Liang-Yao Wang (王亮堯)
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演繹(Deduction)與歸納 (Induction)都是常見的推理方法,但如何區分兩者總是覺得混淆。韋士英文字典網站有一篇文章介紹 Deduction、Induction、和 Abduction 的區別。

Deduction / Induction

Deduction: Inference in which the conclusion about particulars follows necessarily from general or universal premises.

演繹是從「一般性的事實」為出發前提,推論「個案」的情況。

Induction: Inference of a generalized conclusion from particular instances.

歸納則是反過來,從觀察到的「個案」出發,做出「一般性」的推論。

例子

常見的三段論證:「動物得吃東西,人是動物,所以人得吃東西」便是屬於演繹的思路。如果前提錯了,推論也不正確(依賴於前提的正確性)。

歸納就是延伸經驗:「觀察到的案例都是這樣,可能所有的都是這樣」。很明顯的,在經驗有限的情況下有機會出現以偏概全的狀況。例如「我看過的所有綿羊都是白色的,因此綿羊都是白色的」,就不完全正確了。不過若以機率的角度看這資訊還是有用的:如果看過的夠多白色綿羊,那至少可以說綿羊很可能都是白色。

文章裡舉了生活中的例子說明:

  • 十點鐘有約,交通要半小時,所以最晚九點半要出發才不會遲到。(演繹)
  • 三明治的定義是切片、切開的麵包中間夾料,而熱狗是煙燻肉夾在切開的長麵包中,所以熱狗是三明治。(美國說 hot dog 時一般包含麵包部分?)(演繹)
  • 六個同事中有四個點了三明治,所以三明治大概不錯。(歸納)

「演繹由通則推論個案,歸納由個案得出通則」去想的確是可以做出區別,不過(除了熱狗是三明治之外)這些例子大概都已經被視為人類的自然反應,根本不會意識到在做推論,更別說聯想到演繹或歸納了。

Deduce 和 Induce 的區別也讓我聯想到機器學習中的監督式學習(supervised learning),從標注好的大量個案學習出分類模型也許算是種歸納,所以訓練資料不能偏頗,不然會引入 bias 導致學出不正確的通則。而使用訓練好的模型去判斷個案的類別就比較像在演繹,做出的分類(推論)是否正確也就取決於你的模型(前提通則)是否正確了。

科學

科學其實很廣泛的運用歸納:透過過觀察自然與實驗結果來找出可能的規律。嚴格來說這仍只是基於有限的經驗,而以經驗為基礎似乎就暗示著不可能完全消除疑慮。即使 \(n=1,2,3,4,5,\dots,10000\) 次的實驗結果都符合歸納出的結論,也還是無法保證下一次 \(n=10001\) 一定也會符合。

正因為我們永遠都只是在母體裡抽樣,才更需要機率統計的概念來幫助我們量化信心或誤差程度吧。若反覆實驗、檢驗都找不到與規則相抵觸的例子時,這規則就可能被廣為接受,成為科學定律,但本質上還是沒有100%保證正確這回事,在未來只要找到反例就自然需要修正。

在這一點上,「數學歸納法」的情況似乎又有點不同,因為在數學上是可以證明「 \(n=k\) 成立會導致 \(n=k+1\)時也成立」這樣的規則的,這使得只要 \(n=1\) 時規則的正確性可以延展到所有可能的 \(k\),這種數學上的自洽也許就不存在母體與樣本的問題。

Abduction

文中其實還比較了第三種: Abduction (溯因推論):

Abduction: A syllogism in which the major premise is evident but the minor premise and therefore the conclusion only probable.

是一種「主要前提明確,但次要前提只具有一定可能性」的三段論証,因此做出的推論也只是有可能而已。例如:你看見廚房有被吃了一半的三明治,也許會推理出「家裡的小朋友時間來不及就出門了」。

雖然文中並沒有明說,不過我想這裡的主要前提應該是「看見吃一半的三明治」、次要前提則是「小朋友如果時間來不及就會只吃一半就出門」、因此推論「小朋友應該是時間來不及」。

從目的來理解 Abduction 可能更直覺,溯因推論的目標在於找出最可能的「假設」或「原因」來解釋「事實」,類似於偵探辦案中的「推理」。

定義並不簡單

相對於韋士字典較通俗的解釋,這一篇文章較嚴謹的討論了幾種不同的演繹與歸納的可能定義方式,僅節錄於下。

  演繹 歸納
定義#1 前提有至少一個全稱命題,結論是特稱或單稱命題 前提全部都是特稱或單稱命題,結論是全稱命題
定義#2 如果前提全部皆真,則必然地結論亦真 如果前提全部皆真,則很可能(但非必然)結論亦真
定義#3 使用者想用前提百分百地支持結論 使用者想用前提高概然地支持結論

註:表格中的全稱命題(universal proposition)也就是通則,例如「所有綿羊都是白的」;而特稱命題(particular proposition)則表示一部分,例如「有些綿羊是白的」;單稱詞則指涉特定對象,例如「這隻綿羊是白的」。這裡只在意全稱 vs. 個案(特稱和單稱)的差異。

呼應上面的理解:

  • 定義#1 從邏輯結構區別,「演繹由通則推論個案,歸納由個案得出通則」。
  • 定義#2 看前提和結論的邏輯關係,演繹正確的話完全支持結論,但歸納正確的話只是高機率的支持結論。
  • 定義#3 從論證者的意圖出發,演繹的目標是100%支持結論,歸納只是提供足夠強的支持。

至於為什麼每種定義都有些問題可以看看原文章的例子。我個人的目的只是想掌握一下兩者的差異,從各種面向都看一下確實有幫助也就夠了,不計較那麼多啦。


相關資料

  1. Deduction’ vs. ‘Induction’ vs. ‘Abduction (Merrian-Webster)
  2. 演繹法與歸納法(紫煙亭哲學網誌)
  3. 歸納、演繹、溯因、引證