自指与递归既是威力也是边界(会带来不可判定与不完备)
镜子升起 自指点亮也立起边界
一张极简的桌面,上面只有若干公理和几条推理规则。只要反复应用规则,就能从公理推到更多命题,这便是形式系统的理性承诺。可当系统足够强,它会突然长出一面镜子,能够谈论自身。自指与递归在此登场,威力飙升,边界也随之抬头。
威力体现在自托管与自解释,人类因此造出编译器能编译自己,证明器能检查自身,语言能描述自己的语法。边界体现在两处核心裂缝。其一,句法的可证性与语义的真理并不完全重合,完备与一致难以两全。其二,递归带来的对角化技巧既能创造,也能拆台,从而让某些问题不再可判定。形式系统像一张精确地图,而世界是一片更辽阔的地形,地图越精细,越能看到边缘处不可通行的折线。
对角化之影 不可判定与不完备的地形
先看可判定的坠落。若存在一个万能程序能判断一切程序是否会停机,那么我们就能构造一个专门与它对着干的反例,使其自相矛盾。对角化把递归的梯子一扭,梯子就成了陷阱。这提醒我们,有些问题不是暂时无解,而是原则上无解。
再看可证明的缺口。只要系统能表达基本算术,并且保持一致,就必然存在在语义上为真却在系统内不可被证明的句子。自指在这里化身一面语义镜,映出系统无法照亮的暗角。于是我们承认两层事实并存,一层是可以通过有限推理抵达的可证领域,一层是真但不可在此系统内证成的超域。
第三个维度是可构造性的缺口。你可能知道某对象必然存在,却未必能给出有效构造。数学上称之为存在性非构造化,工程上常表现为我们知道某性质成立,却难以写出总能找到它的算法。
边界并不等于停滞。实践里有四种成熟姿势。
第一,缩小表达力,把语言限制在安全片区,换取局部完备与强验证;
第二,分层与模块化,把复杂性拆成可控层次,在上层组合能力而非在底层硬碰硬;
第三,引入外部见证,使用交互证明、形式化验证、模型检验,让人类直觉沉入可复查的证据链;
第四,将不可判定转化为可管理,采用超时、近似、抽象解释与静态分析,不追求完美正确,追求足够可靠。
自指与递归也为人文层面提供镜像。
意识会反思自身
语言能谈论语言
社会用同行评审与可重复实验稀释个体偏误。
我们借此把单体的大脑系统嵌入群体的大系统
通过外部见证抵御自指带来的幻觉。
理性不是把墙推倒
而是学会在墙上开门
并在门外搭桥。
与边界共处 成熟理性的合金
形式系统告诉我们
两件事同样重要
其一
自指与递归是创造力的发动机
没有它就没有自举工具、自解释系统、元语言分析
其二
同一台发动机也会制造不可判定与不完备
任何足够强的系统都要与这些结构性阴影共处
成熟的理性并非神话般的全知
而是秩序与谦卑的合金
在边界之内
尽可能完备
以形式化与自动化把确定性压到更高比例
在边界之外
优雅地不完备
承认近似与启发式的必要
让证据、反驳与更新成为常态
当我们理解了自指的火与墙
便能把它用在恰当的地方
让系统既能点亮通往真理的路
也能在需要时停下脚步
避开被自己烧穿的地板