Решения

167. Высказанное трансильванцем утверждение либо истинно, либо ложно. Предположим, что оно ложно. Тогда трансильванец не человек и не в здравом уме. Следовательно, он должен быть упырем, лишившимся рассудка. Но такие упыри высказывают только истинные утверждения, и мы приходим к противоречию. Значит, высказанное трансильванцем утверждение истинно. Такие утверждения могут высказывать только люди в здравом уме и упыри, лишившиеся рассудка. Если бы наш трансильванец был бы упырем, лишившимся рассудка, то он не был бы ни человеком, ни лицом, находящимся в здравом уме. Следовательно, высказанное им утверждение было бы ложным. Но мы знаем, что оно истинно. Следовательно, наш трансильванец должен быть человеком в здравом уме.

168. Он должен быть упырем, лишившимся рассудка.

169. Нет, не однотипен. На этот раз трансильванец должен быть упырем в здравом уме.

170. Человек в здравом уме на мой вопрос ответил бы отрицательно, а трансильванцы любого из трех остальных типов — утвердительно. Получив утвердительный ответ на свой вопрос, я не смог бы определить, к какому из четырех типов трансильванцев принадлежит мой собеседник. Но в условиях задачи сказано, что я узнал по ответу, кто мой собеседник. Следовательно, на мой вопрос он ответил не утвердительно. Значит, он ответил «нет», из чего мы заключаем, что трансильванец был человеком в здравом уме.

171. Из приведенной фразы нельзя заключить, был ли встречный человеком или упырем, но можно заключить, что он лишился рассудка. Человек в здравом уме не мог бы сказать о себе, что он упырь, а упырь, находящийся в здравом уме, знал бы, что он упырь, и, солгав, заявил бы: «Я человек». С другой стороны, человек, лишившийся рассудка, считал бы себя упырем и заявил бы об этом. Упырь, лишившийся рассудка, считал бы себя человеком и, солгав, заявил бы: «Я упырь».

172. Единственное заключение, к которому можно прийти на основании сделанного трансильванцем заявления, состоит в том, что он упырь. Человек в здравом уме не сказал бы о себе, что он лишился рассудка. Человек, лишившийся рассудка, считал бы, что находится в здравом уме, и, будучи человеком, не мог бы заявить о себе: «Я лишился рассудка».

173. Думаю, что таких утверждений X, Y существует немало, во всяком случае не одна пара. Я имел в виду следующие утверждения:

X: Если я в здравом уме, то я человек.

Y: Если я человек, то я в здравом уме.

Предположим, что некий трансильванец, высказывает утверждение X. Докажем, что Y должно быть истинно, то есть если наш трансильванец — человек, то он в здравом уме. Предположим, что он человек. Тогда верно, что если он в здравом уме, то он человек (так как он человек). Значит, X истинно. Следовательно, наш трансильванец должен быть в здравом уме, поскольку люди, лишившиеся рассудка, не высказывают истинных утверждений. Отсюда мы заключаем, что если он человек, то находится в здравом уме. Следовательно, Y — истинно.

Наоборот, предположим, что наш трансильванец высказывает утверждение Y. Требуется доказать, что X истинно. Предположим, что трансильванец в здравом уме. Тогда Y должно быть истинно. Следовательно, трансильванец — человек (потому что упыри в здравом уме не высказывают истинных утверждений). Значит, он человек (в предположении, что он находится в здравом уме). Итак, если наш трансильванец в здравом уме, то он человек. Следовательно, X истинно.

174. Ответы на оба вопроса задачи утвердительны. Предположим, что некий трансильванец считает истинным какое-то утверждение X. Отсюда, как нетрудно понять, отнюдь не следует, что X должно быть истинным, так как трансильванец мог утратить рассудок. Но если он считает, что X истинно, то X должно быть истинно! Действительно, предположим, что трансильванец в здравом уме. Так как он считает, что утверждение о том, что он считает утверждение истинным, истинно, то его утверждение «я считаю X истинным» должно быть истинно. Следовательно, он действительно считает утверждение X истинным. А так как он в здравом уме, то X должно быть истинным. Предположим теперь, что трансильванец лишился рассудка. Так как он считает, что утверждение о том, что он считает X истинным, истинно, то его утверждение «я считаю истинным» должно быть ложным. Следовательно, в действительности он не считает X истинным (ему только кажется, что он считает!). Так как трансильванец не считает X истинным и лишился рассудка, то X должно быть истинным.

Итак, доказано следующее. Если трансильванец считает, что он считает утверждение X истинным, то X должно быть истинным независимо от того, в здравом ли уме трансильванец или лишился рассудка. Аналогично можно доказать, что если какой-нибудь трансильванец не считает, что он считает утверждение X истинным, то X должно быть ложным. Доказать это мы предоставляем читателю.

175. Ответы на оба вопроса задачи (как следует из решения предыдущей задачи) должны быть утвердительными.

Предположим, что по утверждению A он считает высказывание X истинным. Тогда A действительно считает именно так, как говорит. Следовательно, A считает, что он считает утверждение X истинным. В этом случае, как показано в решении предыдущей задачи, X должно быть истинно независимо от того, в здравом ли уме A или лишился рассудка. Предположим теперь, что A — упырь. Тогда он не считает так, как говорит. Следовательно, A не считает, что считает X истинным. Значит, X должно быть ложным независимо от того, в здравом ли уме A или лишился рассудка.

176. A утверждает, что считает B человеком. B либо утверждает, что считает A человеком, либо утверждает, что считает A не человеком. Вторую альтернативу необходимо исключить, так как она приводит к следующему противоречию. Рассмотрим два утверждения.

1) A утверждает, что считает B человеком.

2) B утверждает, что считает A не человеком.

Предположим, что A — человек. Тогда, как показано в решении задачи 175, из утверждения (1) следует, что B — человек. В свою очередь из утверждения (2) следует, что A не человек. Поскольку A по предположению человек, то мы приходим к противоречию.

Предположим теперь, что A — упырь. Тогда, как показано в решении задачи 175, из утверждения (1) следует, что B не человек. Следовательно, B — упырь. Из утверждения (2) мы, как показано в решении задачи 175, заключаем, что A — человек. Но такой вывод противоречит предположению о том, что A — упырь. Значит, если бы B ответил отрицательно, то мы пришли бы к противоречию. Следовательно, B ответил утвердительно.

177. Ни к какому заключению прийти нельзя, так как на ваш вопрос любой трансильванец ответит утвердительно. Предоставляю вам самостоятельно убедиться в этом.

178. Случай, описанный в этой задаче, отличается от случая, рассмотренного в предыдущей задаче. Из ответа вашего собеседника нельзя заключить, человек он или упырь, но можно установить, в здравом ли он уме. Если встретившийся вам трансильванец в здравом уме, то он ответит «да». Если же он утратил рассудок, то на ваш вопрос последует отрицательный ответ. Доказательство предоставляем читателю.

179. Нет, нельзя. Не исключено, что ваш трансильванец — человек в здравом уме и граф Дракула жив. Возможно также, что ваш собеседник — упырь, лишившийся рассудка, и графа Дракулы нет в живых. (В действительности если вы обратились с вопросом к упырю, утратившему рассудок, то Дракула мог быть как живым, так и мертвым.)

181. Нет, нельзя. Трансильванец, к которому вы обратились с вопросом, мог быть, например, упырем, лишившимся рассудка. В этом случае граф Дракула мог бы быть как живым, так и мертвым.

182. Можно: на этот раз из полученного вами ответа следует, что Дракула жив.

Воспользуемся терминологией задачи 177 и сформулируем утверждение трансильванца следующим образом: «Если я надежен, то Дракула жив».

В гл. 8 (см. решения задач 109–112) мы доказали, что туземец с острова рыцарей и лжецов, высказавший утверждение «если я рыцарь, то то-то и то-то», должен быть рыцарем, а «то-то и то-то» должно быть истинно. Аналогично трансильванец, высказавший утверждение «если я надежен, то то-то и то-то», должен быть надежным, а «то-то и то-то» должно быть истинным. Доказать это можно так же, как это сделано в решении задач 109–112 (достаточно слово «рыцарь» заменить словом «надежный»)

183. Такое утверждение существует: «Я не надежен, и Дракулы нет в живых». Доказательство предоставляем читателю. (Указание: начните с доказательства ненадежности вашего собеседника.)

184. Такое утверждение существует: «Я надежен в том и только в том случае, если Дракула жив».

В решении задачи 122 из гл. 8 мы доказали, что если туземец с острова рыцарей и лжецов высказывает утверждение «я рыцарь в том и только в том случае, если то-то и то-то», то это «то-то и то-то» должно быть истинно (хотя мы ничего не можем сказать относительно того, рыцарь или лжец наш туземец). Аналогично если трансильванец высказывает утверждение «я надежен в том и только в том случае, если то-то и то-то», то это самое «то-то и то-то» должно быть истинно независимо от того, надежен ли трансильванец или ненадежен. Доказательство то же, что и прежде (необходимо лишь слово «рыцарь» заменить словом «надежный»).

Приведенное нами утверждение — не единственное. Решением задачи могут служить и другие утверждения, например «я считаю, что утверждение „Дракула жив“ эквивалентно утверждению, что я человек». Более забавно следующее утверждение: «Я считаю, что если кто-нибудь спросит меня, жив ли Дракула, то я бы ответил утвердительно».

185. Можно. Из утверждений (1) и (2) следовало бы, что Дракулы нет в живых.

Из утверждения (1) можно заключить, что наш трансильванец — человек. Действительно, упырь, находящийся в здравом уме, знал бы, что он в здравом уме, и заявил бы: «Я лишился рассудка». Упырь, лишившийся рассудка, считал бы, что находится в здравом уме, и заявил бы: «Я лишился рассудка». Следовательно, наш трансильванец — человек.

Напомним принцип, установленный в решении задачи 175: если человек заявляет, что считает некоторое утверждение X истинным, то X должно быть истинным (независимо от того, в здравом ли уме этот человек или лишился рассудка). Мы установили, что трансильванец — человек. Он заявил — см. утверждение (2), — что, по его мнению, Дракулы нет в живых. Следовательно, графа Дракулы не должно быть в живых.

186. Из первого утверждения («я человек») не следует, что трансильванец — человек, а следует, что он должен быть в здравом уме. (Человек, утративший рассудок, не знал бы, что он человек. Упырь, лишившийся рассудка, считал бы себя человеком и, солгав, сказал бы, что он упырь.) Итак, мы знаем, что трансильванец в здравом уме. Докажем, что он человек. Предположим, что он упырь. Тогда не верно, что наш трансильванец — человек, а так как из ложного утверждения следует что угодно, то его второе утверждение («если я человек, то граф Дракула жив») должно бы быть истинно.

Но упырь в здравом уме не может высказывать истинных утверждений, и мы приходим к противоречию. Следовательно, наш трансильванец не может быть упырем и должен быть человеком.

Итак, нам известно, что трансильванец находится в здравом уме и что он человек, поэтому высказываемые им утверждения истинны. Следовательно, его второе утверждение («если я человек, то граф Дракула жив») должна быть истинно. Он человек. Значит граф Дракула жив.

187. Достаточно спросить трансильванца, в здравом ли он уме. Человек (независимо от того, в здравом ли он уме или лишился рассудка) ответит утвердительно, а упырь отрицательно.

188. Стоит лишь спросить первого встречного, человек ли он, как все станет ясно. Трансильванец, находящийся в здравом уме (будь то человек или упырь), ответит утвердительно, а трансильванец, лишившийся рассудка, — отрицательно.

В нескольких следующих задачах я приведу лишь ответ (то есть укажу, какой вопрос следует задать трансильванцу). Вы уже накопили достаточно опыта, чтобы самостоятельно убедиться в правильности предлагаемых решений.

189. Один из вопросов, на который все трансильванцы вынуждены будут ответить утвердительно, звучит так: «Считаете ли вы себя человеком?» И дело здесь вовсе не в том, что все трансильванцы действительно считают себя людьми (так считают только люди, находящиеся в здравом уме, и упыри, лишившиеся рассудка), но тем не менее все трансильванцы будут утверждать, что считают себя людьми.

Другой вопрос, на который любой трансильванец ответит утвердительно: «Вы надежны?» Все трансильванцы станут уверять, что они надежны.

190. Чтобы установить, жив ли граф Дракула, достаточно задать трансильванцу любой из следующих вопросов:

1) Эквивалентно ли утверждение о том, что вы надежны, утверждению о том, что Дракула жив?

2) Эквивалентно ли, по-вашему, утверждение о том, что вы человек, утверждению о том, что Дракула жив?

191. Достаточно спросить гостя: «Правильно ли ответить „бал“ на вопрос, в здравом ли вы уме?» Если гость ответит «бал», то он человек. Если же гость ответит «да», то он упырь.

192. Достаточно спросить гостя: «Правильно ли ответить „бал“ на вопрос, человек ли вы?» Если гость ответит «бал», то он в здравом уме. Если же гость ответит «да», то он лишился рассудка.

193. Достаточно спросить гостя: «Считаете ли вы себя человеком?» Слово, которое он произнесет в ответ, должно означать «да». Можно задать и другой вопрос: «Надежны ли вы?»

194. Один из вопросов, дающих решение задачи, звучит так: «Правильно ли ответить „бал“ на вопрос, надежны ли вы?» (Напомним, что быть надежным означает либо быть человеком, находящимся в здравом уме, либо упырем, лишившимся рассудка.)

Другой вопрос, также дающий решение задачи: «Надежны ли вы в том и только в том случае, если „бал“ означает „да“?»

Любой из этих вопросов заставит гостей ответить «бал». Доказать это можно так же, как в решении задачи 161 из гл. 11 (единственное различие состоит в том, что вместо «человек» везде следует взять «надежный человек»).

195. Любой из следующих вопросов позволит выяснить, жив ли граф Дракула.

1) Считаете ли вы, что «бал» — правильный ответ на вопрос, эквивалентно ли утверждение о том, что вы человек, утверждению «Дракула жив»?

2) Правильно ли ответить «бал» на вопрос, эквивалентно ли утверждение о том, что вы надежны, утверждению «Дракула жив»?

Единый принцип, суть которого разъяснена в решении задачи 196, позволяет дать гораздо более простое и изящное решение.

196. Единый принцип. Условимся называть представителя элиты трансильванского общества аристократом типа 1, если на вопрос «дважды два — четыре?» он отвечает «бал». Разумеется, на любой другой вопрос с правильным ответом «да» трансильванский аристократ типа 1 ответит «бал».

Условимся называть представителя трансильванской элиты аристократом типа 2, если он не типа 1. Это означает, что если X — любое истинное высказывание (например, «дважды два — четыре») и вы спрашиваете аристократа типа 2, истинно ли X, то он ответит «да» (не путать с «нашим» привычным «да»!).

Сразу же ясно, что если «бал» означает «да», то аристократы типа 1 надежны, а аристократы типа 2 ненадежны. Если же «бал» означает «нет», то картина обратная (аристократы типа 1 ненадежны, а аристократы типа 2 надежны).

Единый принцип конструирования вопросов заключается в следующем. Чтобы выяснить, истинно ли любое утверждение X, достаточно спросить у любого трансильванского аристократа, эквивалентно ли утверждение о том, что он аристократ типа 1, утверждению X. Вопрос можно задать, например, так: «Истинно ли X в том и только в том случае, если вы аристократ типа 1?» Докажем, что если на такой вопрос последует ответ: «бал», то X должно быть истинно, а если «да», то X должно быть ложно. Следовательно, «волшебное» утверждение S — это просто-напросто утверждение «вы аристократ типа 1» (или «на вопрос „дважды два — четыре?“ вы ответите „бал“»).

Доказательство. Пусть S — утверждение «вы аристократ типа 1», X — утверждение, истинность или ложность которого требуется установить. Вы задаете вопрос: «Эквивалентно ли S утверждению X?» Предположим, что вам отвечают «нет». Требуется доказать, что X должно быть истинно.

Случай 1: «бал» означает «да». B этом случае нам известны два факта: 1) аристократ типа 1 надежен; 2) наш собеседник, говорящий «бал», утверждает, что S эквивалентно X.

Подслучай 1а: аристократ типа 1. Он надежен и высказывает истинные утверждения. Следовательно, S действительно эквивалентно X. Но S истинно (так как аристократ относится к типу 1). Значит, X истинно.

Подслучай 1б: аристократ типа 2. Он ненадежен и высказывает ложные утверждения. Так как он утверждает, что S эквивалентно X, то в действительности S не эквивалентно X. Но S ложно (так как аристократ не принадлежит к типу 1), а X не эквивалентно S.

Следовательно, X истинно.

Случай 2: «бал» означает «нет». B этом случае нам известны два факта: 1) аристократ типа 1 ненадежен; 2) наш собеседник, говорящий «бал», утверждает, что S не эквивалентно X.

Подслучай 2а: аристократ типа 1. Он ненадежен и высказывает ложные утверждения. По его словам (не соответствующим действительности), S не эквивалентно X. Значит, на самом деле S эквивалентно X, а так как S истинно, то X истинно.

Подслучай 2б: аристократ типа 2. Он надежен и высказывает истинные утверждения. Значит, S не эквивалентно X (так как, по его словам, S не эквивалентно X). Но S ложно. Следовательно, X должно быть истинно.

Итак, доказано, что ответ «бал» означает истинность высказывания X. Повторив аналогичные рассуждения, мы могли бы доказать, что ответ «да» означает ложность высказывания X. Но к тому же результату можно прийти и более коротким путем, если рассуждать следующим образом.

Предположим, что наш собеседник говорит в ответ «да». Ответ «да» на заданный вопрос означает то же, что и ответ «бал» на вопрос «Верно ли, что вы аристократ типа 1 в том и только в том случае, если X ложно?» (поскольку для любых двух утверждений Y и Z утверждение «Y эквивалентно Z» противоположно утверждению «Y эквивалентно не Z»). Следовательно, если бы вы задали вопрос «верно ли, что вы аристократ типа 1 в том и только в том случае, если X ложно?», то ваш собеседник ответил бы «бал». А так как он ответил бы «бал», то отсюда (как доказано выше) следует, что X действительно ложное утверждение.