應該教孩子們進行邏輯思考

符號邏輯訓練在許多職業、負責任的公民身份和更美好的生活中至關重要。它也是對抗當今離奇陰謀論思想的一種未被充分利用的解藥。

Close up of child playing with and creating simple images of animals with 2-D geometric shapes

Manico/Getty Images

在二戰最絕望的幾個月裡,數學家艾倫·圖靈組建了一支密碼破譯團隊,以解密截獲的納粹資訊。他用國際象棋謎題測試申請者,聘請了一位古典學者,並避開了應用數學家,而是尋找擅長解決邏輯謎題的員工。他的團隊在盟軍戰爭的勝利中發揮了至關重要的、長期保密的作用。

團隊成員彼得·希爾頓多年後表示:“如果說有一種數學分支我們可以說是系統地使用它,那就是數理邏輯。”

圖靈的恩尼格瑪團隊中看到的、處於最精細狀態的某些邏輯推理能力是自然發展的。但是,邏輯推理的某些方面必須使用符號邏輯明確地教授。然而,符號邏輯已在現代高中課程中失去了地位。現在是我們開始在全國高中開設符號邏輯課程的時候了。


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符號邏輯訓練的重要性不僅在於培養像布萊切利園所展現的那種卓越的智力。它在不同的職業和負責任的公民身份中也至關重要,並且是心理健康和福祉的重要工具。此外,它作為對抗在很大程度上控制了公眾的離奇陰謀論思想和虛假資訊的急需解藥,其作用尚未得到充分利用。

符號邏輯是一種數學形式,它使我們能夠檢查某些結論是否正確地從一組事實中得出。考慮一起發生在費城城市槍擊案的犯罪事件。如果被告在槍擊案發生當天不在費城,我們可以正確地得出結論,他們不可能是槍手。另一方面,如果被告在槍擊案發生當天在費城,則被告可能是也可能不是槍手。僅僅因為被告在費城並不意味著他們射殺了某人。符號邏輯將這種論證轉化為代數,易於共享、解決和推廣,以破解一系列難題。

對於電氣工程和計算機科學職業而言,符號邏輯的價值通常在大學二年級的離散數學課程中教授,這是不容置疑的。現代數字計算機的基本構建模組是表示與”和“或”的電路,這在符號邏輯中與小學算術中的加號或除號一樣常見。幾乎每個計算機程式都包含類似的“if-then-else”邏輯條件。專業程式設計師必須經常編寫和排除此類語句的故障

但是,符號邏輯的用處不僅限於技術領域。

哥倫比亞大學的珍妮特·溫等計算機科學家認為,每個人都可以透過學習計算思維而受益,這種觀點在過去二十年中影響了K-12課程。計算思維包括分解問題、提取關鍵資訊和形成解決方案。符號邏輯課程中的證明程式為這種思維提供了理想的訓練。

羅格斯大學數學家加里·溫格認為,為了透過文科教育培養負責任的公民,我們必須為學生提供數學推理技能。

作為一個簡單的例子,考慮一下關於一項研究的政治辯論,該研究發現,大多數沒有完成高中學歷的成年人收入較低。一個負責任的公民必須沿著上面費城例子的思路思考其含義。從這項研究中,我們可以得出結論,如果一個人沒有高中學歷,那麼這個人很可能收入較低。然而,如果一個人的收入很低,我們不能得出結論說這個人沒有高中學歷。符號邏輯訓練使選民自然而然地進行這類推理。

為了對抗陰謀論思想,最有效的方法是預防。我們必須提前警告人們關於特定的陰謀論,或者明確地教他們如何發現劣質證據。符號邏輯提供了嚴格的訓練,以發現推理中的不一致和缺陷。例如,許多全球變暖的反對者將特定日子的寒冷天氣作為全球變暖是陰謀的證據。邏輯思考者很快就能發現,天氣是任何一天發生的事情,而氣候是幾十年間全球範圍內正在發生的事情

邏輯推理在生活中對我們很有幫助,公民義務暫且不論。在最近一項對澳大利亞10,318名老年人的研究中發現,符號邏輯的活躍思維活動,如紙牌、象棋和其他遊戲,以及做縱橫字謎或謎題,與10年內降低痴呆症風險有關。

傳統的邏輯語義教學方法非常複雜,以至於這個學科通常根本不教,即使引入,也通常在大學或更晚的時候。然而,使用一種新的教學方法採用更簡單的語義,學生的難度和困惑程度大大降低,在斯坦福大學教授邏輯超過30年的邁克爾·吉內塞雷思說。吉內塞雷思已經成功地用高中生測試了他的方法,並透過他的“全民邏輯”倡議,致力於將這門課程帶到全國的中學。他的課程也是最近結束的國際邏輯奧林匹克競賽的推薦課程,該競賽吸引了全球近3,500名高中生。

有些人可能會質疑是否需要一門獨立的符號邏輯課程,認為其他課程可以填補它的作用。例如,在寫作課程中,學生學習如何發現謬論,三角學中涵蓋了基本證明。透過不使用任何符號來教人們邏輯思維可以獲得很多好處。然而,只有透過使用符號邏輯才能實現邏輯嚴謹性。此外,零敲碎打的方法是不夠的,因為對符號邏輯的全面覆蓋需要一個學期的課程。你可能會在雞尾酒會上賣弄諸如證明謬論之類的詞語來得分,但你不會真正知道你的證明是正確的,並且你抓住了所有可能的謬論。

符號邏輯課程也是培養高中教育標準中確定的重要技能的一種方式。例如,《共同核心州立標準》(Common Core State Standards),41個州採用的高質量數學和語言標準,要求學生構建可行的論證。《下一代科學標準》(Next Generation Science Standards)要求學生參與來自證據的論證。符號邏輯是這些技能的基礎。

加利福尼亞州德克薩斯州已經承認高中級別的邏輯課程的學分。我們接下來需要的是持續和長期的投資,使我們走上全國採用符號邏輯課程的道路。我們需要傳播經過驗證的課程材料。我們必須擴大訓練有素的教師隊伍。我們需要為學區和管理人員實施課程提供必要的支援。此外,我們必須繼續研究教育成果與符號邏輯訓練之間的聯絡。

符號邏輯是我們的學校系統中嚴重缺乏的智力訓練的重要方面。系統地提供這種培訓將為那些追求卓越智力的人創造途徑。對於許多人來說,它將為那些對任何國家在現代世界中保持競爭力至關重要的高薪工作和職業開啟大門。對於另一些人來說,它將為大腦提供急需的鍛鍊。有些人甚至可能因為邏輯謎題帶來的認知刺激而活得更長。

最重要的是,一個有邏輯思維的國家將擅長髮現和挑戰那些很容易透過線上媒體傳播的陰謀論和虛假資訊。具有邏輯素養的人將知道如何向他們的領導人提出正確的問題,如何發現謬論,以及,至關重要的是,如何做出真正符合他們價值觀的決定。對於任何功能正常的民主國家來說,具有邏輯思維能力的公民不是一種選擇,而是一種必需品。系統性思維至關重要,因此對其進行培訓必須納入課程,而不能碰運氣。

這是一篇觀點和分析文章,作者或作者表達的觀點不一定代表《大眾科學》的觀點。

Vinay K. Chaudhri 領導了 SRI International 的人工智慧研究,包括 Project Halo 和 CALO(後來的 SIRI),從而獲得了屢獲殊榮的技術。他曾在斯坦福大學教授知識圖譜和邏輯程式設計,並在那裡幫助啟動了“全民邏輯”倡議。

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