Как же называется эта книга? - Рэймонд Смаллиан

Мне посчастливилось раздобыть карту островов, составленную знаменитым капитаном Марстоном — пиратом, славившимся своими причудами (он-то и запрятал сокровища). К карте была приложена записка, разумеется зашифрованная. Когда я ее расшифровал, то выяснилось, что она состоит лишь из двух предложений. Вот что в ней значилось:

(1) На острове A нет сокровищ.

(2) Если среди жителей острова A встречаются нормальные люди, то сокровища закопаны на двух островах.

Я поспешил на остров A. Мне было достоверно известно, что обитатели этого острова знают о зарытых сокровищах все до мелочей. Король острова догадался, зачем я прибыл в его владения, и в недвусмысленных выражениях разрешил мне задать лишь один вопрос любому из наугад выбранных мною его подданных. Способа установить, на кого пал мой выбор — на рыцаря, лжеца или на нормального человека, у меня не

было.

Мне необходимо было придумать такой вопрос, чтобы, получив ответ, я мог указать на один из островов и быть уверенным, что сокровище закопано на нем.

Какой вопрос следовало мне задать островитянину?

125.

Случилось мне как-то раз побывать на другом острове рыцарей, лжецов и нормальных людей. По слухам, на том острове были закопаны несметные сокровища, и я хотел разузнать, как обстоит дело в действительности. Король острова (рыцарь) любезно представил меня трем своим подданным A, B и C и сообщил мне, что не более чем один из них нормальный человек. Любому из них разрешалось задать два вопроса, на которые можно ответить «да» или «нет».

Можно ли при помощи двух таких вопросов выяснить, запрятаны ли на острове сокровища?

126. Умеете ли вы рассуждать логически?

Предположим, что население двух соседних островов составляют только рыцари и лжецы (на островах нет ни одного нормального человека). Вам говорят, что на одном острове проживает четное, а на другом — нечетное число рыцарей. Вам также сообщают, что на острове с четным числом рыцарей закопаны сокровища, а на острове с нечетным числом рыцарей сокровищ нет.

Вы выбираете наугад один из островов и отправляетесь туда. Все обитатели острова знают, сколько рыцарей и сколько лжецов живет среди них. Вы беседуете с тремя обитателями A, B и C острова и получаете от них следующие заявления:

A: Число лжецов на этом острове четно.

B: На нашем острове сейчас находится нечетное число людей.

C: Я рыцарь в том и только в том случае, если A и B однотипны.

Предположим, что вы не рыцарь и не лжец и что, когда вы были на острове, других гостей на нем не было. Спрятаны ли на острове сокровища?

Решения

109–112. Эти четыре задачи основаны на использовании одной и той же идеи, которая сводится к следующему. Пусть P — любое высказывание, а A — любой обитатель острова рыцарей и лжецов. Тогда если A высказывает утверждение: «Если я рыцарь, то P», то он должен быть рыцарем, а высказывание P должно быть истинным! B это трудно поверить, и мы докажем наше удивительное утверждение двумя способами.

1. Предположим, что A — рыцарь. Тогда высказывание «Если A — рыцарь, то P» должно быть истинным (так как рыцари всегда говорят правду). Следовательно, A — рыцарь, и верно, что если A — рыцарь, то P. Из этих двух фактов мы заключаем, что P должно быть истинно. Таким образом, приняв в качестве посылок предположение о том, что A — рыцарь, мы получаем в качестве заключения высказывание P. Тем самым (с учетом факта 4 об импликации) мы доказали, что если A — рыцарь, то P. Но именно это и утверждал A! Следовательно, A должен быть рыцарем. А так как мы доказали, что если A — рыцарь, то P, то заключаем, что P должно быть истинно.

2. Другой способ убедиться в истинности нашего утверждения состоит в следующем. Напомним, что из ложного высказывания следует любое высказывание. Поэтому если A не рыцарь, то высказывание «Если A — рыцарь, то P» автоматически становится истинным и, следовательно, не могло бы принадлежать лжецу. Значит, если кто-нибудь, о ком известно, что он может быть либо рыцарем, либо лжецом, высказывает такое утверждение, то он может быть только рыцарем и высказывание P должно быть истинным.

Применим этот принцип к нашим задачам. Начнем с задачи 109. Если в качестве P принято высказывание «В — рыцарь», то ясно, что A должен быть рыцарем, а его высказывание истинным. Следовательно, B — рыцарь, и мы получаем ответ: A и B — оба рыцари.

В задаче 110 в качестве P выберем высказывание «А придется съесть свою шляпу». Мы видим, что A должен быть рыцарем и что ему придется съесть свою шляпу. (Тем самым доказано, что хотя рыцари обладают несомненными достоинствами и добродетелями, они тем не менее могут быть глуповатыми.)

Ответ к задаче 111: A — рыцарь.

Правильное заключение, к которому можно прийти в задаче 112: автор опять мистифицирует читателей! Условия задачи противоречивы: высказывание «Если я рыцарь, то дважды два — пять» не может принадлежать ни рыцарю, ни лжецу.

113. A должен быть рыцарем, а B — лжецом.

Докажем прежде всего, что только рыцарь может высказать утверждение вида «Если P, то я лжец». Напомним, что истинное высказывание следует из любого высказывания. Значит, если высказывание «Я лжец» истинно, то полное высказывание «Если P, то я лжец». также истинно. Но если я лжец, то никакое истинное высказывание не могло бы принадлежать мне. Следовательно, высказывая утверждение «Если P, то я лжец», я должен быть рыцарем.

Итак, A должен быть рыцарем. Следовательно, верно также, что если B — рыцарь, то A — лжец (потому что A настаивает на истинности этого высказывания). Тогда B не может быть рыцарем, так как в противном случае A должен бы быть лжецом, а он им не является[2]. Следовательно, B — лжец.

114. A в действительности утверждает: «Не верно, что X виновен, а Y не виновен». Но это то же самое, как если бы A утверждал: «Либо X не виновен, либо Y виновен». Следовательно, A и B в действительности утверждают одно и то же, но выражают свою мысль по-разному. Таким образом, утверждения, приведенные в задаче, либо оба истинны, либо оба ложны, поэтому A и B должны быть однотипными.

115. Предположим, что A — рыцарь. Тогда B также рыцарь (по утверждению A). Следовательно, высказывание B «Если A — рыцарь, то C — рыцарь» истинно. Но (по предположению) A — рыцарь. Следовательно, C — рыцарь (в предположении, что A — рыцарь).

Итак, мы доказали, что если A — рыцарь, то C — рыцарь[3]. Именно это и утверждал B. Следовательно, B — рыцарь. Значит, высказывание A о том, что B — рыцарь, истинно, поэтому A также рыцарь. Итак, мы доказали, что если A — рыцарь, то C — рыцарь. Следовательно, C также рыцарь. Значит, все трое — рыцари.

116. Из приведенных в задаче высказываний не следует, что я люблю Бетти, но следует, что я люблю Джейн. В том, что я люблю Джейн, можно убедиться при помощи, например, таких рассуждений.

Я либо люблю Бетти, либо не люблю ее. Если я не люблю Бетти, то по условию (1) я должен любить Джейн (так как в задаче сказано, что я люблю по крайней мере одну из девушек). С другой стороны, если я люблю Бетти, то по условию (2) должен любить и Джейн. Значит, независимо от того, люблю ли я или не люблю Бетти, мы приходим к выводу, что я люблю Джейн.

Замечу, кстати, что тем из читательниц, кого зовут Бетти, огорчаться было бы преждевременно: хотя из условий задачи не следует, что я люблю Бетти, из них не следует, что я не люблю Бетти. Вполне возможно, что я люблю и ее, причем даже больше, чем Джейн.

117. На этот раз из условий задачи не следует, что я люблю Джейн, но следует, что я люблю Бетти. Действительно, предположим, что я не люблю Бетти. Тогда утверждение «Если я люблю Бетти, то я люблю Джейн» должно быть истинным (так как из ложного утверждения следует любое утверждение). Но по условиям задачи если это утверждение истинно, то я должен любить Бетти. Значит, если я не люблю Бетти, то из этого можно заключить, что я люблю ее, и мы приходим к противоречию. Единственный способ избежать противоречия состоит в признании того, что я люблю Бетти.

Условия задачи не позволяют определить, люблю ли я или не люблю Джейн.

118. Из условий задачи следует, что я должен любить и Еву, и Маргарет. Пусть P — высказывание «Если я люблю Еву, то я люблю и Маргарет». Нам известно:

1) Если P истинно, то я люблю Еву.

2) Если я люблю Еву, то P истинно. Решая предыдущую задачу, мы убедились: из (1) следует, что я люблю Еву. Значит, я люблю Еву. Тогда по условию (2) должно быть истинно высказывание P, то есть верно, что если я люблю Еву, то люблю и Маргарет. Но я люблю Еву. Следовательно, я люблю и Маргарет.

119. Я должен любить всех трех девушек. Доказать это можно разными способами. Приведем один из них.

По условию (3) я люблю и Диану, и Марцию, либо не люблю ни одну из них. Предположим, что я не люблю ни Диану, ни Марцию. Тогда по условию (1) я должен любить Сью. Значит, я люблю Сью, но не люблю Диану и не люблю Марцию, что противоречит высказыванию (2). Следовательно, не верно, что я не люблю ни Диану, ни Марцию. Значит, я люблю и Диану, и Марцию. Так как я люблю Диану, то по условию (4) я люблю и Сью. Итак, доказано, что я люблю всех трех девушек.