∧┐p10

    最後由於這些卡片被彼此分開,所以我們最終可以自由選擇任意多個卡袋的卡片合在一起,也就是上述表達式之間的‘或’;其中最重要的,是從1~k號的連續k個卡袋中的卡片合在一起,其結果爲:p1vvpk,即以p1爲開頭的連續‘或’運算;

    而經過k號讀卡單元後機器上剩餘的卡片,可表示爲┐p1∧∧┐pk,即以┐p1爲開頭的連續‘與’運算。”

    “所以,凡是能變換成上述形式表達式的命題,就是分類機能夠查找的,否則,就是分類機不能查找的。”

    “我給加奈出的問題,找出三亞大區除奴隸以外的卡片,可以分解成如下的簡單命題或簡單命題的非命題:

    命題a:‘地區碼第1位不爲1’,

    命題b:‘地區碼第2位不爲0’,

    命題c:‘地區碼第3位不爲0’,

    命題d:‘地區碼第4位不爲1’,

    命題e:‘地區碼第5位爲1’,

    命題f:‘地區碼第5位不爲2’

    命題g:‘地區碼第6位不爲9’

    命題h:‘地區碼第7位不爲9’

    ┐a∧┐b∧┐c∧┐d∧e,這是10011,三亞榆林,它符合5號卡袋的表達式,所以這些卡片位於5號卡袋中,可以記爲p5。

    ┐a∧┐b∧┐c∧┐d∧┐e∧┐f∧g,這是100120~100128,三亞田獨11~89公社,它符合7號卡袋的表達式,所以這些卡片位於7號卡袋中,可記爲p7。

    ┐a∧┐b∧┐c∧┐d∧┐e∧┐f∧┐g∧h,這是1001290~1001298,三亞田獨90~98公社,它符合8號卡袋的表達式,所以這些卡片位於8號卡袋中,可記爲p8。

    後兩者合起來,即p7vp8,是三亞田獨,但不包括奴隸。三者全部合起來,即p5vp7vp8,是我們所要的結果。因爲這個表達式符合我們上面的形式,所以分類機可以解決。”

    “而‘(a∧b∧c)v(a∧d∧e)’,無論我們怎樣變換,是不能變換成上述表達式的,因而是當前的分類機所不能解決的。”

    “好,問題來了,怎樣變換表達式?”這時他看向了馮珊。

    “這是0和1的布爾代數。”馮珊答道,她的眼睛裏透出着迷的神色。

    馮諾點點頭,錢羽之和李加奈此前已經完全不知所云了,不過聽到布爾代數,他們有點反應過來了。

    馮諾只教過他倆最簡單的布爾代數,以至於他們以爲布爾代數就是0和1的布爾代數。

    “然後呢?”馮諾繼續引導。

    “布爾代數是有補分配格!交運算是‘與’,並運算是‘或’,求補是‘非’,滿**換律、結合律、吸收律,‘與’和‘或’彼此滿足分配律!0-1布爾代數還滿足冪等律!”

    這是布爾代數的理論部分,錢羽之和李加奈又糊塗了。

    “很好。”馮諾表揚了一句。

    “不過,”他又補充說,“格的基本運算律只是‘與’和‘或’兩種運算之間的,包括交換律、結合律、吸收律、冪等律、分配律等等。在命題邏輯裏,還要考慮‘非’的性質,這裏我暫時只說兩點:其一,雙重否定律,很顯然,命題的非命題的非命題,是其自身。其表達式的形式是——”

    馮諾在黑板上寫下:

    ┐┐a=a;

    “其二,德……唉,就叫‘與或轉換律’吧,兩個命題的合取的非,是兩個命題的非的析取;兩個命題的析取的非,是兩個命題的非的合取。其表達式的形式是——”

    他又寫下:

    ┐(a∧b)=┐av┐b,

    ┐(avb)=┐a∧┐b。

    “我舉兩個例子你們就明白了,‘不是16歲以上的男人’,也就意味着是‘16歲以下的人’或‘女人’;‘不是原籍海南或福建的人’,也就意味着‘不是原籍海南的人’並且‘不是原籍福建的人’。”

    然後他繼續說道,“根據這些運算律,可以把邏輯命題的表達式變換成各種形式,不過,一般我們會變換成連續‘與’的‘或’,或者連續‘或’的‘與’,稱爲析取範式和合取範式。”

    “好,有了理論工具,我們就能夠發現,目前分類機在設計上存在局限性。如果分類機能夠處理一般的析取範式或者合取範式,就不存在從設計上無法解決的問題了。——比如‘找出原籍福建或海南的人’。”

    “這就要求我們的每個讀卡單元,不是僅能判斷一個簡單命題的真假,而是能夠判斷多個簡單命題構成的合取項或者析取項的真假。反映在分類機設計上,就是把讀卡單元目前僅包括1個工作繼電器和1個控制繼電器的簡單電路,改造成包含多個繼電器的開關電路。”

    “羽之,你這段時間已經很熟悉電路了。你來組裝一個有兩個開關和一個燈泡的電路,要求‘只有2個開關都閉合,燈泡才亮’。”

    馮諾指了指一旁的工作臺。工作臺上有一大堆導線、繼電器、燈泡和開關,臺下放着兩個笨重的鍾式電池,萬用表和其他幾種儀器則被丟在工作臺的角落裏。

    錢羽之熟練地來到工作臺前忙活起來,他首先從電池的正負極引出了導線,然後把燈泡連入電路,燈泡亮了。接着,他把兩個開關用導線連起來,又和燈泡、電池連在了一起。

    馮諾讓三名學生都去試一下,是不是只有2個開關都閉合時,燈泡才亮,如果有任意1個開關是斷開的,燈泡就熄滅。

    -------------------------------

    下次更新:第七卷-兩廣攻略篇61節