数学里有一种证明方法和归纳法很像:
证明一个等式从n=1到n=无穷大时都成立。可以先证明当n=1时成立,然后假设n=k时等式成立(k为整数)。如果能用n=k的条件推导出n=k+1时的等式成立,那么可以得出结论:等式从n=1到n=无穷大时都成立。这就是数学中的数学归纳法。
但是,这个方法和生活中的经验归纳法有本质的区别。假如给出一个初值和一个具体的公式,你就能计算出第100个数是什么,尽管很多时候计算很繁琐,但到底是能准确算出来的,因为它有一个准确的底层逻辑作支撑。
但是假如有一个刚到地球的外星人,即使在地球的第一天经历了太阳从东边升起从西边落下,他也不会认为第二天太阳仍然会从东边升起从西边落下。一直以来,人们所看到就是太阳从东边升起从西边落下,所以自然而然地认为第二天也是这样。这种方法得出的结论非常不可靠,会很轻易被某一个小小的反例击垮。
比如你看到的天鹅,在亚洲是白色,在欧洲是白色,在美洲也是白色,于是你认为“所有的天鹅都是白色的”。但只要找出一只黑天鹅,甚至在地球之外找到一只黑天鹅,那么这个假设就自动瓦解了。
这就是归纳法在样本上的一个Bug:我们几乎没有办法穷尽所有的情况。
归纳法还有在时间上的一个Bug:大多数归纳法包含一个很隐蔽的假设,即“未来会和过去一样”,或者叫作“连续性假设”。只有有了这个假设,过去的经验才能推出未来的结果:
(推导过程)
1. 在我们过去的经验里,太阳总是从东方升起
2. 未来和过去一样
3. 所以,将来太阳会继续从东方升起
于是,在“三体人”的认知里,今天的太阳完全不能预测第二天的太阳会怎么升起,因为在他们关于太阳升起的经验是混乱的,在他们的星系,明天可能没有太阳也可能出现多个太阳。
再来考虑一下,为什么人们会认为“未来和过去一样”呢?
原因可能是:今天和昨天一样,昨天和前天一样……一直以来就是这个样子的嘛。我们根据经验知道,未来总是和过去一样。这是很典型的通过归纳法导出的结论。即:
(推导过程)
1. 在我们的经验里,未来总是跟过去一样
2. 所以,未来还会继续和过去一样
这其中隐含了一层逻辑关系:未来和过去一样。即:
(推导过程)
1. 在我们的经验里,未来总是跟过去一样
2. 未来还会和过去一样
3. 所以未来还会继续和过去一样。
可以很清楚地看出这是一个循环论证,它所需要的证据就是它要证明的对象。所以,归纳法所依赖的“连续性假设”,在逻辑上无法证明。
让人悲观的是,绝大部分的结论都是归纳法得出的。不管是社会学、经济学,甚至工程学,最终得出的那些具有一定实际操作性的结论、公式,绝大部分都是依据经验得到的。
对于复杂的系统,通过大量数据拟合得到一个够用的公式,是一种迫不得已的做法,也的确很有效。但人们还是会有那么一点好奇心和征服欲,有人会数十年如一日地练习数学题,为了推导出经济系统的数学模型。也会有人把固有的系统推翻,重新设计电能源汽车……也因此,他们超越了自我,也超越了表象,他们手里握着逻辑、真理,推动着人类社会一点一点向前进步。