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我们不容易躲开这个ฐ困难。即使我们为作比较而考虑被禁止的事件类,而不考虑被禁止的基础陈述或偶事件,为ฦ了弄清其中ณ哪一个含有“更多的”被禁止的事件,也๣不易躲开上述困难。因为某一经验理论所禁止的事件数也是无຀限的,这点可以从下列事实中ณ看出:一个ฐ被禁止的事件和任何其他事件不管它是否是被禁止的的合取又是一个ฐ被禁止的事件。

2维的概念。立方体以某种方式包含比直线更多的点,这个ฐ模糊的直观的观念,能够通过集合论的“维”概念以逻辑上无懈า可击的术语清楚地表述。这种概念对点的类或集是按照ั在它们的元素之间的“邻域关系”的丰度加以区别ี的:更高维的集具有更丰ถ富的领ๆ域关系。维的概念,使我们能比较“较高”和“较低”维的类,这里将被用来处理比较可检验度的问题๤。这是可能ม的,因为ฦ基础陈述通过和其他基础陈述的合取结合起来又产生基础陈述,这个ฐ新า产生的基础陈述比它们的组成部ຖ分“具有更高的复合度”;而基础陈述的这个复合度可以和维的概念联系起来。不过,必须使用被允许的事件的复合而不是被禁止的事件的复合。理由á是,一个理论禁止的事件可以有任何复合度;另一方面,某些被允许的陈述之ใ所以被允许,只是因为它们的形式,或者更确切地说,因为它们的复合度太低,以致使它们不能和该理论相矛盾;可以利ำ用这个事实来比较维。

第一部ຖ分科学逻辑导论

2.心理学主ว义的排除

一种二择一的结构可以是有规律的,或者它也可能是多少不规则ท的。下面我将更周密地研究某些有穷二择一的这种规律性或不规则性。

55๓.有穷序列的n-自由度

让我们以有穷二择一α为ฦ例,它由一个个1和0组成,有规律地排列如下:

α11้001้1้00110011้00่……在这种二择一中ณ,我们有均等的分布๧,即1和0的相对频率是均等的。如果我们用“f”1”示ิ性质1的相对频率,用“f”0่”示性质0的相对频率,我们可写:

1αf”1=αf”0=12

现在我们从α中ณ选择在α序列内具有直接接在1้后面的邻域性质的所有项。如果我们用“β”表示ิ这种性质,我们可称为所选子序列“α·β“。它有这样的结构:

α·β1้0่10่10่1้010่……

这个序列ต又是具有均等分布๧的一种二择一。而且,1้和0的相对频๗率都没有变化;即

2α·βf”1=αf”1;α·βf”0=αf”0

用第53节采用的术语,我们可以说二择一α的主要性质不受根据性质β作的选择的影响;简言之ใ,α不受根据β作的选择的影响。

由于α的每一个ฐ元素า或具有性质β即是1้的后续者或是0่的后续者,我们可用“”表示后一性质。如果我们现在选择具有性质的元素,我们得到这样的二择一:

α·0่10่1้010่10่10……

这个ฐ序列ต离均等分布稍有偏差ๆ,因为ฦ它的始末都是0่因为ฦ均等分布a本身以“0’0”结尾。如果a有2๐000个ฐ元素า,那ว么α·将有500个ฐ0,只有499๗个1。这些离均等分布๧或其他分布的偏差ๆ只是因第一个元素或最后一个元素า而引起的,可通过使序列足够长而使这些离差ๆ变得如我们喜欢的那么小。由于这个理由在下面我们将置这些偏差于不顾;尤其是我们研究的是无穷序列ต,在那ว里这些离差就消失了。因此,我们说,二择一α·β有均等的分布,并且二择一α不受有性质的元素า的选择的影响。结果,α,或更确切地说,α的主ว要性质的相对频率都不受根据β和根据作的选择的影响;所以我们可以说,α都不受根据直接先行者的性质所作的每一种选择的影响。

显然,这种无影响是由于二择一α结构的某些方面所致;这些方面可把α与其他二择一区分开来。例如,二择一α.β和α.并非不受根据先行者的性质所作的选择的影响。

现在我们可以研究二择一α,看看它是否也不受其他选择,尤其是根据一对先行者的性质所作的选择的影响。例如,我们可从α中ณ选择那些是一对1้,1้的后续者的所有元素。并且我们马上看到α并非不受四种可能的对即1้,1;1,0;0่1;0่,0中任何一对后续者的选择的影响。在这些情况下,得到เ的子序列都没有均等分布๧;反之ใ,它们全都由á不间断ษ的块bຘlo9s组成,即只由á1,或只由á0组成。

α不受根据单个ฐ先行者作的选择的影响,但是并非不受根据成对先行者的选择的影响,这个事实可用主观理论的观点表述如下。关于α中ณ任何元素า一个先行者性质的信息,对于这个ฐ元素า的性质问题是无຀关的。另一方面,关于元素的成对先行者的性质的信息则是高度有关的;因为给定α据以建立的定律,它使我们能ม够预测所讨论的元素า的性质:关于元素า成对先行者性质的信息,可以说给我们提供演绎出预测所需的初ม始条件。a据以建立的定律要求一对性质作为初ม始条件;因此就这些性质而言,它是“二维的”。详细说明一种性质仅是在成为复合时作为ฦ初始条件不充分时才是“无关的”。参阅第3๑8节。

我没有忘记因果性——原因和结果——概念与预测的演绎的关系是多么密切,同时我要利用下列术语。以前作出的关于二择一α的断言:“α不受根据单个先行者作的选择的影响”,我现在用下列说法来表示:“α不受单个ฐ先行者任何后效的约束”,或简言之,“α的自由á度为ฦ11้-free”。不像以前๩那么说α“不受或受根据成对先行者所作的选择的影响”,我现在说:“a不受或受成对先行者后效的约束”,或简言之ใ,“α的自由度是不是2๐”。

用自由á度为1的二择一作为我们的原型,我们现在能够容易地建立也具有均等分布的其他序列ต,这些序列不仅不受一个先行者的后效约束,即像α一样自由度为1,而且还不受一对先行者后效的约束,即自由度为ฦ2;此后,我们可以继续达到自由度为ฦ3๑等等的序列。这样把我们引导到对下述是基本的一般概念。这就是不受直至某个ฐ数n的一切先行者后效约束的自由度概念;或者如我们将要说的,n-自白度概念。更精确地说,我们称一个序列“自由度为n”,当且仅当它的主ว要性质的相对频๗率是“n重无影响”,即不受根据单个先行者和根据成对先行者和根据三个ฐ一组的先行者……和根据n个一组先行者作的选择的影响。

自由度为ฦ1的二择一α可以用重复任何倍数的生成周期generaທtingperiod。

A110่0่……

来建立。同样我们获得具有均等分布๧的自由度为ฦ2的二择一,如果我们把

B10111้00่0……

作为它的生成周期,自由度为3的二择一从生成周期

c101้10่0001้1110่100……

中获得,而自由度为4๒的二择一从生成周期

d011้000่111้010100่10่0000่10111้11001้1……

中ณ获得。将会看到:面临一个不规则ท序列ต的直觉印象随它n自由度的数n的增长而越强烈。

具有均等分布的一个ฐ具n自由度的二择一的生成周期必须包含至少2n+1个元素า,作为ฦ例子给定的周期,当然可以开始于不同的位置;c例如可从它的第四个元素า开始,于是我们获得的不是c,而是

c’1000011้11้0100่101้……

有使序列的n-ๅ自由度不变的其他变换。为每一个数目n建立n-自由度序列生成周期的方法则在别处描述。

如果我们把下一生成周期的最初的n个元素า加在一个自由度为n的二择一上,于是我们得到一个长度为ฦ2n+1้+n的序列ต。除了其他性质外,这个序列还有以下的性质:n+1้个0和1的每一种排列,即每一个ฐ可能的n+1้个组,至少在其中生过一次。

56๔.节段序列二项ำ式的第一形式

给定一个有穷的序列α,我们称由n个连续元素组成的α的子系列为ฦ‘’α的n长度节段”;或更简单地说,“α的n-节段”。如果除了序列α以外,还给定某个定数n,那么我们能够把α的n-节段排列在一个ฐ序列ต中——α的n-节段序列。给定一个ฐ序列ตα,我们就可以从α的最初ม的n个元素的节段开始这种方式,建立一个ฐ新า的序列,即α的n-ๅ节段序列。其次是α的2๐到n+1的元素的节段。一般地说,我们把α的从x到เx+n-1้的诸元素า组成的节段看作新序列的第x个元素า。如此获得的新序列可称为“α的交迭n-节段overlappingn一segments序列”。这个名称表示,新序列的任何两个ฐ连续元素า即节段以这种方式交迭;使它们共有原先序列α的n-1้元素。

现在我们通过选择可以从一个交迭节段的序列中,获得其他序列ต,尤其是毗邻n-ๅ节段adoiningn-segments的序列。

一个毗邻n-节段序列ต只含这样一些n-节段,它们在不交迭的α中ณ,互相直接接续。例如开始也๣许是原先序列α的编号为1้至n的元素的n-ๅ节段,续在后面的是n+1至2n,2n+1至3n如此等等的元素的n-节段。一般来说,一个ฐ毗邻节段的序列ต将以α的第k个元素开始,而它的节段将包含α的编号为ฦ直至n+k-1้,n+k至2n+k-1้,2๐n+k至3๑n+k-1้如此等等的元素。

下面将用“αn”示α的交迭n-ๅ节段的序列,用“αn”示ิ毗邻n-节段序列。

现在让我们更详细一点考虑交迭节段αn的诸序列ต。这样一种节段的每一个元素是α的一个n-节段。我们可以把例如组成节段的n个ฐ一组的有序的0่和1看作是αn一个元素的主要性质。或者我们可以更为简单地把它的1้的数目看作是这个ฐ元素า不管1和0的次序的主ว要性质。如果我们用“m”表示1的数目,则ท显然m≤n。

现在我们又从每一个序列αn得到一个ฐ二择一。如果我们选择一个特定的mm≤n,并将性质“m”赋予序列ตαn的正好有m个ฐ1所以有n-m个0的每一个元素,并且把性质“”非m赋予αn的所有其他元素的话。因此αn的每一个元素必定有这两ä个ฐ性质中的一个或另一个。

现在让我们再次设想,给定一个具有主要性质“1”和“0”的一个ฐ有穷二择一。设1的频率αf”1等于p,0的频๗率αf”0่等于q。我们设分布是不均等的,即p≠q。

现在让这个二择一α至少有n-1้个自由á度n是任意挑选的自然数。于是我们可向下列ต的问题:性质m在序列ตαn中ณ出现的频率是多少?换言之ใ,αnf”m的值是多少?

除了α至少有n-1个ฐ自由度外,我们什么เ也๣不假定,我们就能ม用初等算术解决这个问题。答案包含在下列公式中:

1αnf”m=

“二项”式1้的右边是由ne9๗ton在论述有关别的问题๤时提出的有时称为ne9ton公式。我将称它为“二项式的第一形式”。

由于推导出了这个公式我就不再在有穷参考类内考察频率理论。这个公式将提供给我们一个基础来讨论随机公理。

5๓7无穷序列ต频率的假说性估计

把为n-自由度有穷序列获得的结果推广到用生成周期参阅第55๓节定义的n-自由á度无穷序列是十分容易的。起着参考类我们的相对频率与此有关作用的一个无຀穷的元素า序列可称为ฦ“参考序列”。它多少与vonmises意义上的“集合”相对应。

n-自由á度的概念以相对频๗率的概念为ฦ前提;因为ฦn-自由度的定义要求不受影响——不受根据一定的先行者所作的选择的影响——的是一种性质在其中生的相对频๗率。在我们讨论有穷序列的定理中ณ,我将暂时使用直到เ第64๒节相对频率极限值用f’表示概念代替有穷类的相对频๗率f”。只要我们把自己限于根据某个数学规则ท建立的参考序列,这个ฐ概念的使用就不会生问题๤。对于这些序列ต我们总可以确定相应的相对频率序列ต是否是收敛的。相对频率极限值概念只是在没有数学规则只有经验规则与例如钱卜序列有关的的序列ต的情况下才会引起麻烦;因为在这些情况下,极限值概ฐ念是未定义แ的参阅第51้节。

建立序列的数学规则ท的一个例子如下:“序列α的第n个元素应该是0่,当且仅当n可被4除”。它定义แ的无穷二择一是

α1้11011้1้0……

其相对频率的极限值αf’1้=3๑/4;αf’0=1/4。借助数学规则ท用这种方法定义แ的序列我简称为“数学序列”。

与之相对照ั,建立经验序列的规则是例如“序列α的第n个元素า将是0่,当且仅当硬币9次掷猜出现反面时”。但是经验规则ท不一定总是定义随机性质的序列。例如,我应该把下列规则称为ฦ经验规则ท:“序列ต的第n个元素将是1้,当且仅当第n秒从某个零时算起时,现摆p摆到เ这标记的左ุ方时”。

这个例子表明有时——例如根据与摆有关的一些假说和测量——可用数学规则代替经验规则ท。用这种方法我们会找到一个数学序列,它以按我们的目的也许使我们满意,也๣许不能ม使我们满意的精确度接近于我们的经验序列。有可能我们的例子可用来建立这种可能获得一个其各种频率接近于那些经验序列的频率,在我们目前的情况下具有特殊的意义แ。

我把序列ต分为数学序列ต和经验序列时,我利用的是“内包”上的差别ี,不是“外延”上的差ๆ别。因为如果用“外延”方法,即用一个接一个地列举ะ其元素的方法使我们得一个序列ต--因此我们就只能ม知道它的一个有穷的片段,一个有穷的节段,不管它有多长——,那ว么เ就不可能根据这个节段的性质确定其一部ຖ分的序列是学序列ต还是经验序列ต。仅当给定一个ฐ建构规则——即“内包”规则—一时,我们就能ม判定一个序列ต是否是数学的还是经验数的。由于我们希望借极限值相对频๗率概念之助处理我们的无穷序列ต,我们必须把我们的研究限于数学序列,实际上就是限于相应的相对频๗率序列ต是收敛的那些数学序列ต。这种限制等于引入收敛公理。与这公理有关的问题๤到เ第63-6๔6๔节再讨论,因为与“大数定律”一起讨论它们比较方便。

因此我们将只谈数学序列ต。然而我们将只谈那些数学序列:我们期望或推测它们就频率而言接近于具有似机遇或随机性质的经验序列,因为它们是我们的主要兴趣所在。但是期望或推测一个ฐ数学序列,就频率而言它接近于经验序列ต,不过是提出一个假说——一个关于经验序列频率的假说。

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