逻辑学笔记
1 绪论
1.1 词项、命题和推论
1.1.1 词项
逻辑是一门以推论为主要研究对象的学科
推论是由命题组成的
而命题又是由词项组成的
现代逻辑所说的"词项"、"命题"和"推论"
分别对应于传统逻辑所说的"概念"、"判断"和"推理"
词项就是具有意义的语词
例如:
这几个有意义的是词项:"电车"、"飞"、"红"
这几个 没意义的不是词项:"啊"、"吗"、"的"
前一组的三个语词都是有意义的,因而它们都是词项。
后一组的三个语词虽然具有某种语言的功能
但它们本身都不具有意义,因而它们都不是词项。
词项的意义可被区分为两个不同的方面:
(1)外延
(2)内涵
一个同项的外延就是该词项所指称的一类对象
例如:
"电车"的外延就是各个具体的电车
包括电动摩托车、电动汽车、电动三轮车、电动滑板车等等
其实就是各个具体的电车实例
"飞"的外延就是各种具体的飞行
包括飞机的飞行、鸟的飞行等等
其实就是各种具体的飞行运动实例
一个词项的内涵就是该词项所指谓的一种属性
并且这种属性能够把一类对象与他类对象区别开来
"电车"的内涵是"利用电力行驶的车辆"
其实就是"电车"的定义
"飞"的内涵是"一种在空中进行的来往运动"
其实就是"飞"的定义
并非任何词项都同时具有外延和内涵这两个方面
有些词项虽然指谓某种属性,
但与该属性相对应的事物并不存在
例如:
"光速火车"、"方的圆"、"神仙"等
这几个词只有内涵没有外延
有"光速火车"的定义
世界上却没有真实的光速火车实例
从外延方面
词项可以分为:
单独词项(或专有名词)
普遍词项(或普通名词)
单独词项就是其外延只有一个成员的词项
例如:
"鲁迅"、"太阳"、"中国的首都"等
世界上只有一个鲁迅和一个太阳
遍词项就是其外延不只有一个成员的词项
例如"人"、"行星"、"中国的城市"等
世界上有许多人和行星
从作用方面
词项可分为:
个体词项
属性词项(即谓词)
逻辑词项
个体词项的例子有:
"这张桌子"、"那张椅子"、"天安门"等
属性词项的例子有:
"红的"、"人"、"大于"等
逻辑词项的例子有:
"并非"、"或者"、"并且"、"如果···那么···"、"所有"、"有些"等
词项的意义也叫做"概念"
词项意义的两个方面即内涵和外延也是概念的两个方面
因此,词项也就是表达概念的语词
1.1.2 定义
定义的作用在于规定或说明一个词项的意义
词项的定义有两种
内涵定义
外延定义
通常所用的定义大都是内涵定义
内涵定义的作用在于规定或说明一个词项的内涵
例如:
下面两个定义都是内涵定义:
(1)行星就是沿椭圆轨道环绕太阳运行并且本身不发光的天体
(2)矩形就是直角的平行四边形
(1)和(2)中的定义项分别表达了"行星"和"矩形"的内涵
最常用的一种定义方法是属加种差的方法
种和属是相对于两类事物之间的关系而言的:
当一类事物包含于另一类事物时
那个大的类叫"属"
那个小的类叫"种"
种差就是同一个属之内的两个种之间的差别
定义中的属和种分别指表达这两类事物的词项
例如:
对行星的定义
首先找到行星的属是"天体"
然后找到行星和其它天体的不同点
也就是是行星与其他天体之间的种差:
"沿椭圆轨道环绕太阳运行并且本身不发光"
再例如:
对矩形的定义
首先找到矩形的属是"平行四边形"
然后找到矩形和其它平行四边形的不同点:
"是直角"
外延定义的作用在于规定或说明一个词项的外延
下面两个定义都是外延定义:
(1)行星包括水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星和冥王星
(2)矩形包括长方形和正方形
(1)中例举了"行星"的外延的所有成员
这种列举一个词项的外延的所有成员的定义叫做"枚举定义"
枚举定义不适用于其外延包括无穷或大量成员的词项
对于"矩形"我们就不可能给出它的枚举定义
我们却可以将属于"矩形"的外延的那类事物分为几个小类
然后把这几个小类列举出来
这种外延定义叫做"划分定义"
(2)就是关于"矩形"的划分定义
还有一种特殊的外延定义即实指定义
实指定义就是通过直接显示一个词项的外延的一个
或一些成员来说明该词项的意义
例如:
当一个人指着一片颜色对他的孩子说:
"这是红色"
他正在给出关于"红色"的实指定义
实指定义是一种非语言的定义
1.1.3 命题
命题就是具有真假性质的语句
命题的三个特点:
(1)命题都是陈述句
(2)命题是可以被肯定或否定
(3)命题是或真或假的东西
例如:
小明是人类
北京在中国
你吃过饭了吗?
分析:
在上面的三个例子中
因为
(1)前两个例子都是陈述句
符合条件
"你吃过饭了吗?"不是陈述句
不符合条件
所以它不是命题
(2)前两个例子都可以被肯定或否定
如:小明不是人类
北京不在中国
符合条件
(3)前两个例子可以是真的或者假的
如:小明是人类就是真的
小明不是人类就是假的
所以" 小明是人类 "和 "北京在中国" 都是命题
1.1.4 推论
一个推论是一个至少由两个命题组成的序列
其中一个命题是根据其他命题推出的
例如:
①如果小张考上大学,那么,小张离开他的家乡
②小张考上大学
③因此,小张离开他的家乡
分析:
这个例子就是一个推论
这个例子包含了4个命题
命题③是根据命题①和②得出的
我们把命题①和②叫做前提
把推出的命题③叫做结论
推论由前提和结论组成
而结论是从前提"推出"的
出现在推论中命题的次序
不能作为辨识其结论或前提的依据
那么用什么来辨识呢?
有一些被叫做"结论指示词"的词或短语有助于这样的辨识
因为它们典型地适合引导出一个论证的结论
一些词或短语典型地适合作为论证结论的标志
因而被叫做结论指示词
通常,跟在任一结论指示词之后的命题就是某个论证的结论
下面所列的就是部分结论指示词:
所以
基于这些理由
因此
可推得
因而
我们可推出
故而
另一些词或短语典型地适合作为论证前提的标志
因而被叫做前提指示词
通常,跟在任一前提指示词之后的命题就是某个论证的前提
下面所列的是部分前提指示谓:
因为
正如······所示
由于
理由是
因
理由在于
根据
1.1.5 演绎推论与归纳推论
一个结论是从一些前提推出的
就是说,当所有这些前提真时
这个结论必然是真的
换句话说,当所有这些前提真时
这个结论不可能是假的
在前提和结论之间
具有这种推出关系的推论就是演绎推论
例如:
所有猫都会死
喵喵老花猫是猫
所以,喵喵老花猫会死
分析:
前提是
所有猫都会死
喵喵老花猫是猫
当这两个前提为真时
这个结论
喵喵老花猫会死
绝对不可能是假的
所以
这个推论是演绎推论
例如:
S中学前年的升学率高
S中学去年的升学率高
S中学今年的升学率高
S中学明年的升学率也高
分析:
前提是
"S中学前年的升学率高"
"S中学去年的升学率高"
"S中学今年的升学率高"
当我们知道这三个前提都为真时
我们自然会估计到结论
即"S中学明年的升学率也高"
但是,我们不能由此肯定这个结论是真的
因为我们不能排除S中学的升学率明年降低的可能性
所以
这个推论不是演绎推论
这个推论是归纳推论
总之,演绎推论与归纳推论的区别在于:
演绎推论的结论是从前提中必然地推出的
而归纳推论的结论并非从前提中必然地推出
而只是或然地推出的
1.2 推论的有效性和可靠性
1.2.1 推论形式、变项和常项
任何具体推论都有内容和形式两个方面
推论的内容就是推论所涉及的具体对象
推论所具有的共同结构就是推论的形式
例如:
如果天上下雨,那么地上潮湿
天上下雨
所以,地上潮湿
分析:
这个推论的内容是:
"天上下雨"和"地上潮湿"
我们用"p"代表命题"天上下雨"
用"q"代表命题"地上潮湿"
这个推论的结构就是:
如果p,那么q
p
所以,q
我们可以用任何一个具体命题代换p和q
我们把p和q叫做变项
变项的变化范围叫做"变域"
因为p和q分别代表的是两个命题
所以p和q属于命题变项
如果p和q代表的是词项的集合
p和q就是词项变项
如果p和q代表的是个体的集合
p和q就是个体变项
"如果···那么·.."这个联结词有着确定的含义
因此,我们不能用其他语词来替换它
我们把具有确定意义的词项或符号叫做"常项"
"如果……那么……"就是一个常项
具体地说,是一个联结词常项
1.2.2 推论的有效性
有效性是演绎推论的性质
当一个演绎推论的所有前提为真时
其结论必然为真
如果任何一个推论具有这种性质
那么,这个推论就是有效的
例如:
所有鸟是有羽毛的
所有麻雀是鸟
所以,所有麻雀是有羽毛的
分析:
这是一个有效推论
它的前提的真实性能够保证它的结论的真实性
而这一保证取决于推论形式:
所有M是P
所有S是M
所以,所有S是P
推论形式中的S、M和P都是词项变项
因而我们可以用任何词项来替换它们
例如:
我们还可以用"整数"、"正数"和"大于零的"
分别替换S、M和P
于是,我们就得到另一个推论:
所有正数是大于零的
所有整数是正数
所以,所有整数是大于零的
虽然这个推论的第二个前提和结论都是假的
但它仍然是一个有效推论
这是因为它所具有的推论形式保证了:
如果这个推论的所有前提都是真的
那么,它的结论不可能是假的
由此可见,一个推论的有效性取决于它的推论形式
而不取决于它的具体内容
我们把通过对一个推论形式中的变项作替换
而得到的一个具体推论
叫做该推论形式的一个替换例子
推论形式有效性的定义:
一个推论形式是有效的
当且仅当
该推论形式的所有替换例子
并非所有前提真而结论假
定义推论的有效性:
一个推论是有效的
当且仅当
它是一个有效推论形式的替换例子
1.2.3 反例
要确定某一推论形式是无效的
这只需要我们找出该推论形式的一个替换例子
该替换例子的所有前提是真的而结论是假的
这种所有前提真而结论假的替换例子叫做该推论形式的"反例"
根据推论形式的有效性定义
任何有效的推论形式都不会有反例
因此,我们一旦找出某一推论形式的一个反例
便能证明该推论形式是无效的
这种用反例来确定某推论形式无效的方法叫做构造反例的方法
例如:
如果p,那么q
q
所以,p
分析:
我们用"汉城在日本"和"汉城在亚洲"
分别替换推论形式3中的变项p和q
便得到这个推论形式的一个替换例子:
例如:
如果汉城在日本,那么汉城在亚洲
汉城在亚洲
所以,汉城在日本
分析:
推论的两个前提都是真的
而其结论却是假的
总之
一个推论的有效性取决于它的形式
而不取决于它的内容
1.2.4 推论的可靠性
就推论的前提和结论的真假组合而言
不外乎以下四种方式:
(1)所有前提真并且结论真
(2)所有前提真并且结论假
(3)至少有一前提假并且结论真
(4)至少有一前提假并且结论假
【定义】:
一个推论是可靠的
当且仅当
该推论是有效的并且它的所有前提都是真的
1.3 论证
1.3.1 证明与反驳
论证是推论的实际应用
论证包括两种:
证明
反驳
证明就是确定一个命题的真实性的推论
例如:
为了确定"月球上没有生命"这个命题的真实性
可以进行如下推论:
①如果月球上没有水,那么月球上没有生命
②月球上没有水
③所以,月球上没有生命
分析:
这个推论就是一个证明
一个证明包括三个因素:
论题、论据和论证方式
论题就是其真实性需要加以确认的那个命题
在例子中"月球上没有生命"就是论题
论题既是证明的开端,也是证明的终结
论据就是确认论题的真实性所依据的命题
例子中的前两个命题①和②就是论据
论证方式就是由论据到论题的推论形式
这个例子的推论形式为:
如果p,那么q
p
所以,q
反驳是确定对方的证明不成立的推论
要确定一个证明是不成立的
也可以从这三个方面着手:
驳对方的论题
反驳对方的论据
反驳对方的论证方式
反驳对方的论证方式就是指明对方的推论形式是不正确的
对于演绎证明来说
就是要指出该证明的推论形式是无效的
例如:
如果月球上没有生命,那么月球上没有水
月球上没有水
所以,月球上没有生命
分析:
这个论题的论证形式为:
如果p,那么q
q
所以,p
为了反驳这个证明的论证方式
你可以指出这个推论形式是无效的
如果必要
你可以构造该推论形式的一个反例
例如:
如果小明在跑步,那么小明在移动
小明在移动
所以,小明在跑步
分析:
小明在移动
不代表小明一定在跑步
小明有可能在坐车
说明这个推论形式是无效的
反驳对方的论题或论据
就是要确定对方的论题或论据的虚假性
最常用的方法是归谬法
例如:
目的:反驳命题A
假设:A真
证明:
如果A真则B真
但推倒出的B不为真
所以,A并非真
归谬法的基本思想是:
以被反驳的命题作为前提
推出荒谬的结论
这荒谬的结论
或者与已知为真的知识相违
或者自相矛盾
所以该结论都是假的
1.3.2 论证的基本规则
论证的基本规则:
矛盾律
排中律
同一律
充足理由律
论证是用于辩论的推论
而辩论的出发点是分歧
最基本的分歧是由一对相互矛盾的命题构成的
我们把一对矛盾命题记为:
A和非A
1.矛盾律
矛盾律可以表示为
A和非A必有一假
例如:
命题"月球上没有生命"
和命题"月球上有生命"必有一假
如果你证明了"月球上没有生命"
就是在间接反驳它的矛盾命题"月球上有生命"
2.排中律
排中律可以表示为:
A和非A必有一真
排中律要求辩论双方
对于作为分歧点的A和非A
必须肯定其中一个
根据排中律
任何一个对A的直接反驳
都是对非A的间接证明
任何一个对非A的直接反驳
都是对A的间接证明
3.同一律
同一律可以表示为:
A等于A
也可以表示为:
A和A同真或者同假
同一律要求辩论双方在整个辩论过程中
对A的态度要始终如一
如果一处肯定A
那么应当处处肯定A
如果一处否定A
那么应当处处否定A
4.充足理由律
充足理由律可以表示为:
A真是因为B真
并且由B可以推出A
充足理由律包括两个方面:
一是论据要真
二是论证方式是有效的
在论据上违反充足理由律的错误有三种:
虚假论据
预期理由
循环论证
所谓虚假论据
就是以已知为假的命题作为论据
所谓预期理由
就是以真假尚未确定的命题作为论据
所谓循环论证
就是论据的真实性依赖于论题的真实性
1.3.3 二难推论
二难推论是指:
辩论的一方常常提出一个断定两种可能性的前提
再由这两种可能性分别引伸出对方难以接受的结论
从而使对方处于进退两难的境地
例如:
我国古代流传着这样一个故事:
有个卖矛和盾的人声称他的矛能戳穿任何一个盾
他的盾能挡住任何一个矛
当一个顾客提议用他的矛去戳他的盾时
他立刻目瞪口呆了
分析:
这是因为他面临一个二难推论:
①如果你的矛能戳穿你的盾
那么你的盾没有你夸得那么好
②如果你的矛不能戳穿你的盾
那么你的矛没有你夸得那么好
③你的矛能戳穿你的盾或者你的矛不能戳穿你的盾
④所以,你的盾没有你夸得那么好
或者你的矛没有你夸得那么好
上面这个二难推论形式是:
如果p,那么q
如果r,那么s
p或者r
所以,q或者s
再例如:
中世纪的神学家们宜称"上帝是全能的"
有一个人向神学家提出挑战
他问道:上帝能不能创造一块连他自己也举不起来的石头?
神学家们立刻无言以对了
分析:
神学家们面临这样一个二难推论:
①如果上帝能够创造一块连他自己也举不起来的石头
那么上帝不是全能的(因为有一块石头他举不起来)
②如果上帝不能创造一块连他自己也举不起来的石头
那么上帝也不是全能的(因为有一块石头他不能创造)
③上帝能够创造这样一块石头或者上帝不能创造这样一块石头
所以,上帝不是全能的
上面这个二难推论的形式是:
如果p,那么q
如果r,那么q
p或者r
所以,q
1.3.4几种不正当的辩论手法
(1)人身攻击
在反驳对方观点的时候
不去揭露对方论或论据的虚假性
也不去指出对方论证方式上的错误
而是对对方的人格进行污辱
(2)滥用权威
不适当地引用权威人士的话
并作为不可置疑的论据来支持自己的观点
(3)强词夺理
明知无理
硬拿一些与论题无关的事实作为论据
来为自己的观点进行强辩
(4)复杂问语
复杂问语是这样一种问语
对它无论是肯定的回答
还是否定的回答
都意味着承认问话中预设的某个命题
2 命题达辑:符号化和真值表
2.1 一些基本槪念
2.1.1真值函项复合命题和真值函项琴结词
命题逻辑是以命题为最小单位的
简单命题就是不包含其他命题的命题
复合命题就是包含其他命题的命题
例如:
"罗索是一位哲学家"
这个命理不包含其他命题
因此它是一个简单命题
"罗素是一个哲学家并且罗素是一个数学家"
就是一个复合命题
因为它是以"罗素是一个哲学家"和"罗索是一个数学家"
这两个简单命题为其组成部分的
一个复合命题所包含的其他命题叫做"复合命题的支命题"
上面那两个简单命题就是那个复合命题的支命题
在一个复合命题中
把各个支命題联结起来的那个词项叫做"联结词"
上面那个复合命题中的"并且"就是一个联结词
常用的 联结词还有"或者"、"如果…那么…"、"当且仅当"等
一个联结词被真值函项地使用,
当且仅当,
由该联结词构成的复合命题的真值完全地决定于它的支命题的真值
例如:
(1)明天刮风并且明天下雨
(2)明天刮风在明天下雨之前
分析:
(1)是由"明天刮风"和"明天下雨"
通过联结词"并且"而构成的一个复合命题
如果这两个支命题都是真的
(1)命题就是真的
这表明
(1)的真值完全决定于它的两个支命题的真值
因而
(1)中的联结词"并且"是被真值函项地使用的
(2)的两个支命题也是"明天刮风"和"明天下雨"
它的联结词是"…在…之 前"
(2)的真值不完全决定于它的支命题的真值
(2)中的联结词"…在…之前"不是被真值函项地使用的
再例如:
"张三相信明天下雨"的联结词是"…相信…"
这句话的真或假并不由其支命题"明天下雨"的真或假来决定
所以"…相信…"不是一个真值 函项联结词
被真值函项地使用的联结词叫做"真值函项联结词"
由真值函项联结词构成的复合命题叫做"值函项复合命题"
(1)中的"并且"是一个真值函项联结词
因而 (1)是一个真值函项复合命题
(2)中的".在…之前"不是一个真值函项联结词
因 而(2)不是一个真值函项复合命题
2.1.2 合取词和合取命题
例如:
罗素是一个 哲学家并且罗素是一个数学家
分析:
在这个命题是一个合取命题
联结词"并且"是被真值函项地使用的
由于这个复合命题的两个支命题
即"罗素是一个哲学家"和"罗素是个数学 家"都是真的
这就决定了这个复合命题是真的
我们用符号"∧"作为一个真值函项联结词
它的作用相当于被真值函项地使用的联结词"并且"
再用命题变项"P"和"Q"分别表示任何两个命题
该复合命题可以符号化为:
P ∧ Q
"∧"叫做"合取词"
"P∧Q"叫做"合取式",
由"P∧Q"表达的命题叫做"合取命题"
在传统逻辑中又叫做"联言命题"
合取命题的支命题叫做"合取支"
一个合取命题为真
当且仅当
它的合取支都为真
合取命题的真值与它的合取支的
真值之间的这种函项关系
可以由真值表完全地反映出来:
这个表叫做"∧"的"特征真值表"
它精确地定义了"∧"的用法
这里"T"和 "F"分别表示"真"和"假"
表的左边列出了P和Q的全部可能的真值组合
即 TT、TF、FT和FF
表的右边列出了P∧Q
在其合取支的每一真值情况下的相应的真值
我们从此表中看到
仅当P和Q均为真时P∧Q为真
在其他三种情况下 P∧Q为假
2.1.3 析取词和析取命题
下面这个复合命题是一个析取命题
例如:
深圳位于广东省或者深圳在广州与香港之间
分析:
这个复合命题的支命题是两个简单命题
即"深圳位于广东省"和"深圳在广州与香港之间"
它的真值完全决定于它的这两个 支命题的真值
只要它的两个支命题中至少有一个是真的
它就是真的
如果它的两个 支命题都是假的
那么它就是假的
既然"深圳在广州与香港之间"是真的
我们可以肯定这个复合命题是真的
而无论"深圳位于广东省"是真的还是假的
这里的联结词"或者"是被真值函项地使用的
我们用符号"Ⅴ"作为一个真值函项联结词
它的作用相当于被真值函项地使用 的"或者"
再用命题变项"P"和"Q"分别表示任何两个命题
上面的命题可以符号化为:
P V Q
"V"叫做"析取词",
"P V Q"叫做"析取式",
由"P V Q"表达的命题叫做 "析取命题"
在传统逻辑中又叫做"选言命题
析取命题的支命题叫做"析取支"
一个析取命题为假
当且仅当
它的析取支都为假
析取命题的真值
与它的析取支的真值之间的这种函项关系
可以由真值表来刻画:
2.1.4 否定词和否定命题
在一个命题之前加上"并非"
就构成了那个命题的否定命题
例如:
在"所有人都 是哲学家"之前加上"并非"
就构成了这个命题的否定命题
即"并非所有人都是哲学家"
当前一个命题为真时
它的否定命题是假的
当前一个命题为假时
它的否定命题就是真的
我们引人一个真值函项联结词"¬"
即"否定词"
用以表达被真值函项地使用 的"并非"
"¬P"叫做"否定式"
由"¬P"表达的命题叫"否定命题"
"¬"的 特征真值表是:
2.1.5 蕴涵词和蕴涵命题
"如果……那么……"构成的复合命题叫蕴涵命题
例如:
如果夏季到来,那么天气变热
分析:
现在我们引入符号"→"作为一个真值函项联结词
它的作用相当于被真值函项地使用的"如果…那么…"
上面命题形式的任何命题可以符号化为:
P → Q
"→"叫做"蕴涵词",
"P→Q"叫做"蕴涵式"
由"P→Q"表达的命题叫做 "蕴涵命题"
在"P→Q"中,
"P"所表达的支命题叫做"前件"
"Q"所表达的支命题叫做"后件"
"→"的特征真值表是:
由此表我们看到
仅当P真面Q假时
P→Q是假的
在其他三种情况下P-Q 都是真的
这也就是说,P-Q是真的
当且仅当
并非P真而Q假
具有"P→Q"形式的命题和具有"¬P V Q"形式的命题是完全相等的
为证明这一点,我们只需比较这两个公式的真值表:
2.1.6 等值词和等值命题
例如:
一个数是偶数,当且仅当,它能被2整除
分析:
这个命题是等值命题
我们再引人一个真值函项联结词" ↔ "
其作用相当于被真值函项地使用的 "..当且仅当…"
于是具有上面命题形式的任何命题可以符号化为:
P ↔ Q
"↔"叫做"等值词"
"P↔Q"叫做"等值式"
由"P↔Q"表达的命题叫做 "等值命题"
在"P↔Q"中
"P"和"Q"所表达的命题分别叫做等值命题的"左支"和"右支"
"↔"的特征真值表是:
如同其他联结词
"当且仅当"在日常语言中也往往不被真值函项地使用
例如:
(A)孔子死了,当且仅当,北京是中国首都
在通常情况下
(A)这个命题被看作是假的
甚至是无意义的
因为它的左支和右 支之间没有任何意义上的联系
但是当我们把(A)中的"当且仅当"看作一个等值词
从而把(A)看作一个等值命题
即:
(B) (孔子死了)→(北京是中国首都)
根据真值表
我们可以确定(B)是真的
既然它的左支"孔子死了"和右支"北京是中国首都"都是真的
由此可见(A)和(B)是有所不同的
在逻辑学中把由"↔"表达的等值关系叫做"实质等值"
用以区别"当且仅 当"在通常情况下所表达的那种更强的等值关系
2.2 命题的符号化
2.2.1 什么是命题的符号化
用人为规定的符号来表达一个命题
就是对一个命题的符号化
例如:
如果天上下雨,那么地上潮湿
分析:
T→D
就是对这个命题的符号化
在T→D中
T代表"天上下雨"
D代 表"地上潮湿"
T和D属于命题常项
"→"代表"如果…那么…"
属于逻辑常项
命题变项与命题常项的区别是:
命题常项代表某个具体命题
而命题变项代表任何一个命题
但从现在起
我们对符号化的讨论要更深一步
涉及三层语言:
自然语言命题
符号语言命题
表达符号语言命题的符号
我们要区分两种语言符号:
对象语言符号
元语言符号
在现代逻辑中
对象语言不是自然语言而是表达自然语言的符号语言
元语言则是表达这种对象语言的语言
2.2.2 一些常见的复合命题的符号化
出现在日常语言中的联结词
其用法是多种多样的
有些联结词甚至不能被真值函项地使用
如"…在… 之前"、"…相信…"等
我们只有对它们作出真值函项的释义之后
才能用真值函项联结词加以表达
对一个复合命题进行符号化
例如:
虽然老王有病,但是他坚持工作。
这个复合命题的联结词是"虽然…但是…"
它的支命题是"老王有病"和"老王 坚持工作"
为了对它进行真值函项的释义
不难看出
"虽然…但是…"与"并且"是完全相同的
因此可以被真值函项地释义为:
老王有病并且老王坚持工作
我们用命题常项B和G分别表示
"老王有病"和"老王坚持工作"
于是,这个命题可被符号化为:
B∧G
2.2.3 包含多个联结词的复合命题的符号化
当一个公式所含的真值函项联结词不止一个时
就需要对其中的符号进行分组
否则,它的含义往往是不确定的
例如:
如果明天放假并且天好那么小王划船或者游泳
分析:
这个复合命题含有三个联结词:
"如果…那么…"、"并且"、"或者"
根据这些联结词
我们很自然地将命题的支命题这样归组
用四个命题常项分别替换四个简单命题:
F:"明天放假"
T:"明天天好"
H:"小王划船"
Y:"小王游泳"
这个复合命题可被符号化为:
(F∧T) → (HVY)
当一个复合命题含有不止一个联结词时
其中必有一个联结词决定该复合命题的主要逻辑性质
这个联结词叫做复合命题的主联结词
在对这样的命题进行符号化时
主联结词处于括号的外边
例如:
上面的复合命题的主联结词是"如果…那么…"
因而在符号化中"→"处于括号的外边
我们把由主联结词联结的支命题
叫做"复合命题的直接支命题"
如:上面公式中的"F∧T"和"HVY"是它的直接支命题,
命题常项是复合命题的最小元素
因而可以叫做复合命题的"基本支命题"或"原子支命题"
2.3 命题的真值表及其逻辑性质
2.3.1 真值表的构造
一个符号化了的真值函项复合命题无论多么复杂
不外乎是由五个真值函项联结词和命题常项组合而成的
一个真值函项复合命题的真值
取决于它所含的命题常项的真值
命题常项的真值一旦确定
真值函项复合命题的真值也就相应地确定了
对于任何一个命题常项
我们可以进行两种真值赋值
即:真和假
对于两个命题常项
我们可以进行四种真值赋值:
真真、真假、假真、假假
总之,个复合命题所含的命题常项越多
对其命题常项可能进行的真值赋值的数目就越大
我们把对一个复合命题的所有命题常项的真值赋值
称为对该命题的"真值指派"
用"K"表示真值指派的数目
用"n"表示一个复合命题所含命题常项的数目
二者之间的关系为:
K=2^n
据此,一个含有一个命题常项的复合命题的
真值指派的数目为2¹,即2
含有两个 命题常项的复合命题的
真值指派的数目为2²,即4
含有三个命题常项的复合命题的
真值指派的数目为2³,即8 ……
下面我们以含有三个命题常项的复合命题
"F→GVH" 为例
来说明如何列举一个复合命题的全部真值指派
这个真值表显示了"F→GVH"
在其任何真值指派下的相应的真值
例如:
当真值指派为:
F=T, G=F, H= T时,
我们通过查看上表"→"之下第三行的真值,
便可知道"F→GVH"是真的
在上面构造真值表的过程中
我们根据特征真值表
首先确定那些以命题常项
为直接支命题的复合命题
在每一行的真值
然后确定那些以这些复合命题
为其直接支命题的复合命题的真值
以此类推
直到确定所讨论的那个复合命题在每一行的真值
可见,构造真值表的过程是一个能行的过程
即我们可以用机械的方法
在有穷的步骤内构造出
任何一个复合命题的真值表
而无论这个复合命题多么复杂
2.3.2 重言式、矛盾式和偶然式
根据真值函项关系的不同
我们可以把命题分为三类:
重言式
矛盾式
偶然式
请比较以下三个命题及其真值表
一个命题是重言式
当且仅当
该命题在所有的真值指派下都是真的
重言式又叫做"真值函项的真命题",
(1)总是真的
一个命题是矛盾式
当且仅当
该命题在所有的真值指派下都是假的
矛盾式又叫做"真值函项的 假命题"
(2)总是假的
一个命题是偶然式
当且仅当
该命题在有些真值指派下是真的
在另一些真值指 派下是假的
偶然式又叫做"真值函项的不定命题"
(3)有真有假
2.3.3 重言等值和重言蕴涵
我们说任何两个命题P和Q是重言等值的
就是说P和Q在所有的真值指派下都是真值相同的
为确定两个命题是否重言等值
我们只需构造和比较两个命题的真值表
为确定命题"¬(E∧N) "和"¬E V ¬N"
是否重言等值的
我们构造如下的真值表:
在上表中
这两个命题的主联结词下方的真值完全相同
这表明,这两个命题是重言等值的
命题P和Q是重言等值的
当且仅当
P↔Q是一个重言式
命题P 重言蕴涵命题Q
就是说,在所有的真值指派下
都不会出现P真而Q假的情形
为了确定P是否重言蕴涵Q
我们可以通过真值表来实现
在每一种真值指派下
都未出现L∧D真而LⅤD假的情形
因而,L∧ D重言蕴涵LVD
在此表的第二行和第三行中
出现LⅤD真而L∧D假的情形
这表明,并非LⅤD重言蕴涵L∧D
由此可见,重言蕴涵是不对称的
如果用"→"将重言蕴涵的两个命题P和Q联结起来
那么,由此构成的命题就 是一个重言式
用"→" 联结LAD和LVD而形成的命题
L∧D → LVD就是一个重言式
其真值表如下:
现在,我们给出"重言蕴涵"的另一个定义:
P重言蕴涵Q
当且仅当,P→Q是一个重言式
重言等值和重言蕴涵是两个命题之间
基于真值函项的逻辑关系
因此,重言等值和重言蕴涵又分别叫做
"真值函项地等值"
"真值函项地蕴涵"
2.4 用真值表检验推论的有效性
2.4.1 真值表方法
在命题逻辑中
一个推论是有效的
当且仅当,在任何真值指派下
它都不会出现所有前提真而结论假的情形
在命题的逻辑中
一个推论是有效的
当且仅当
它的所有前提的合取式重言蕴涵它的结论
【模式1】
P1
P2
……
∴ C
【模式2】
P1∧ P2∧…… → C
在命题逻辑中
一个模式1的推论是有效的
当且仅当
相应的模式2的蕴涵式是一个重言式
一个蕴涵式是否是一个重言式
可以通过真值表来判定
例如:
【例1】
P→Q
Q
∴P
例1是一个无效的推论形式
现在按照模式2将此推论形式
重写为:
(1) (P→Q) ∧ Q→P
相应的真值表是:
在此真值表中
主联结词"→"下面的第三行为F
可见(1)不是一个重言式
由此可以判定
例(1)是无效的
例如:
如果他获得冠军,那么他得到奖金
如果他得到奖金,那么他资助业余体校
所以,如果他获得冠军,那么他资助业余体校
令:
G:他获得冠军
D:他获得奖金
Z:他资助业余体校
以上推论被符号化为:
G→D
D→Z
∴G→Z
相应的蕴涵式是:
(G→D)∧(D→Z) → (G→Z)
其真值表是:
在这个真值表中
主联结词下方的每一行都是T
因此,这是一个有效的推论
一个具体推论是否有效
不取决于它的内容
而取决于它的推论形式是否有效
用来检验具体推论的有效性的真值表
只与该推论的符号结构有关
而与符号所表示的内容无关
我们把那些仅仅依据命题间的真值函项关系
仅仅依据真值函项联结词所进行的推论叫做"命题推论"
用真值表方法只能检验命题推论的有效性
2.4.2 短真值表方法
如果找到使蕴涵命题为假的真值指派
那么,所讨论的推论就是无效的
如果不可能找到这样一种真值指派
那么所讨论的推论就是有效的
这就是短真值表方法的基本思想
实现这一思想的手段是间接证明和归谬法
例如
P→Q
P
∴Q
与此推论形式相应的蕴涵式是:
检查(v)中各个命题变项下边的赋值
发现P既是F又是T
这就是说,当我们假定(P→Q)APQ为假时
便导致P既真又假的逻辑矛盾
根据归谬法可以得出结论:
我们关于该蕴涵式为假的假定不能成立
也就是说,该蕴涵式不可能为假
这样就间接证明了该蕴涵式是一个重言式
短真值表方法的一般程序可以归结如下:
步骤1:
写出与所讨论的推论相应的蕴涵式
步骤2:
假定蕴涵式是假的
即假定它的前件为真而后件为假
步骤3:
在这种假定下
根据真值函项联结词的特征真值
表推导出命题常项(或命题变项)的真值
步骤4:
检查每一个命题常项(或命题变项)的真值
如果所有相同的命题常项(或命题变项)
都被赋予相同的真值
那么所讨论的推论是无效的
如果至少有一个命题常项(或命题变项)既真又假
那么所讨论的推论是有效的
当对一个蕴涵式应用短真值表方法的赋值多于一种可能时
只要在其中一种可能的赋值下没有导致矛盾
就表明这个蕴涵式不是重言式
从而可以断定相应的推论是无效的
但是,在其中一种可能的赋值下导致矛盾
并不能由此断定这个蕴涵式是重言式
因而也不断定相应的推论是有效的
要断定所讨论的推论是有效的
必须在所有可能的赋值下都导致矛盾
3 命题逻辑:推演
真值表方法是一种判定命题推论的有效性的方法
推演也可以判定命题推论的有效性的方法
这种方法的实质是将一个复杂推论分解为若干简单推论
由于这些简单推论的有效性是明显的
所以,那个复杂推论的有效性也就被确立起来
如果我们把某些简单推论作为推演规则
那么,我们就可以根据这些规则
从给定的前提一步一步地推出所要的结论
这种方法被称为"自然演绎"或"自然推论"
"自然演绎系统"是以一组推演规则为基础的
对于任何一个推论
如果我们能够依据这组推演规则
从它的前提推出它的结论
那么这个推论就是有效的
3.1 八条整推规则
3.1.1 八条整推规则的表述
一些简单的有效推论形式
就是我们制定自然演绎的推演规则的依据
1.肯定前件
在前一章中我们已用真值表方法证明推论形式
P→Q
P
∴Q
是有效的
由此我们得到相应的推论规则:
从P-Q和P可以推得Q
P和Q作为命题变项可以代表简单命题
也可以代表复合命题
例如:
P和Q分别代表(A∧B)和(B→C)
根据肯定前件规则
我们可以进行如下推论:
A∧B→(B→C)
A∧B
B→C
2.否定后件
根据真值表方法可知
P→Q
¬Q
∴¬P
是有效的
我们由此得到相应的推论规则:
从P→Q和¬Q可以推得¬P
3.否定析取支
根据真值表方法可知,推论形式
PVQ
¬P
∴Q
是有效的
据此我们有规则:
从PVQ和¬P可以推得Q
4.化简
根据真值表方法
P∧Q
∴P
和
P∧Q
∴Q
都是有效的
于是我们有规则:
从P∧Q可以推得P
从P∧Q可以推得Q
5.合取
根据真值表方法
P
Q
∴P∧Q
是有效的
相应的规则是:
从P和Q可以推得P∧Q
6.假言三段论
由真值表方法可以判定
P→Q
Q→R
∴P→R
是有效的
相应的规则是:
从P→Q和Q→R可以推得P→R
7.二难推论
由真值表方法可以判定
P→Q
R→S
PVR
∴QVS
是有效的
于是我们得到如下规则:
从P→Q、R→S和PVR可以推得QVS
8.附加
由真值表方法可以判定
P
∴PVQ
和
Q
∴PVQ
是有效的
于是我们有规则:
从P可以推得PVQ
从Q可以推得PVQ
这八条规则必须应用于整个命题
而不能应用于命题的某一个部分
或者说,这八条规则必须应用于主联结词
而不能应用于非主联结词
这八条规则被称之为"整推规则"
3.1.2 八条整推规则的应用
依据八条整推规则
我们可以证明许多推论的有效性
例如:
如果小王研究科学方法论,那么小王学习科学史和逻辑学
小王研究科学方法论
所以,小王学习逻辑学
对该推论进行符号化:
L:小王研究科学方法论
S:小王学习科学史
X:小王学习逻辑学
推论可被符号化为;
L→S∧X
L
∴X
揭示推论的结论是怎样从前提
一步一步地得出来的
证明如下:
(1)L→S∧X 前提
(2)L 前提
(3)S∧X (1)(2),肯定前件
(4)X (3),化简
以上就是对推论1的证明
现在我们给出"证明"的定义:
一个证明是这样一个命题序列
在其中,每一个命题或者是前提
或者是根据推演规则从序列中在前的命题推得的
序列的最后一个命题是结论
证明的一般模式是:
3.2.1 什么是置换规则
在命题逻辑中
置换规则的一般表述如下:
对于任何命题P
无论它是以整个命题出现
还是作为一个命题的一部分出现
都可用与它重言等值的命题Q来替换
例如:
由前提K∧K→O
不能通过化简规则推出K→O
但却可以通过置换规则推出这个结论
如果我们知道K∧K和K是重言等值的
由于任何一个重言等值式的左右两支是重言等值的
根据置换规则
任何重言等值式的左右两支都是可以互相置换的
十条比较常用的置换规
下面就逐一介绍这十条规则
3.2.2 交换
根据重言式
PVQ↔QVP
和
P∧Q↔Q∧P
我们有规则:
PVQ和QVP可以相互置换
P∧Q和Q∧P可以相互置换
这条规则包括两个部分
前一部分叫做"析取交换"
后一部分叫做"合取交换"
例如:
【推论1】
AV(B→C)
(B→C)VA
【推论2】
(K→L) ∧ (M∧L)
(K→L) ∧ (L∧M)
3.2.3 双重否定
根据重言式:
P → ¬¬P
我们有如下置换规则:
P和¬¬P可以相互置换
例如:
D V (F∧G)
∴¬¬D V (F∧G)
3.2.4 德摩根律
德摩根重言式
¬(PVQ) ↔ ¬P∧¬Q
和
¬(P∧Q) ↔ ¬P∨¬Q
我们有规则:
¬(PVQ) ↔ ¬P∧¬Q可以互相置换
¬(P∧Q) ↔ ¬P∨¬Q可以互相置换
前一部分叫做"否定析取的德摩根律"
后一部分叫做"否定合取的德摩根律"
3.2.5 假言易位
根据真值表
我们有重言式:
(P→Q) ↔(¬Q→¬P)
我们有置换规则:
(P→Q)和(¬Q→¬P) 可以相互置换
3.2.6 蕴涵
根据真值表,我们有重言式:
(P→Q)↔(¬PVQ)
于是,我们有置换规则:
(P→Q)和(¬PVQ)可以相互置换
3.2.7 重言
根据真值表,我们有重言式:
P↔P∨P
和
P↔P∧P
我们有如下置换规则;
P和PVP可以相互置换
P和P∧P可以相互置换
前一部分叫做"析取重言"
后一部分叫做"合取重言"
3.2.8 结合
有重言式:
PV(QVR)→(PVQ)VR
和
P∧(Q∧R)→(P∧Q)∧R
于是,我们有如下置换规则:
PV(QVR)与(PVQ)VR可以相互置换
P∧(Q∧R)与(P∧Q)∧R可以相互置换
第一部分叫做"析取结合"
第二部分叫做"合取结合"
3.2.9 分配
根据真值表
PV(Q∧R)↔(PVQ) ∧(PVR)
P∧(QVR)↔(P∧Q) V(P∧R)
我们有如下置换规则:
PV(Q∧R)和(PVQ) ∧(PVR) 可以相 互置换
P∧(QVR)和(P∧Q) V(P∧R) 可以相 置换
前一部分叫做"析取对合取 的分配"
后一部分叫做 "合取对析取的分 配"
3.2.10 移出
根据真值表:
(P∧Q→R)↔(P→(Q→R))
于是,我们有置换规则:
(P∧Q→R)和(P→(Q→R))可以相互置换
3.2.11 等值
根据真值表,我们有重言式:
(P↔Q)↔(P→Q)∧(Q→P)
我们有如下置换规则:
(P↔Q)和(P→Q)∧(Q→P)可以相互置换。
3.3 条件证明规则
3.3.1 什么是条件证明规则
仅用这十八条规则
还不能给出所有有效命题推论的证明
例如:
¬JVK
∴J→J∧K
分析:
推论是有效的
十八条规则不能证明它的有效性
为了证明推论的有效性
我们可以这样来考虑:
推论是有效的
当且仅当,它的前提真时
结论不可能假
它的结论是一个蕴涵式
一个蕴涵式不可能假
我们把结论中的前件J作为假设给出
在原来的前提之下
当J真时,J∧K不可能假
这也就表明,当原有前提为真时
原结论J→JAK不可能是假的
根据以上道理
我们引入一条新的推演规则
条件证明规则:
如果从前提Pr或假设P推出Q,
那么,仅从前提Pr可以推得P→Q
条件证明规则也可表达为如下模式:
Pr表示所有前提的合取
从假设P开始到Q为止的直线标示出假设的范围
即假设域
假设域的第一行是假设
亦即结论的前件
假设域的最后一行是结论的后件
假设域中的任何一行
或者是假设,或者是由假设或前提推出的
作为结论的蕴涵式P→Q在假设域之外
这表明,此结论不依赖于假设P
而仅仅依赖于前提Pr
或者说,对于该结论来说,假设P是被撤除的
现在我们就用条件证明规则证明推论的有效性
证明:
3.3.2 条件证明规则的应用
例如:
如果一个人自信,那么他有闯劲但不易保持谦虚
如果一个人怯懦,那么他容易保持谦虚
所以,如果一个人自信,那么他不怯懦
将此推论符号化:
Z:一人自信
C:他有闯劲
B:他易保持谦虚
Q:他怯懦
此推论被符号化为:
Z→C∧¬B
Q→B
∴Z→¬Q
证明如下:
3.4 间接证明规则
3.4.1 什么是间接证明规则
间接证明的一般程序是:
为要从给定的前提推出结论P
我们先假设¬P
如果能从前提和¬P推出一对矛盾命题Q和¬Q
这便证明了¬P是假的
从而证明P是真的
间接证明规则:
如果从前提Pr和假设~P推出Q∧¬Q
那么,仅从前提Pr可以推出P
间接证明规则也可表达为如下模式:
3.4.2 间接证明规则的应用
我们知道条件证明规则较适用于证明其结论为蕴涵式的推论,与此不同,间接证明
规则常常用来证明其结论不是蕴涵式的推论。例如:
【推论1】
FVN
N→B∧J
BVF→D
∴D
分析:
3.5 重言式的证明
3.5.1 重言式的无前提证明
我们知道,重言式是常真的
重言式的真不依赖于任何前提
因此,我们可以构造任何重言式的无前提证明
无前提证明是通过使用条件证明规则
或间接证明规则来实现的具体地说
无前提证明是以假设为出发点
并通过撤除所有假设来得出结论的
结论就是所要证明的重言式
例如:
对于P→P这个重言式可以构造如下的无前提证明
在命题逻辑中
如果我们能够构造出一个公式的无前提证明
那么,该公式就被证明是一个重言式
请看下面两个推论:
【推论1】
Q
∴P→P
【推论2】
¬Q
∴P→P
注意,推论1和推论2的前提正好相互否定
而它们的结论却完全相同
3.5.2 自然演绎与真值表方法
现在,我们已经有两种方法
可以检验一个命题推论的有效性
真值表方法
自然演绎方法
4 三段论逻辑
三段论逻辑是由古希腊的大哲学家
亚里士多德最初建立的
三段论逻辑只处理三段论推论
4.1 直言命题
4.1.1 直言命题的形式
出现在一个三段论中的命题
都是直言命题
直言命题有以下四种形式:
所有S是P
所有S不是P
有S是P
有S不是P
S和P是词项变项它表示任何一个词项
由S表示的词项叫做"主项"
由P表示的词项叫做"谓项"
例如:
所有哲学家都是善于抽象思维的;
有人不是善于抽象思维的;
所以,有人不是哲学家。
分析:
"哲学家"是主项
"善于抽象思维的"是谓项
把主项和谓项联结起来的词项叫"联项"
联项有两种,即"是"和"不是"
"是"叫做"肯定联项"
"不是"叫做"否定联项"
"S"前边的"所有"或"有"叫做"量项"
量项是用来表示主项在外延方面的数量的
"所有"叫做"全称量项"
它表示了主项的全部外延
"有"叫做"特称量项"
它没有表示主项的全部外延
任何一个直言命题都具有以上四种形式之一
任何一个直言命题都是由主项、谓项、联项和量项这四个部分组成的
人们把"所有S是P"缩写为"A",并称之为"全称肯定命题"
把"所有S不是P"缩写为"E",并称之为"全称否定命题"
把"有S是P"缩写为"I",并称之为"特称肯定命题"
把"有S不是P"缩写为"O",并称之为"特称否定命题"
4.1.2 直言命题的图释
我们把特称量词解释为"至少有一"
把I命题解释为"至少有一S是P",
把O命题解释为"至少有一S不是P"
I和O用文恩图表达:
首先画两个相交的圆
它们分别表示S和P的外延
亦即它们分别表示S和P所指称的两类事物
这两个相交的圆构成三个不同的区域
中间相交的区域表示既是S又是P的那类事物
最左边区域表示是S而不是P的那类事物
最右边的区城表示是P而不是S的那类事物
如果已知哪一类事物存在
我们就在相应的区域写上"X"
如果已知哪一类事物不存在
我们就在相应的区域画上影线
如果一个区域既未写上"X",也未画上影线
那就意味着我们对相应的那类事物一无所知
也是说
我们既不知道那类事物存在
也不知道它们不存在
I表示"至少有一S是P"
这就是说"既是S又是P的那类事物是存在的"
为表示I
我们应该在图中间的相交区域写上"X"
这样,I就被解释为:
我们把O解释为"至少有一S不是P"
这就是说,"是S而不是P的那类事物是存在的"
为表示O,我们应在图中最左边的区域写上"X"
这样,O就被解释为:
把"所有S是P"解释为"没有S不是P"
或"是S而不是P的事物是没有的"
为表示A命题,我们应当在图4中最左边的区域画上影线
于是,A被解释为:
E命题即"所有S不是P"的含义是"没有S是P"
或"既是S又是P的事物是没有的"
为表示E,我们应当在图中间的相交区域画上影线
这样,E就被解释为
请注意,在图中有"X"的
这表明I和O这两个特称命题有主项存在的含义
但在图中没有"X"的
这表明A和E这两个全称命题没有主项存在的含义
正因为这样,当主项为一个空词项时
特称命题都是假的
而全称命题都是真的
下图是当主项S为空词项时的图释
由于全称命题没有主项存在的含义
而特称命题有主项存在含
所以,由"所有S是P"推不出"有S是P"
由"所有S不是P"推不出"有S不是P"
4.1.3 直言命题之间的关系
A和O之间具有矛盾关系
因而,其中之一与另一个的否定命题是等值的
即:
"所有S是P"等值于"并非有S不是P"
"有S不是P"等值于"并非所有S是P"
E和I之间也具有矛盾关系
因而,以下等值关系成立:
"所有S不是P"等值于"并非有S是P"
"有S是P"等值于"并非所有S不是P"
根据以上四种等值关系
我们可以进行一些置换推演
例如:
从"所有蛇是爬行的"可以推出"并非有蛇不是爬行的"
从"并非所有液体比铁轻"可以推出"有液体不比铁轻",等等
一个词项的补指称所有不被该词项指称的对象
任何一个词项"P"的补记为"非P"
例如:
"红的"的补为"非红的"
"非红的"的外延包括一切不为红色的个体
其中有黑板、绿草、白雪等等
说一个体是P,等于说该个体不是非P
说一个个体不是P,等于说该个体是非P
根据一个词项和该词项的补之间的这种关系
我们得到如下等值关系:
"所有S是P"等值于"所有S不是非P"
"所有S不是P"等值于"所有S是非P"
"有S是P"等值于"有S不是非P"
"有S不是P"等值于"有S是非P"
两个具有相同主项的直言命题可以相互置换:
它们的联项相反
谓项互为补词项
这个置换规则通常叫做换质法
例如:
所有的哺乳动物是热血的;
所以,所有的哺乳动物不是非热血的。
有些行星是没有卫星的;
所以,有些行星不是有卫星的。
交换E和I中S和P的位置
并不改变命题的含义
因此,我们又有如下等值关系:
"所有S不是P"等值于"所有P不是S"
"有S是P"等值于"有P是S"
相应地,我们有如下置换规则:
主项和谓项交换位置的两个E命题可以相互置换
主项和谓项交换位置的两个I命题可以相互置换
这个置换规则通常叫做换位法
下面两个推论是对换位法的应用:
有的钓鱼者是有耐心的;
所以,有的有耐心的是钓鱼者。
所有的天主教徒不是无神论者;
所以,所有的无神论者不是天主教徒。
十对相互等值的命题集中列举如下:
(1)根据矛盾关系:
"所有S是P"等值于"并非有S不是P"
"有S不是P"等值于"并非所有S是P"
"所有S不是P"等值于"并非有S是P"
"有S是P"等值于"并非所有S不是P"
(2)根据调项及其补词项之间的关系(即换质法);
"所有S是P"等值于"所有S不是非P"
"所有S不是P"等值于"所有S是非P"
"有S是P"等值于"有S不是非P"
"有S不是P"等值于"有S是非P"
(3)根据主项和谓项的对称性(即换位法):
"所有S不是P"等值于"所有P不是S"
"有S是P"等值于"有P是S"
4.2 三段论
4.2.1 什么是三段论
三段论是这样一种推论
它由三个直言命题组成
其中两个直言命题是前提
另一直言命题是结论
就主项和谓项而言
它包含三个不同的词项
每个词项在两个命题中各出现一次
例如:
所有有机物都是含碳化合物
糖是有机物
所以,糖是含碳化合物
分析:
这是一个三段论
它由三个直言命题组成
就主项和谓项而言
它只包含三个不同的词项
即"有机物"、"含碳化合物"和"糖"
其中每个词项在两个命题中各出现一次
三段论所包含的三个不同的词项
分别叫做"大项"、"小项"和"中项"
大项就是作为结论的谓项的那个词项
小项就是作为结论的主项的那个词项
中项就是在两个前提中都出现的那个词项
在这个例子中
大项是"含碳化合物"
小项是"糖"
中项是"有机物"
只要中项的位置确定了
大项与小项的位置也就跟着确定了
由于中项位置不同而形成的各种三段论形式叫做"三段论的格"
习惯上用"P"、"M"和"S"分别表示大项、中项和小项
现将三段论所有的四个格列举如下:
三段论的两个前提和一个结论
可以在A、E、I、0这四种不同形式的命题中加以选择
由于以不同形式的命题作为前提或结论
而形成的各种不同的三段论形式叫做"三段论的式"
例如上面的推论属于第一格
它的式可以表示为:AAA
当三段论的格和式都确定以后
三段论的形式也就完全确定了
例如:
如果告诉我们一个三段论的形式是EIO一Ⅲ
我们便知道这个三段论具有如下的形式:
所有M不是P
有M是S
所以,有S不是P
就三段论的任何一格而言
它的两个前提和一个结论各有四种可能的形式
即A、E、I或O
因此,三段论的任何一格都有4³即64个式
四个格一共有256个式
然而,并非每一个三段论形式是有效的
4.2.2 用文恩图检验三段论的有效性
为了用文恩图检验一个三段论的有效性
我们首先画三个彼此相交的圆
让它们分别代表大项、中项和小项
如图所示
其次,把作为前提的两个直言命题分别在图中表示出来
不妨以AAA-I为例
AAA-I的形式是:
所有M是P
所有S是M
所以,所有S是P
下图中加以表示的结果
最后,根据上图来检验AAA-1是否有效
看它是否包含了表示AAA-I的结论文恩图:
若包含,AAA-I是有效的
若不包含,则表明AAA-I是无效的
AAA-I的结论是"所有S是P"
表示该结论的文恩图是:
图中画影线的部分完全包含影线区域
由此可见,AAA-I是有效的
当一个三段论有一个全称前提和一个特称前提时
最好先画出全称前提
然后画出特称前提
4.2.3 用规则检验三段论的有效性
一个命题中的一个词项是周延的
当且仅当,这个命题断定了这个词项的全部外延
根据这个定义,我们可以确定:
(1)全称命题的主项是周延的。
全称命题"所有S是P"和"所有S不是P"
中的量词"所有"断定了S的全部外延
(2)特称命题的主项是不周延的
特称命题"有S是P"和"有S不是P"
中的量词"有"没有断定S的全部外延
(3)肯定命题的谓项是不周延的
肯定命题"所有S是P"和"有S是P"
并没有断定S是所有的P
故没有断定P的全部外延
(4)否定命题的谓项是周延的
否定命题"所有S不是P"和"有S不是P"
断定了S不是任何一个P
故断定了P的全部外延
三段论规则列举如下:
规则1:中项至少在一个前提中周延。
规则2:如果一个词项在结论中是周延的
那么,它必须在前提中周延
规则3:至少一个前提是肯定的。
规则4:如果有一个前提是否定的
那么,结论是否定的
如果结论是否定的
那么,有一前提是否定的
规则5:如果两个前提都是全称的
那么,结论不能是特称的
一个三段论如果满足以上每一条规则
那么它是有效的
反之,如果它违反其中任何一条则
那么,它是无效的
4.3 强化三段论
4.3.1 强化直言命题与强化三段论
一个三段论如果暗含着一个前提
即"由前提中的主项所表示的事物是存在的"
这样的三段论比起我们在前一节所讨论的三段论
可以说是强化了前提的三段论
因而,我们把这样的三段论叫做"强化三段论"
把组成强化三段论的直言命题叫做"强化直言命题"
相应地,把非强化三段论和非强化直言命题叫做
"基本三段论"和"基本直言命题"
强化三段论逻辑中
强化直言命题之间的逻辑关系
被归结为一个"逻辑方阵"
4.3.2 对强化三段论的有效性的检验
强化三段论的有效性不同于基本三段论的有效性
文恩图检验强化三段论的一般程序:
步骤1:画出两个前提的文恩图
步骤2:在各个前提以及结论的主项的圆内写上"X"
步骤3:检查图中是否已把结论画出
若画出,则该推论有效
若未画出,则该推论无效
下面我们就用文恩图检验一个强化三段论的有效性。
例如:
所有M是P
所有S是M
所以,有S是P
首先画出两个前提的文恩图
其次,我们在两个前提以及结论的主项S和M的圆内写上"X"
强化三段论的有效形式多于基本三段论的有效形式
强化三段论的有效形式除了这15个以外,还有9个
4.3.3 处理三段论的两种方案
如何确定一个三段论是强化三段论还是基本三段论?
例如:
维也纳学派的成员都懂逻辑学
维也纳学派的成员都是经验主义者
所以,有些经验主义者是懂逻辑学的
分析:
如果这个推论出于一个哲学工作者之口
我们最好把这个推论看作一个强化三段论
即假定前提的主项"维也纳学派的成员"不是一个空词项
因为哲学工作者一般都知道维也纳学派是一个真实存在的哲学派别
然而,如果这个推论出于一个小学生或中学生之口
我们最好把它看作一个基本三段论
即不假定"维也纳学派的成员"不是一个空词项
因为在中小学生中知道实际存在的
作为哲学派别的维也纳学派的人毕竟是不多的
避开这个问题的方案主要有二:
其一是传统逻辑所采取的方案
另一是现代逻辑所采取的方案
传统逻辑通常把三段论作为强化的三段论
把直言命题作为强化的直言命题
在现代逻辑中
通常把直言命题作为基本直言命题
把三段论作为基本三段论
这种作法的优点是
能够处理不假定主项存在的三段论和直言命题
其缺点是
对于那些主项明显存在的三段论和直言命题处理得比较迁回
不够直截了当
在文中所出现的三段论和直言命题
除非特别声明
都是作为基本三段论和基本直言命题的
5 谓词逻辑:基本概念和符号化
5.1 基本概念
5.1.1 谓词逻辑和谓词推论
本章的目的在于发展这样一个逻辑系统:
我们既能处理那些依据真值函项联结词的推论
又能处理那些依据量词的推论
而且还能处理那些既依据量词
又依据真值函项联结词的推论
这样的逻辑理论叫做"谓词逻辑"
谓词逻辑是对命题逻辑的扩展
它在命题逻辑的基础上
又增添了一些新的推演规则
因此
所有在命题逻辑中能够被证明为有效的推论
在谓词逻辑中都能被证明
许多在命题逻辑中不能被证明的有效推论
在谓词逻辑中也能够被证明
我们把谓词逻辑所处理的推论叫做"谓词推论"
命题推论是谓词推论的一部分
5.1.2 个体词和谓词
我们首先考察几个命题:
(1)武汉大学是综合性大学。
(2)武汉大学依山傍水。
(3)泰山是雄伟的。
(4)庐山是雄伟的。
这四个命题都断定了某个个别事物具有某种属性
在谓词逻辑中
把表示个别事物的名称或短语叫做"个体词"
把表示事物的性质或关系的短语叫"谓词"
上面四个命题中的
"武汉大学"、"泰山"、"庐山"是个体词
"···是综合性大学"、"···依山傍水"、"···是雄伟的"是谓词
现在,我们规定,小写字母a至w为个体常项
它们用来表示自然语言中的个体词亦即专名(专有名词)
其后紧跟一对括号的大写字母A至Z为谓词常项
它们用来表示自然语言中的谓词
在将命题符号化时
先写谓词常项
然后将个体词填写在谓词常项后边的一对括号里
据此,我们可以对上面四个命题进行如下的符号化:
首先给出谓词常项和个体常项:
Z():"·是综合性大学
S():···依山傍水
X():···是雄伟的
w:武汉大学
t:泰山
l:庐山
然后写出命题的符号表达式:
(1")Z (w)
(2")S(w)
(3")X(t)
(4")X(l)
(1')、(2')、(3')和(4')分别是
(1)、(2)、(3)和(4)的符号化
有些谓词则表示两个或更多个体之间的关系
例如:
(5)梁山伯爱祝英台。
(6)武汉在南京和重庆之间。
(7)武汉与南京之间的距离小于重庆与上海之间的距离。
分析:
(5)的谓词"……爱……"表示两个个体之间的关系
(6)中的谓词"···在···和···之间"表示三个个体之间的关系
(7)中的谓词"···与···之间的距离小于··与··之间的距离"表示四个个体之间的关系
一般地,我们把表示n个个体的属性或关系的调词叫做"n目谓词"
这里的"目"也就是空位的意思
命题(1)至(4)中的谓词都是一目谓词
命题(5)中的谓词是二目谓词
命题(6)中的谓词是三目谓词
命题(7)中的谓词是四目谓词
为了把谓词的目数表示出来
我们进一步规定
谓词符号是被一对包含或不包含逗号的括号
紧跟其后的大写字母
例如:
A()、···M₄()、····B₂(,)、···、W(,,)、
···、Z(,,,)···
其中不含逗号的谓词是一目谓词
含有一个逗号的谓词是二目谓词
总之,含有n个逗号的谓词是n+1目谓词
个体词必须填在谓词的括号中
若有逗号
必须在逗号两边各填一个个体词
为简便起见,在规定谓词常项时
我们可以把谓词常项后边的括号省去
例如:
现对命题(5)、(6)、(7)进行符号化
E:···爱···
B:·在···和···之间
R:···与····之间的距离小于···与···之间的距离
b:梁山伯
t:祝英台
h:武汉
j:南京
q:重庆
s:上海
(5") E(b, t)
(6") B(h, j, q)
(7") R(h, j, g, s)
以上所讨论的命题都可以用一个n目谓词常项
和填写在其后一对括号中的n个个体常项加以符号化
这样的命题及其符号化都是关于某些个别事物的
因而叫做"单称命题"
所有单称命题都属于谓词逻辑的基本命题
此外,所有的命题常项也属于谓词逻辑的基本命题
习惯上,把基本命题叫做"原子命题"
所有单称命题和所有命题常项就是谓词逻辑的全部原子命题
由原子命题构成的复合命题又叫做"分子命题"
5.1.3 量词
请看下面两个命题。
(8)所有事物都是方形的。
(9)有的事物是红色的。
(8)中所谈的"事物"泛指任何对象
而不指称某一个别对象
因而,对于(8)中的"事物"我们不能用个体常项来代表
只能用个体变项来代表
个体变项是小写字母x、y和z
个体变项的变域是宇宙间的任何个体
我们还引入一个常项"∀ "
∀ 叫做"全称量词"
它的含义相当于日常语言中的:
"每一"、"任何"、"所有"、"一切"等等
现在,我们用个体变项"x"表示(8)中的"事物"
用调词常项"F"表示(8)中的谓词"···是方形的"
(8)可以符号化为:
(8")∀xF(x)
读作:(8"")对每一x而言,x是方形的
(8"")和(8)的意思完全一样
只是表达方式略有不同
(8"")被一个逗号分为两部分
前一部分"对于每一x而言"是对"∀x"的解释
后一部分"x是方形的"是对"F(x)"的解释
命题(9)中的"事物"也不能用个体常项来表示
只能用个体变项来表示
"ヨ"叫做"存在量词"
它的含义相当于自然语言中的:
"有"、"有的"、"至少有一"等等
现在我们用个体变项x表示(9)中的"事物"
用谓词常项H表示(9)中的谓词"···是红色的"
(9)可以被符号化为:
(9)ヨxH(x)
读作:(9")至少有一x使得,x是红色的
(9")和(9)虽然表达方式略为不同
但它们的意思是完全一样的
(9")也被一个逗号分为两部分
前一部分"至少有一x使得"是对(9')中的"ヨx"的解释
后一部分"x是红色的"是对(9')中的"H(x)"的解释
一个量词后边总是紧跟一个个体变项
用以表明这个量词是针对什么而言的
量词和紧跟其后的一个个体变项一起称作量词
例如:
"∀ x"、"∀y"、"∀z"等是全称量词
"ヨx"、"ヨy"、"ヨz"等是存在量词
5.1.4 量词的辖域、普遍命题和复合命题
量词的作用范围叫做"量词的辖城"
对于量词的辖域
可以分三种情况加以判别:
其一,量词后边紧接一个左括号
在这种情况下
量词的辖域从量词开始
延续到与该左括号配对的右括号
其二,量词后边没有紧跟一个左括号
也没有紧跟一个量词
在这种情况下
量词的辖域从量词开始
延续到该量词之后的第一个二项真值函项联结词之前
其三,量词后边紧接一个量词
在这种情况下
该量词的辖域就是它本身加上它后边的量词的辖域
例如:
(10)∀x(F(x)→F(e))
(11)∀xF(x)→F(e)
(12)∀xヨyR(x, y)
分析:
在(10)中
量词"∀ x"之后紧接一个左括号
因此,量词的辖域一直延续到与该左括号配对的右括号
也就是说,量词的辖城包括整个命题
在(11)中
量词"∀x"之后没有紧接一个左括号
也没有紧接一个量词
因此,量词的辖域只包括"→"之前的部分
即"∀xF(x)"
在(12)中
量词"∀x"之后紧接量词"ヨy"
因此,"∀x"的辖域包括它本身和"ヨy"的辖域
就是包括整个公式
量词和真值函项联结词统称为"逻辑词"
如果一个量词的辖域包括整个命题
那么我们就称该量词是该命题的"主逻辑词"
以量词为主逻辑词的命题称作"普通命题"
普遍命题又可分为全称命题和存在命题
全称命题的主逻辑词是全称量词
存在命题的主逻辑词是存在量词
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