128.文氏图
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※128.文氏图
文恩(John Venn,1834—1923)
1880年
汉伯格博士与赫波联手完成的十一集合对称文氏图。
亚里士多德的《工具六书》(约公元前350年),布尔代数(1854年),《数学原理》(1910—1913年),哥德尔定理(1931年)及模糊逻辑(1965年)
英国哲学家暨圣公会神职人员文恩在1880年提出用图形表示元素、集合之间逻辑关系的文氏图。依照文氏图的通用作法,属于同一圆圈内的族群都具备某种共同特质,譬如说,假定全体(即图一中长方形所划定的边界)包含所有真实的与传说中的物种,H圆区域内表示所有的人类,W圆区域内表示所有有翅膀的物种,A圆区域则代表天使。这个图让我们对于以下几件事情一目了然:一、所有天使都属于有翅膀的物种(A圆区域完全被W圆区域包覆);二、没有任何一个人属于有翅膀的物种(H圆区域跟W圆区域毫无交集);三、没有任何一个人是天使(H圆区域跟A圆区域也毫无交集)。
这是逻辑的基本法则之描述——也就是从“所有A属于W”,且“没有H属于W”,可推得“没有H属于A”。这个结论透过文氏图上的圆圈加以表示,就显得非常理所当然了。
图一
之前就有人尝试过使用图形表示逻辑关系的做法—像是数学家莱布尼兹和欧拉两位—但文恩却是进行全面性研究并设法将之形式化、一般化的第一人。不过,当文恩想把更多集合的交集区域以对称图标的视觉手法一般化时,却遭遇严重阻碍,最终只完成顶多四个椭圆所表示的集合图。
图二
过了一世纪之后,华盛顿大学数学家葛伦鲍(Branko Grünbaum)终于证明五个全等椭圆形可以组成旋转对称的五集合文氏图,图二就是其中一种对称的五集合文氏图。
现在数学家终于逐渐明白,只有质数个数的集合才能画成旋转对称的文氏图,其中七集合文氏图更是难到让数学家们怀疑过它是否存在。2001年,数学家汉伯格(Peter Hamburger)与艺术家赫波(Edit Hepp)联手画出十一集合的文氏图,如同上图所示。 数学之书:数学史上250个里程碑式的发现