高阶逻辑,一看就懂

如题所述

第1个回答  2022-07-31
逻辑就是推理(量化、演算)规则。

在自然语言中,逻辑是内隐的。我们通过语言分析试图把逻辑本身表达出来,便产生了符号系统和逻辑学。结果,逻辑学所揭示的逻辑超越了自然语言所内蕴的逻辑。

零阶逻辑也称命题逻辑,自身没有公式化,是自然推理规则。

命题公式是由命题常项、命题变项、联结词、括号等组成的符号串,但不是由这些符号任意组成的符号串都是命题公式。因此,必须给出命题公式的严格定义。

常项(常量):若用x表示真值确定的简单命题,则称x为命题常项,命题常项的真值是确定不变的,不是为1,就是为0。
变项(变量):若用y泛指简单的陈述句,则称y为命题变项,此时y是变量,取值为1或0。
联结词(算子):常用的有如下五个,非,且(合取),或(析取),蕴含(推出),等价(当且仅当)。

逻辑系统中的常项和算子是经过严格定义和测试的,不同于自然语言中的主语和系词。

一个符号代表一个原子命题(或称命题变元,即不可再分),通过插入一个中介(称占位符)来自然展示对象之间的关系。如:
规则1:A 是 wff,
规则2:¬ A 是 wff;
规则1:B 是 wff;
规则3:(¬ A ∨ B) 是 wff。
中介wff使对象A与B建立起关系,且wff自身在任何情况下都不会产生歧义。wff的真值是确定不变的,不是为1,就是为0。
零阶逻辑规则是可靠的、完备的、非形式的、正确的,并且不再需要其他规则。
可靠性关系:如果G证明A,则G蕴涵A。
完备性关系:如果G蕴涵A,则G证明A。

零阶例子
求证:A → A
证明:
⒈ (A → ((A → A) → A)) → ((A → (A → A)) → (A → A))
⒉ A → ((A → A) → A)
⒊ (A → (A → A)) → (A → A)
⒋ A → (A → A)
⒌ A → A
Q.E.D.

“存在”的公理化定义:
1.自反性:
在全集的所有子集中,包含关系是自反的,相等关系=也是自反的;但是,真包含关系不是自反的。整数集合中,关系≤是自反的,而关系<不是自反的。
2.反自反性:
真包含关系是反自反的,但包含关系不是反自反的;小于关系是反自反的,而≤不是反自反的。
3.存在是非自反与非反自反的二元关系。

一阶逻辑引入了两个量词(全称∀和单称∃)以及一阶谓词(即性质,不能量化,性质与性质的交为空集,比如红色可用字母表示但不取值),对个体(最小对象)进行量化,且a直接是a,或记为a=a。

二阶逻辑引入了变量P,对性质(一阶谓词)进行量化,允许a有条件地等于b,从而表达“对于任意包含个体的集合”。

设x,y为个体,两者性质P相同,则有等价关系:
x=y→∀P(Px⇔Py)

三阶逻辑允许引入更多条件,使集合变成公式的集合。

简单地说,一阶量化个体,二阶量化性质(个体关系),三阶量化关系(集合关系)。

所谓“阶”是指抽象度,阶越高离个体性越远。

一阶逻辑是递归可枚举的,可被完整证明,其每一个陈述都保真。
二级逻辑不可递归不可枚举,不可完整证明,其陈述中仅一阶参数保真。
根据哥德尔的结论,经典高阶逻辑的递归公理化过程不允许可靠且完备的证明演算。
但是高阶逻辑接受算子映射,故更富表达力和可能性,且允许构造演算,向物理技术发展。

一阶逻辑只描述对象的外延,其真假判断是直观且客观的。
二阶逻辑对外延进行分析和内涵解释,必须引入谓词(即性质或类),其真假判断是间接的客观的。

举例
一阶:所有人都x。
二阶:如果张三x,那么李四也x。

二阶谓词有内涵,谓词自身有了特殊涵义,谓词自身变成了实体,所以变得抽象了。

一阶对象三要素:
个体外延,纯现象,无本质的这一个。
个体性质,纯现象,有、热、红色等。
个体关系,纯现象,这一个非那一个。

二阶对象被分类
类性质。
类关系。

三阶对象有了整体关系
表述。
被表述的对象。
中介。

通俗地说,人有抽象力,可以探讨(1)个体现象能不能严格确定,(2)关系是什么性质,性质有什么关系,(3)主客关系,世界性质。

二阶谓词为变元,使性质或关系这样的东西成为实体,由此脱离纯现象(先天现象),去架设先验现象。三阶则是还原纯现象。

一元谓词表示性质,二元谓词表示关系。

奎因的两条本体论原则:
1.“是乃变元的值”。——或从性质推出关系,或从关系推出性质。
2.“没有同一就没有实体”。—— 首先,“同一是个体之间的关系”,说明个体与关系的区别。其次,“实体即个体”,说明表述与被表述对象的关系。

在自然语言中,由于一阶逻辑处理不了内涵,所以二阶逻辑引入了一些算子:可能、必然、知道、相信、应该、允许等。

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形式逻辑正确不能保证结论正确。

形式逻辑是大前提这种普遍情况在小前提这种特殊情况下的演绎,而不是小前提推导出大前提的归纳。

形式逻辑是科学研究的逻辑基础,但在科学研究中,为了保障结论的可靠,使用的是非形式逻辑,例如图尔敏的论证结构。大前提需要支撑,保障大前提成立;小前提需要辩护,以证明其为事实;结论需要限定,给出可能性大小;最后还需要反驳,给出例外情况。

举例

三段论(形式逻辑)的形式
大前提:出生于中国的人拥有中国国籍
小前提:张三出生于中国
结论:张三拥有中国籍

图尔敏论证结构的非形式逻辑
大前提:出生于中国的人拥有中国国籍
支撑:中华人民共和国国籍法规定
小前提:张三出生于中国
辩护:张三的出生证注明出生地为中国
结论:张三拥有中国国籍
限定:应该
反驳:除非张三移民了或张三父母双方都不是中国籍

完整论证
《中华人民共和国国籍法》规定出生于出生于中国的人拥有中国国籍,而张三的出生证注明出生地是中国,所以张三应该拥有中国国籍,除非他移民了或父母双方都不是中国籍。

波普尔的可证伪性也是基于演绎逻辑。如果大前提在小前提这个特殊情境中推导出的结论不符合事实,则大前提被证伪。所以在形式逻辑中,大前提是可错的,也因此形式逻辑只保障形式正确,不保障结论正确。如果形式逻辑正确,但结论不正确,则大前提和小前提至少有一个错了。如果形式逻辑错误,大前提和小前提正确也不保障结论的可靠。

任何演绎逻辑都是这样的。比如随便给一个数学题,只要接受了题目的条件,那么就等于已经接受了要证的结论。即“演绎逻辑的前提已经包含了结论”。进行论证,正是要把这个“等于”给揭示出来。证明的意义在于,它把隐藏在已知条件内的性质P给挖掘出来了,说简洁一点就是:用演绎推理把那些隐性为真(不容易被发现)的命题显性化,让它们暴露给人看。这个意义是认知上的意义。

全称命题有两种证明方式,外延的方式和内涵的方式。外延就是检查所有x都具有P性质。内涵则通过既有理论知识得出。事实上,如果论域中有无穷多个个体x,要得出全称命题,只能求内涵。
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