はい、この問題はとても興味深いですね!リチャードのパラドックスは奥深そうに聞こえますが、その核心にある考え方は、実はかなり面白い方法で理解できます。ひとつずつ分解していきましょう。
リチャードのパラドックスとは?
想像してみてください。私たちは「中国語で記述できるすべての数字」をリストアップしたいと考えています。
ステップ1:「すべてを網羅する」数字の辞書を想像する
特別な辞書を作成しましょう。この辞書は漢字を収録するのではなく、中国語の一文で明確に定義できるすべての数字を収録します。
例えば、辞書には次の項目が含まれます:
- 「一」
- 「円周率」
- 「2の平方根」
- 「2で割り切れる最小の素数」(これは2です)
- 「10未満の最大の奇数」(これは9です)
- ...などなど、無限に続きます。
この辞書をより「科学的」にするため、これらすべての中国語の記述を、辞書順(例えば、ピンインや画数など)に上から下へ並べ替えます。こうして、私たちは中国語で定義できるすべての数字を含む、順序付けられたリストを得ます。
これに番号を付けましょう:
- 最初の記述に対応する数字(これを
N1
と呼びます) - 2番目の記述に対応する数字(これを
N2
と呼びます) - 3番目の記述に対応する数字(これを
N3
と呼びます) - ...
- n番目の記述に対応する数字(これを
Nn
と呼びます)
このリストは理論上完璧であり、あなたが想像できる、中国語ではっきりと説明できるあらゆる数字を含んでいます。
ステップ2:「いたずら好き」の数字の誕生
さて、私たちは上記の完璧なリストに基づいて、新しい独自の数字を作成します。これを「リチャード数」Rと呼びましょう。
作成ルールは次のとおりです:
- リストの1番目の数字
N1
を見て、その小数点以下第1位を取り出します。それが3だと仮定しましょう。すると、私たちの新しい数字Rの小数点以下第1位は、3とは異なる数、例えば4を取ります。 - 次に、リストの2番目の数字
N2
を見て、その小数点以下第2位を取り出します。それが1だと仮定しましょう。すると、私たちの新しい数字Rの小数点以下第2位は、1とは異なる数、例えば2を取ります。 - 続いて、リストの3番目の数字
N3
を見て、その小数点以下第3位を取り出します。それが4だと仮定しましょう。すると、私たちの新しい数字Rの小数点以下第3位は、4とは異なる数、例えば5を取ります。 - このようにして、リストのn番目の数字
Nn
については、その小数点以下第n位を見て、新しい数字Rの小数点以下第n位をそれとは異なる数にします。(元の数字が1なら2を、2なら1を取る、とにかく異なれば良い)。
この操作は数学では「対角線論法」と呼ばれますが、名前は気にしなくても構いません。あなたが知るべきは、この「違いを見つける」方法によって、私たちは全く新しい数字Rを創造したということです。
この新しい数字Rには非常に重要な特徴があります。それは、私たちの「すべてを網羅する」辞書リストには絶対に存在しないということです!
なぜでしょうか?
- リストの1番目の数字
N1
とは同じではありません。なぜなら、その小数点以下第1位がN1
とは異なるからです。 - リストの2番目の数字
N2
とも同じではありません。なぜなら、その小数点以下第2位がN2
とは異なるからです。 - ...
- リストのn番目の数字
Nn
とも同じではありません。なぜなら、その小数点以下第n位がNn
とは異なるからです。
したがって、この「いたずら好き」の数字Rは、確かに私たちのリストから除外されています。
ステップ3:パラドックスが来る!
少しややこしいですか?心配いりません、最も重要な段階がやってきました。
ご覧ください、問題はここにあります。
私は先ほど、あの「いたずら好き」の数字Rをどのように定義しましたか?私は中国語の記述を使ってそれを説明しましたよね?
私の記述は次のとおりです:「小数点以下第n位が、私たちの『すべてを網羅する』辞書リストのn番目の記述に対応する数字の小数点以下第n位と異なる小数」。
この文は長いですが、確かに明確な中国語の記述ですよね?
ここで問題が発生します。
- 一方で、私たちの辞書作成原則(中国語で明確に定義できるすべての数字を収録する)に基づけば、Rのこの中国語の記述は当然私たちの辞書に収録されるべきです。つまり、数字Rはあのリストにあるべきです。
- もう一方で、Rを構築した方法(対角線による違いを見つける方法)に基づけば、Rがリストに絶対にないことをすでに証明しました。
この「いたずら好き」の数字Rは、リストにあるべきでありながら、リストにあってはならないのです。
ブーム! これがリチャードのパラドックスです。自己参照によって生じる論理的矛盾です。
それで、問題は一体どこにあるのでしょうか?
このパラドックスが教えてくれるのは、問題が数学にあるのではなく、私たちが使用する自然言語にあるということです。
一見完璧に見える最初の設定――「中国語で明確に定義できるすべての数字のリスト」――自体に問題があります。
なぜでしょうか?この定義自体が曖昧すぎ、そして「自己参照」(Self-Reference)を含んでいるからです。私たちが「いたずら好き」の数字Rを定義するとき、「すべての定義のリスト」という概念そのものを参照しています。これは、「この文は嘘である」と言うのと同じように、自分自身を参照し、論理的なデッドロックを引き起こします。
数学や論理学では、このような問題を避けるため、後に非常に厳格な「形式言語」が発展し、「言語」と「メタ言語」(言語を記述するための言語)を厳密に区別することで、安易な自己参照による混乱状況を回避しています。
簡単なまとめ
- リチャードのパラドックスとは、「定義」に関するパラドックスです。
- それは、「リストにはないが記述可能な数字」を構成することで、「記述可能なすべての数字を含むリスト」という考え方自体が自己矛盾していることを明らかにします。
- その根源は、自然言語の曖昧さと「自己参照」によって引き起こされる論理的欠陥にあります。
これは有名な「床屋のパラドックス」(ある村の床屋は、自分でひげを剃らない人だけひげを剃る。質問:この床屋は誰がひげを剃るのか?)の、数学分野におけるより複雑なバージョンと見なすことができます。どちらも「自己参照」によって引き起こされる論理的な袋小路が核心にあります。