贝叶斯逻辑 ※
纯粹贝叶斯主义者又有什么看法呢?她相信哪种逻辑?经过对贝叶斯主义的思考,我最激动人心的发现之一就是,实际上纯粹贝叶斯主义者自己有一套演绎逻辑,它既不是经典逻辑,也不是直觉主义逻辑。我们可以称之为贝叶斯逻辑,它是贝叶斯公式的特例。在这套逻辑中,某个事件(比如 )为真,对应着这个事件发生的概率为 1 的极端情况,也就是 。另外,事件 蕴涵另一个事件 可以写成 | ,换句话说,用贝叶斯主义的话来说,当且仅当已知 发生时 也发生的概率等于 1 时,才能说 蕴涵 。
与其他逻辑规则一样,肯定前件推理和否定后件推理也是全概率公式和贝叶斯公式的特例。你可能还记得,肯定前件推理就是“(→) 且→”这个重言式。它的贝叶斯版本就是先假定 | 及 ,从这两个等式出发,我们可以推出 ,我建议你可以自己算一算。你也可以试试用同样的方法,利用贝叶斯公式来证明否定后件推理、逆否命题的等价性与排中律。
所以,与一般采用的逻辑体系相比,贝叶斯逻辑似乎毫不逊色。然而,它并不等价于这些经典的逻辑,特别是在经典逻辑的蕴涵关系 → 和贝叶斯等式 | 之间,当 为假时二者有着细微的差异。这是因为,当 为假时,即使 是假的,→ 这个逻辑公式也为真。你可能觉得这样很奇怪,不过这样想的不止你一个 [6]!然而,如果 ,那么 | 这个贝叶斯表达式就没有定义。
有趣的是,与经典逻辑相比,贝叶斯概率对蕴涵关系的解释更为自然。的确,“如果法国赢了 2006 年的世界杯,那么鸡就有牙齿”这句话在经典逻辑中是正确的,然而它似乎有些违背常识。我们更想说这句话在逻辑中非真非假,或者说它没有意义。这正是贝叶斯逻辑的结论,它断言当 时,| 没有定义。
贝叶斯逻辑也能自然推广到谓词逻辑的范畴,但它在那里还是与经典逻辑有些区别。要理解这一差异,就要先把逻辑理论中的对象看作随机抽选而来的。我们来考虑逻辑理论的对象集合上的概率分布。在全称量化命题“ ”中,如果把 当作根据概率分布抽取的对象,那么我们可以把原来的命题翻译成 这个等式 5。在贝叶斯逻辑中,这一等式可以写成 ;反过来说,存在量化命题“ ”可以翻译成 。
5在测度论中,我所说的经典逻辑和贝叶斯逻辑之间的等价性并不是严格的,因为某些对象(甚至所有对象)被选到的概率都是 0(而且要定义 代数等一堆东西)。为了简化问题,在本书中,你可以认为贝叶斯概率是定义在可数的集合上的,概率在每个元素上都非零,也就是说每个对象 被抽选到的概率都严格大于 0。
因此,在贝叶斯逻辑中,全称量词的特化规则有它的对应物,该对应物可以从贝叶斯公式推导出来。这样的话,如果 ,且 是理论中的一个对象 6,那么 。然而,存在量词在贝叶斯逻辑中的对应物与其在经典逻辑中的意义不同。在贝叶斯逻辑中,如果 ,那么我们只能说这个逻辑理论中存在一个对象 ,使得 这个事件发生的概率严格大于 0,也就是 。
6它被抽选的概率不为 0。