虚空中包含了无穷多种等待被发明的东西,但其中多数都很乏味无趣。维特根斯坦(Ludwig Wittgenstein)说:“对于不可言说的,必须保持沉默。”这句话对数学同样成立。这些思想提醒我们,根据性质来定义数学对象是避开虚空中乏味无趣部分的稳妥方式。如果我们以对象的性质来定义对象,我们就总是可以知道它能说什么,即便我们也许不知道它“是”什么。在这一节我们将看到几个体现了这一原则的特别惊人的例子。考虑到加和乘到目前为止在我们的旅程中扮演的核心角色,让我们根据机器在面对这两种操作时的性质来定义四种机器。就目前来说,把玩这些机器纯粹是出于美学动机。
四种机器
AA型机器定义为所有将加(Add)转换为加(Add)的机器:
AM型机器定义为所有将加(Add)转换为乘(Multiply)的机器:
MA型机器定义为所有将乘(Multiply)转换为加(Add)的机器:
MM型机器定义为所有将乘(Multiply)转换为乘(Multiply)的机器:
在这四种机器的定义中,我们要求每个语句对所有数字x和y都成立。这是四种特别优雅的性质,但现在我们还不知道这些机器类型的成员长什么样。也许一些类型没有成员。写出不可能为真的语句是完全有可能的,虽然这种不可能不那么容易一下就看出来。我们先来熟悉一下这些机器类型,看能不能搞清楚它们的样子。