ベリーのパラドックスとは何ですか?

秀梅 许
秀梅 许
PhD student researching applied mathematics.

はい、承知いたしました。この頭を悩ませるけれど面白いベリーのパラドックスについて話しましょう。


ベリーのパラドックスとは?

ねえ、ベリーのパラドックス(Berry Paradox)は、とても興味深い論理的なパズルです。一見すると複雑に聞こえますが、その核心となる考え方は実に巧妙です。これは**「言葉で数字を表現する」**ゲームだと想像してみてください。しかし、このゲームは破綻し、システムがクラッシュ(つまり矛盾)を引き起こしてしまいます。

では、このゲームがどのように進行するか、順を追って見ていきましょう。

ステップ1:ゲームのルール

ルールは簡単です。私たちは任意の正の整数を日本語で記述することができます。

例えば:

  • 「一」(数字の1)
  • 「πの整数部分」(数字の3)
  • 「1ダースの卵の数」(数字の12)
  • 「中華人民共和国が成立した年」(数字の1949)

ね、簡単でしょ?様々な長さの文を使って、ある数字を正確に指し示すことができます。

ステップ2:記述に制限を加える

さて、このゲームに制限を追加しましょう。それは、記述する文の長さが三十文字を超えてはならないというものです。

すると、このルールに基づけば、多くの数字を私たちは「捉える」ことができます。

  • 数字の1は、「一」(1文字)で記述できます。
  • 数字の100は、「百」(1文字)で記述できます。
  • 数字の31415は、「円周率の最初の五桁」(9文字)で記述できます。

日本語の文字数は有限であり、三十文字以内で構成できる文もまた有限です(天文学的な数字ではありますが、最終的には有限です)。しかし、正の整数は無限です(1, 2, 3, ... と無限に続きます)。

これは何を意味するでしょう?

必然的に、三十文字以内の言葉では記述できない数字が存在する、ということです。

これは理解しやすいですよね?限られた瓶に無限の水を注ぎ込むことができないのと同じです。

ステップ3:パラドックスの登場!

さて、「三十文字以内の言葉では記述できない数字」が存在するわけですから、それらの数字は必ず一つの集合を形成します。そして、この集合の中には、必然的に最小のものが一つ存在します。

これも理にかなっていますよね?例えば、「100より大きいすべての偶数」という集合の中では、最小のものは102です。

さあ、深呼吸をして、この特別な数字を記述してみましょう。

「三十文字以内の言葉では記述できない最小の正整数」

この文「三十文字以内の言葉では記述できない最小の正整数」は、数えてみると合計24文字です。

待ってください! 矛盾が生じました!

  • 一方、この数字の定義によれば、それは三十文字未満の文によっては記述できないはずです。
  • 他方、私たちが今使った24文字の文が、まさにその数字を記述しているのです!

ここにパラドックスが生じます。 この数字は、三十文字未満の文では記述できないはずなのに、24文字の文で記述できてしまうのです。

これは、「どんな鍵でも開けられない鍵がここにある」と私が言った後、その「どんな鍵でも開けられない鍵」という名前の鍵で、あっという間にそれを開けてしまったようなものです。これこそがベリーのパラドックスの核心です。

このパラドックスは何を教えてくれるのか?

これは単なる言葉遊びだと感じるかもしれませんが、実は論理と言語の深遠な問題に触れています。

ベリーのパラドックスは主に、日常言語の曖昧さと**「自己言及」 (Self-reference) の危険性**を明らかにしています。

  1. 「記述する」という言葉の曖昧さ: 数学や論理学では、定義は正確無比でなければなりません。しかし、「記述する」という言葉は、私たちの日常言語ではそこまで厳密ではありません。例えば、「私が一番好きな数字」は記述と呼べるでしょうか?それは人それぞれ異なります。ベリーのパラドックスは、まさにこの曖昧さを利用しています。それは一見正確に見えながら、実際には自身の概念を参照する文を作り出し、結果として論理的な短絡を引き起こしています。

  2. 「言語についての言語」と「言語そのもの」の区別: 論理学者は、この種の問題を解決するために、「メタ言語」 (Metalanguage) と「対象言語」 (Object Language) の概念を提唱しました。簡単に言うと:

    • 対象言語:私たちが数学的対象(例えば数字)を記述するために使う言語です。例えば、「百」。
    • メタ言語:対象言語について語るために使う言語です。例えば、「「百」という言葉は一文字である」。

    ベリーのパラドックスにおけるあの文、**「三十文字以内の言葉では記述できない最小の正整数」**は、ルールを破っています。それはメタ言語(記述の性質について語る言語)と対象言語(数字そのものを記述する言語)を混同しているのです。それは「メタ言語」の文でありながら、「対象言語」の文として偽装しているのです。

まとめ

簡単に言えば、ベリーのパラドックスは、以下のより単純なパラドックスの複雑なバージョンだと言えます。

「この文は偽である。」

もしこの文が真であるならば、その内容は正しいことになり、ゆえにそれは偽でなければなりません。 もしこの文が偽であるならば、その内容は間違っていることになり、ゆえにそれは真でなければなりません。

ベリーのパラドックスは、この自己言及的な矛盾を、より巧妙で「数学的」な方法で包み込んでいます。それは、私たちが言語を使って言語自体の限界を記述しようとするとき、うっかりすると自分で掘った論理の罠に陥ってしまうことを示しています。

とてもクールだと思いませんか?それは、論理、言語、そして無限の間の、奇妙で危険な相互作用を完璧に示しています。