Question

程序设计语言——这种工具有什么性质呢？或，究竟是什么决定了一种语言称为 Java，而另一种叫做 C#呢？它们之间存有何种不同，又存有哪些渊源呢？有趣的是，通过分析现有的种种程序设计语言，（正因为这些语言是我们人类自己创造的，所以）我们发现如同人类的自然语言一样，程序设计语言也总是有着三种基本性质： 语法 、 语义 与 语用2 。正是这三种性质，使得它区别与其他语言，而又能从其他语言那里有所借鉴以及沟通。

语法是指我们表达内容的形式。这一形式首先与不同的表达手段有关，例如同一个意思，我们的口头表达和书面表达是不同的。其次，即使表达手段相同，也会因为介质的材料性质存有差异而导致形式不同，例如钟鼎文和白话文都用于书写，但显然钟鼎文不能像白话文那样冗长。类似地，在我们的程序设计语言中，早期的程序输入就是电子开关的开合，因此代码会是一些操作命令，而现在我们可以将之输入为接近自然语言的程序文本；早期的运行环境限制要求代码必须尽量精少，而现在我们则考虑通过规整而冗长的代码来降低工程整体的复杂性。所以，语法是对语言的 表达手段 ，以及对该表达手段的 条件限制 加以综合考虑而设定的一种 形式化的规则 。

语义是指我们表达内容的逻辑含义。语义有两项基本性质：一，必须是一个含义 3 ；二，该含义必须能够以某种基本的逻辑形式予以阐述。语义还有一项非必须的性质，即：三，上述的逻辑所表达的含义可以为语言的接受者所知。

略为讨论一下第二项性质。为何语义必须可以阐述为一种基本逻辑呢？因为语义定义为内容的含义，而这种含义可以由多种形式来表现，因此如果它不能用一种基本逻辑来表达，也就没有办法在多种表现形式之间对它互作验证。例如不能用书写的方式来确定口头转述的正确性，或反之也不能通过口传心授来传播书本知识。自然语言中的这种性质（部分地）可以由基本逻辑的矛盾律来约束，即“一概念不能既是该概念，而又非该概念”。正是我们的文字记录与对话交流等内容中存在着这样的一些基本逻辑，所以它才可能科学、严谨以及正确。

第三项性质对自然语言来说是非必须的——如果一个人自言自语，那么他的言语可能仍然是有语义的，只是这语义不为他人所知。但这一点对于程序设计语言来说却是必须的，因为我们设计这样一门语言的目的，正是要让我们所要表达的含义为计算机所知。而正是这第三项性质，加入了对“语言的接受者的理解能力”的限制。出于语义的前两项基本性质，这种 理解能力 也必然由两个方面构成，一是指 含义 ，二是指 逻辑 。

我们回到了上一章所讨论的内容：计算系统的要素，包括数、数据和逻辑，以及在此基础上 进行正确计算的方法 的抽象，即计算范式。只有通过这些组织起来的语义，才可能被（我们此前所述的）计算系统理解。这些语义与其表现形式（即语法）是无关的，有其基本逻辑存在。

我们所谓的“会编程”是指对这种语义的理解，而非对某种语法的熟悉。正因如此，我们才可以在 Java 上实现某个程序，又在 C#上同样实现它，在（使用这些语言的）类似的仿制过程中 4 ，

不变的是语义。