Введение

Аргумент о том, что классификация не представляется возможной без некоторого предвзятости Теорема уродливого утки - это аргумент, показывающий, что классификация не представляется возможной без некоторого предвзятости. Более конкретно, он предполагает конечное количество свойств, комбинируемых логическими соединителями, и конечное количество объектов; он утверждает, что любые два разных объекта имеют одинаковое количество (экстенсионных) свойств. Теорема названа в честь рассказа Ганса Кристиана Андерсена "Уродливый утёнок" (1843), потому что она показывает, что утёнок так же похож на лебедя, как два лебедя друг на друга. Он был получен Сатоси Ватанабе в 1969 году.

Математическая формула

Предположим, что во Вселенной есть n объектов, и мы хотим разделить их на классы или категории. У человека нет предвзятых идей или предубеждений о том, какие категории являются "естественными" или "нормальными", а какие нет. Поэтому нужно рассмотреть все возможные классы, которые могут быть, все возможные способы создания множества из n объектов. Есть такие способы, размер множества степеней n объектов. Можно использовать это, чтобы измерить сходство между двумя объектами, и можно увидеть, сколько множеств у них общего. Однако, это невозможно. Любые два объекта имеют точно такое же количество общих классов, если мы можем сформировать любой возможный класс, а именно (половину общего числа существующих классов). Чтобы увидеть это, можно представить, что каждый класс представлен n-битной строкой (или бинарным кодированным целым числом), с нулем для каждого элемента, не входящего в класс, и единицей для каждого элемента в классе. Как выясняется, есть такие связи. Поскольку все возможные варианты нулей и единиц есть, любые две позиции битов будут согласованы ровно в половине случаев. Можно выбрать два элемента и переставить биты так, чтобы они были первыми двумя, и представить себе числа, отсортированные лексикографически. Первые числа будут иметь бит #1 на нулевой, а вторые - на единичной. В каждом из этих блоков верхний будет иметь бит #2 установленный на нуль, а другой будет иметь его как один, так что они согласны на два блока или на половину всех случаев, независимо от того, какие два элемента выбирают. Если у нас нет предвзятого мнения о том, какие категории лучше, все равно равно (или одинаково не похоже). Количество предикатов, одновременно удовлетворяемых двумя не идентичными элементами, постоянно во всех таких парах. Таким образом, необходим какой-то индуктивный уклон, чтобы судить о предпочтении определенных категорий другим.

Булевые функции

Пусть будет множество векторов булевых по каждому. Уродливый утёнок - это вектор, который меньше всего похож на остальных. Учитывая булевые числа, это можно вычислить с помощью расстояния Хэмминга. Однако выбор булевых признаков для рассмотрения мог быть несколько произвольным. Возможно, были черты, которые можно было бы вывести из первоначальных черт, которые были важны для идентификации уродливого утятника. Множество булевых чисел в векторе может быть расширено новыми функциями, рассчитанными как булевые функции исходных функций. Единственный канонический способ сделать это - расширить его всеми возможными булевыми функциями. Полученные завершенные векторы имеют особенности. Теорема о уродливом утке гласит, что уродливого утки не существует, потому что любые два завершенных вектора будут равны или отличаться в точности половиной признаков. Доказательство. Пусть x и y будут двумя векторами. Если они одинаковы, то их завершенные векторы также должны быть одинаковыми, потому что любая булева функция x будет согласна с той же булевой функцией y. Если x и y разные, то существует координата, где координата th отличается от координат th. Теперь завершенные функции содержат каждую булевую функцию на булевых переменных, причем каждая из них действует ровно один раз. Рассматривая эти булевы функции как многочлены в переменных по GF ((2), разделите функции на пары, где содержит координату th как линейный термин и без этого линейного термина. Теперь, для каждой такой пары , и будет согласен точно на одну из двух функций. Если они согласны с одним, они должны не соглашаться с другим и наоборот. (Это доказательство, как полагают, связано с Ватанабе.)