В целях овладения логико-языковым анализом рассмотрим кратко структуру и функции языка, соотношение логических и грамма-
Язык - это знаковая информационная система, выполняющая функцию формирования, хранения и передачи информации в процессе познания действительности и общения между людьми.
Основным строительным материалом при конструировании языка выступают используемые в нем знаки. Знак - это любой чувственно воспринимаемый (зрительно, на слух или иным способом) предмет, выступающий представителем другого предмета. Среди различных знаков выделим два вида: знаки-образы и знаки-символы.
Знаки-образы имеют определенное сходство с обозначаемыми предметами. Примеры таких знаков: копии документов; дактилоскопические отпечатки пальцев; фотоснимки; некоторые дорожные знаки с изображением детей, пешеходов и других объектов. Знаки-символы не имеют сходства с обозначаемыми предметами. Например: нотные знаки; знаки азбуки Морзе; буквы в алфавитах национальных языков.
Множество исходных знаков языка составляет его алфавит.
Комплексное изучение языка осуществляется общей теорией знаковых систем - семиотикой, которая анализирует язык в трех аспектах: синтаксическом, семантическом и прагматическом.
Синтаксис - это раздел семиотики, изучающий структуру языка: способы образования, преобразования и связи между знаками. Семантика занимается проблемой интерпретации, т.
е. анализом отношений между знаками и обозначаемыми объектами. Прагматика анализирует коммуникативную функцию языка - эмоциональные, психологические, эстетические, экономические и другие отношения носителя языка к самому языку.По происхождению языки бывают естественные и искусственные.
Естественные языки - это исторически сложившиеся в обществе звуковые (речь), а затем и графические (письмо) информационные знаковые системы. Они возникли для закрепления и передачи накопленной информации в процессе общения между людьми. Естественные языки выступают носителями многовековой культуры народов. Они отличаются богатыми выразительными возможностями и универсальным охватом самых различных областей жизни.
Искусственные языки - это вспомогательные знаковые системы, создаваемые на базе естественных языков для точной и экономной передачи научной и другой информации. Они конструируются с помощью естественного языка или ранее построенного искусст-
венного языка. Язык, выступающий средством построения или изучения другого языка, называют метаязыком, основной-языком-объектом. Метаязык, как правило, обладает более богатыми по сравнению с языком-объектом выразительными возможностями.
Искусственные языки различной степени строгости широко используются в современной науке и технике: химии, математике, теоретической физике, вычислительной технике, кибернетике, связи, стенографии.
Особую группу составляют смешанные языки, базой в которых выступает естественный (национальный) язык, дополняемый символикой и условными обозначениями, относящимися к конкретной предметной области. К этой группе можно отнести язык, условно называемый «юридическим языком», или «языком права». Он строится на базе естественного (в нашем случае русского) языка, а также включает множество правовых понятий и дефиниций, правовых презумпций и допущений, правил доказательства и опровержения. Исходной клеточкой этого языка выступают нормы права, объединяемые в сложные нормативно-правовые системы.
Искусственные языки успешно используются и логикой для точного теоретического и практического анализа мыслительных структур.
Один из таких языков - язык логики высказываний. Он применяется в логической системе, называемой исчислением высказываний, которая анализирует рассуждения, опираясь на истинностные характеристики логических связок и отвлекаясь от внутренней структуры суждений. Принципы построения этого языка будут изложены в главе о дедуктивных умозаключениях.
Второй язык - это язык логики предикатов. Он применяется в логической системе, называемой исчислением предикатов, которая при анализе рассуждений учитывает не только истинностные характеристики логических связок, но и внутреннюю структуру суждений. Рассмотрим кратко состав и структуру этого языка, отдельные элементы которого будут использованы в процессе содержательного изложения курса.
Предназначенный для логического анализа рассуждений, язык логики предикатов структурно отражает и точно следует за смысловыми характеристиками естественного языка. Основной смысловой (семантической) категорией языка логики предикатов является понятие имени.
Имя - это имеющее определенный смысл языковое выражение в виде отдельного слова или словосочетания, обозначающее или именующее какой-либо внеязыковой объект. Имя как языковая ка
тегория имеет таким образом две обязательные характеристики или значения:предметное значение и смысловое значение.
Предметное значение (денотат) имени - это один или множество каких-либо объектов, которые этим именем обозначаются. Например, денотатом имени «дом» в русском языке будет все многообразие сооружений, которые этим именем обозначаются: деревянные, кирпичные, каменные; одноэтажные и многоэтажные и т.д.
Смысловое значение (смысл, или концепт) имени - это информация о предметах, т.е. присущие им свойства, с помощью которых выделяют множество предметов. В приведенном примере смыслом слова «дом» будут следующие характеристики любого дома: 1) это сооружение (здание), 2) построено человеком, 3) предназначено для жилья.
Отношение между именем, смыслом и денотатом (объектом) можно представить следующей семантической схемой:
объект / денотат
Это значит, что имя денотирует, т.е. обозначает объекты только через смысл, а не непосредственно. Языковое выражение, не имеющее смысла, не может быть именем, поскольку оно не осмысленно, а значит и не опредмечено, т.е. не имеет денотата.
Типы имен языка логики предикатов, определяемые спецификой объектов именования и представляющие собою его основные семантические категории, это имена: 1) предметов, 2) признаков и 3) предложений.
Имена предметов обозначают единичные предметы, явления, события или их множества. Объектом исследования в этом случае могут быть как материальные (самолет, молния, сосна), так и идеальные (воля, правоспособность, мечта) предметы.
По составу различают имена простые, которые не включают других имен (государство), и сложные, включающие другие имена (спутник Земли). По денотату имена бывают единичные и общие.
Единичное имя обозначает один объект и бывает представлено в языке именем собственным (Аристотель) или дается описательно (самая большая река в Европе). Общее имя обозначает множество, состоящее более чем из одного объекта; в языке оно бывает представлено нарицательным именем (закон) либо дается описательно (большой деревянный дом).Имена признаков - качеств, свойств или отношений - называются предика/порами. В предложении они обычно выполняют роль сказуемого (например, «быть синим», «бегать», «дарить», «любить» и т.д.). Число имен предметов, к которым относится предикатор, называется его местностью. Предикаторы, выражающие свойства, присущие отдельным предметам, называются одноместными (например, «небо синее»). Предикаторы, выражающие отношения между двумя и более предметами, называются многоместными. Например, предикатор «любить» относится к двухместным («Мария любит Петра»), а предикатор «дарить» - к трехместным («Отец дарит книгу сыну»).
Предложения - это имена для выражений языка, в которых нечто утверждается или отрицается. По своему логическому значению они выражают истину либо ложь.
Алфавит языка логики предикатов включает следующие виды знаков(символов):
1) а, Ь, с,... - символы для единичных (собственных или описательных) имен предметов; их называют предметными постоянными, или константами;
2) х, у, z, ... - символы общих имен предметов, принимающие значения в той или другой области; их называют предметными переменными;
3) Р", Q", R",... - символы для предикатов, индексы над которыми выражают их местность; их называют предикатными переменными;
4) р, q, r, ... - символы для высказываний, которые называют высказывательными, или пропозициональными переменными (от латинского propositio - «высказывание»);
5) V, 3 - символы для количественной характеристики высказываний; их называют кванторами: V - квантор общности; он символизирует выражения - все, каждый, всякий, всегда и т.п.; 3 - квантор существования; он символизирует выражения - некоторый, иногда, бывает, встречается, существует и т.п.;
6) логические связки:
л - конъюнкция (союз «и»);
V - ДИЗЪЮНКЦИЯ (СОЮЗ «ИЛИ»);
-> - импликация (союз «если..., то...»);
Эквиваленция, или двойная импликация (союз «если и только если..., то...»);
"1 - отрицание («неверно, что...»). Технические знаки языка: (,) - левая и правая скобки.
Других знаков данный алфавит не включает. Допустимые, т.е. имеющие смысл в языке логики предикатов выражения называются правильно построенными формулами - ППФ. Понятие ППФ вводится следующими определениями:
1. Всякая пропозициональная переменная-p,q, r,... есть ППФ.
2. Всякая предикатная переменная, взятая с последовательностью предметных переменных или констант, число которых соответствует ее местности, является ППФ: А" (х), А2 (х, у), А^х, у, z), А" (х, у,..., п), где А1, А2, А3,..., А" - знаки метаязыка для предикаторов.
3. Для всякой формулы с предметными переменными, в которой любая из переменных связывается квантором, выражения V хА (х) и Э хА(х) также будут ППФ.
4. Если А и В - формулы (А и В - знаки метаязыка для выражения схем формул), то выражения:
I А, -1 В также являются формулами.
5. Любые иные выражения, помимо предусмотренных в п. 1-4, не являются ППФ данного языка.
С помощью приведенного логического языка строится формализованная логическая система, называемая исчислением предикатов. Элементы языка логики предикатов будут использованы в дальнейшем изложении для анализа отдельных фрагментов естественного языка.
Математика характерно широкое использование символики, которая, до сути, является аппаратом формальной логики. Формальная, или символическая, логика - это специальный метод познания структуры мышления. Такой разработанный аппарат используют везде. В математике многие важные положения удается записывать в виде символов. Запись логических рассуждений в символах придает доказательствам более краткий, простой вид. Формальная логика оперирует высказываниями (из них, кстати, состоит и наша речь). Высказыванием называют предложение, относительно которого имеет смысл утверждать, что оно истинно или ложно. Пример 1.3. „Москва - столица России**, „Петров И.И. - студент МГТУ ", х2+у2 = 1, х € R - высказывания; х2 -2х + + У2 - не является высказыванием. # Соединяя простые высказывания словами „и", „или", „не", „если..., то", мы получаем более сложные высказывания, которые определяют нашу речь. В математике эти слова называют логическими связками, в формальной логике они соответствуют основным логическим символам, на которых мы кратко и остановимся. 1. Конъюнкцией pAq высказываний р и q называют высказывание, которое истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания (и р, и q) истинны. Логический симвЪл конъюнкции А заменяет в речи союз „и". Конъюнкцию обозначают также р & q. 2. Дизъюнкцией pW q высказываний р и q называют высказывание, которое ложно в том и только в том случае, когда оба высказывания ложны, а истинно, когда хотя бы одно из них (р или q) истинно. Логический символ дизъюнкции V в речи заменяет слово „или". 3. Импликацией р => q высказываний р и q называют высказывание, которое ложно тогда и только тогда, когда р истинно, a q - ложно. Логический символ импликации => используют при указании на последствия некоторого факта. Он заменяет слова „если..., то". Можно также читать „р влечет qu. 4. Логический символ эквиваленции & означает, что высказывание р q истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания р и q истинны или оба высказывания ложны. Этот символ заменяет в речи слово „равносильно". 5. Отрицанием высказывания р называют высказывание -»р, которое истинно, если р ложно, и ложно, когда р истинно. Логический символ -» в речи заменяет слово „не". Для сокращения и уточнения записи высказываний вводят два знака V и 3, называемых соотвеНекоторые основные логические символы. Формальная, или символическая, логика. тственно кванторами общности и существования. Выражение „для всякого элемента х множества Еи записывают в виде Vs 6 Е. Эта запись означает, что утверждение, следующее за ней, будет выполнено для произвольного элемента множества Е. Запись V&i, «2» хп€Е означает: „каковы бы ни были элементы xi, 32, хп множества Еи. Выражение „существует по крайней мере один элемент множества Е, такой, что..." заг писывают Зх £ Е: ... Все, что следует за этой записью, выпол- дается хотя бы для одного элемента множества Е. Наоборот, $х е Е: ... означает, что все следующее далее не выполняется ни для одного элемента из Е. Выражение „ существует один и только один элемент из Е, такой, что...u записывают в виде Э!ж € Е: ... Запись Зх\} хз, хп € Е: ... означает: ясуществуют такие элементы х\у а?2» » я» множества Е, что...ц. Введенными символами удобно пользоваться, например, при определении операций над множествами. Так, AUB:<*{х: (х € А) V (х € В)}, АПВ:*>{х: {х € А) Л (ж € В)}, А\В:*>{х: {х € А) Л (х g В)}, А:<${х: (ж €Й)Л(х£ Л)}, где символ означает эквивалентность по определению. Связь теории множеств и формальной логики достаточно широка. Исследованием этой связи впервые занимался английский математик Джордж Буль (1815-1864), работы которого положили начало одному из важнейших направлений современной алгебры, называемому булевой алгеброй. Ясно, что взятие дополнения тесно связано с отрицанием высказывания, операции объединены и пересечения множеств - с дизъюнкцией и конъюнкцией высказываний соответственно, включение подмножества в множество - с импликацией, а равенство множеств - с эквиваленцией высказываний. В силу этой связи с помощью теории множеств можно решать некоторые логические задачи. Пример 1.4. Рассмотрим набор высказываний: 1) животные, которых не видно в темноте, серы; 2) соседи не любят тех, кто не дает им спать; 3) кто кредко спит, громко храпит; 4) соседи любят животных, которых видно в темноте; 5) все слоны крепко спят; 6) кто громко храпит, не дает спать соседям. Эти высказывания можно перевести на язык теории множеств, если ввести следующие обозначения: А - множество тех, кто будит соседей; В - множество тех, кто крепко спит; С - множество тех, кто громко храпит; D - множество животных, которых видно в темноте; Е - множество слонов; F - множество тех, кого любят соседи; G - множество тех, кто серые. Высказывание 1) означает, что элементы, не лежащие в D) содержатся в G, т.е. 1) D С G. Остальные высказывания принимают вид: 2) Л С F; 3) £ С С; 4) D С F; 5) Е С В; б)ССЛ. Взяв дополнения множеств D и F, из 4) согласно принципу двойственности получим F С D и затем соединим все выскаг зывания в цепочку ECCCACFCDCG. Из этой цепочки (с учетом свойства транзитивности символа включения) следует, что ECGy т.е. все слоны серы. # Рассмотренные логические символы и кванторы существования и общности широко используют математики для записи предложений, в которых они, по сути, воплощают плоды своего творчества. Эти предложения представляют собой устанавливающие свойства математических объектов теоремы, леммы, утверждения и следствия из них, а также различные формулы. Однако следует отметить, что часть предложений приходится все же выражать словами. Любая теорема состоит, вообще говоря, в задании некоторого свойства Л, называемого условием, из которого выводят свойство Ву называемое заключением. Коротко теорему пА влечет Ви записывают в виде А В и говорят, что А является достаточным условием для Б, а Б - необходимым условием для А. Тогда обратная теорема имеет вид В А (возможна запись при помощи обратной импликации А <= В), но справедливость прямой теоремы еще не гарантирует справедливости обратной ей теоремы. Если справедливы данная тедрема и обратная ей, то свойства А я В эквивалентны, и такую теорему можно записать в виде А о В. Эта запись соответствует фразам: „Для того, чтобы Л, необходимо и достаточно, чтобы В", „А тогда и только тогда, когда Ви или „А, если и только если Ви. Ясно, что в этих фразах А и В можно поменять местами. Утверждение, противоположное утверждению А} записывают -^Л, что соответствует словам „не Аи. Если в символьную запись утверждения А входят кванторы 3, V и условие Р, то при построении символьной записи противоположного утверждения -*А квантор 3 заменяют на V, квантор V - на 3, а условие Р заменяют на условие -»Р. Пример 1.6. Рассмотрим утверждение Зх € Е: Р (существует элемент х множества Е, обладающий свойством Р) и построим его отрицание. Если это утверждение неверно, то указанного элемента не существует, т.е. для каждого х € Е свойство Р не выполняется, или -.(За: 6 Е: Р) = Vx € Е: -.Р. Теперь построим отрицание утверждения Vx 6 Е: Р (для каждого элемента х множества Е имеет место свойство Р). Если данное утверждение неверно, то свойство Р имеет место не для каждого элемента указанного множества, т.е. существует хотя бы один элемент х € Е, не обладающий этим свойством, или -.(УхбЕ: Р) = Зх€Я: -чР. # Доказательство предложения представляет собой проводимое по определенным правилам рассуждение, в котором для обоснования сформулированного предложения используют определения, аксиомы и ранее доказанные предложения. Примеры доказательств свойств абсолютных значений действительных чисел приведены доше (см. 1.3), а первого из соотношений свойства дистрибутивности операций объединения и пересечения и первого из законов де Моргана (1.7) - в 1.4. Одним из используемых приемов является метод доказательства от противного. Для доказательства таким методом теоремы А => В предполагают, что верно -«В. Если рассуждения приводят к тому, что при таком предположении условие А невыполнимо, т.е. возникает противоречие, то теорему считают доказанной. Пример 1.6. Используем метод доказательства от противного, чтобы убедиться в справедливости второго закона де Моргана (1.7) AC\B = AUB. Если это равенство верно, то каждый элемент х € А П В должен принадлежать и A U В, т.е. х € A U В. Предположим противное: s £ AUB. Тогда по принципу двойственности (см. 1.4) х € АПВ, т.е. х ^ АПВ, а это противоречит исходному условию х € А П В, что доказывает справедливость импликации высказываний х€ АГ\В=>хе лив. Наоборот, каждый элемент х 6 A U В должен принадлежать и Л Г) В, т.е. х € А О В. Снова предположим противное: х £ i АП В, т.е. х £ АП В, или (хбА)Л(хбВ). Тогда (х£А)Л Л (х £ В) и х £ AUB, а это опять противоречит принятому условию х £ A U В, что доказывает справедливость обратной импликации высказываний х€ АПВ«=х€ AUB. Некоторые основные логические символы. Формальная, или символическая, логика. В итоге справедливость второй формулы (1.7) доказана полностью. # При доказательстве предложений, справедливых для произвольного натурального числа п G N, иногда применяют метод математической индукции: непосредственной проверкой устанавливают справедливость предложения для нескольких первых значений п (n= 1, 2, ...), а затем предполагают, что оно верно для п = к} и если из этого предположения следует справедливость данного предложения для п = к -f 1, то его считают доказанным для всех п € N. Пример 1.7. Докажем справедливость формулы «П = «1 (1.8) для суммы первых п членов геометрической прогрессии 0|, a2 = aitf, a3 = alq2) an = aign_1 со знаменателем прогрессии q ^ 1. Ясно, что формула верна для п= 1 и п = 2. Предположим, что она верна и для п = к, т.е. Некоторые основные логические символы. Формальная, или символическая, логика. Если в (1.9) обозначить к +1 = п, то снова придем к (1.8), что доказывает справедливость этой формулы.
Мысли выразимы в слове (символе, знаке). Мышление, являясь идеальным, проявляется в языке, речи, деятельности. Нет языка вне мышления, нет мышления без языка. Под языком понимают не только естественный, но искусственный язык графических, звуковых, тактильных символов, знаков, сигналов, иероглифов. Мысль как свойство особым образом организованной материи, невозможно отделить от породившей ее материи. Мы передаем на расстояние не мысли сами по себе, а сигналы о мыслях (в виде слов, звуковых, электромагнитных колебаний), эти сигналы, воспринятые другими людьми, могут превращаться в соответствующие исходным мысли (если сигналы в процессе передачи не были искажены).
Мышление неотрывно от языка. Мышление и язык исторически и генетически формировались в связи друг с другом, сохраняя относительную самостоятельность, качественное отличие. Мышление идеально, любая знаково-сигнальная система материальна. Мышление и язык обладают помимо общих, разными свойствами. Мысль выразима в языке, в знаковой системе, но не всякий знак, символ, не всякое языковое выражение осмысленно.
Форма мысли имеет языковое выражение. Язык - материальное образование, система, позволяющая выражать, хранить, передавать, преобразовывать мысли. Мышление (мысль) -идеальная система. Элементы языка : буквы (знаки) сочетания букв, слова, словосочетания предложения. Элементы мышления : формы мысли (понятия, суждения, умозаключения). Язык логики : слова, термины, знаки (символы). В логике «термин» - синоним «понятия».
Методологическое требование логики - основополагающие понятия строго определяются, чтобы их значения были одинаковыми, общезначимыми в рамках теории. Поскольку логика некоторые понятия (категории) заимствует из философии, то она их не определяет (противоречие, тождество, различие ). Остальные слова языка логики определяются.
Символика традиционной формальной логики:
Система знаков (символов) в логике для обозначения термов, предикатов, высказываний, логических функций, отношений между высказываниями. В разных логических системах могут использоваться различные системы обозначений. Символы в литературе по логике:
S - субъект суждения : предмет мысли (логическое подлежащее), на что направлен ум; любое понятие, отражающее реальный, мнимый, материальный, идеальный предмет.
P - предикат суждения - любой признак предмета мысли (логическое сказуемое).
М - средний термин умозаключения, общее дли исходных суждений понятие.
«Есть» - «не есть» (суть - не суть) - логическая связка между субъектом и предикатом суждения, выражаемая иногда простым тире между «S» и «Р».
R - символ любого отношения.
А (а) - общеутвердительное суждение: все S есть Р (все студенты - учащиеся).
Е (е) - общеотрицательное суждение: ни одно S не есть Р (ни один студент группы не спортсмен; все студенты группы не спортсмены).
I (i) - частноутвердительное: некоторые S есть Р (некоторые студенты отличники).
О (о) - частноотрицательное суждение: S не есть Р (некоторые студенты не отличники)
«Не» - отрицательная частица, может быть выражена и чертой над знаком: В, С.
| а, b, с | начальные буквы латинского алфавита используются для обозначения индивидуальных константных выражений, термов; |
| A, В, С | прописные начальные буквы лат. алфавита обозначают конкретные высказывания; |
| х, у, z | буквы в конце латинского алфавита обозначают индивидные переменные; |
| X,Y,Z | прописные буквы в конце лат. алф. обозначают переменные высказывания или пропозициональные переменные; или маленькие буквы середины лат. алф.: р, q, r… |
| ~ ; ù | знаки для обозначения отрицания: «не», «неверно, что»; |
| Ù ; & | конъюнкция- логическая связка и высказывание содержащее связку в качестве главного знака: соединительный логический союз«и» (и волки сыты, и овцы целы). |
| Ú | неисключающая дизъюнкция- логическая связка и высказывание, содержащее такую связку в качестве главного знака: символ разделительного союза «или»; |
| ÚÚ | знак для обозначения строгой, исключающей, дизъюнкции: «либо, либо»; |
| ®; É | импликация- логическая связка и высказывание, содержащее такую связку в качестве главного знака; символ условного союза «если.., то...»; |
| º ; « | символ логического союза тождества, эквивалентности высказываний: «если и только если…, то…», «тогда и только тогда …, когда …». |
| знак, обозначающий выводимость одного высказывания из другого, из множества высказываний: «выводимо» (если высказывание А выводимо из пустого множества посылок, что записывается как « A», то знак « » читается: «доказуемо»); | |
| T t F f | истина (от англ. true - истина); - ложь (от англ. false - ложь); |
| " | квантор общности: «все», «для всякого», «всем»; |
| $ | квантор существования: «существует», «имеется по крайней мере один», «некоторые», «существуют такие», «многие». |
| L, N, | знаки для обозначения модального оператора необходимости: «необходимо, что»; |
| М, à | знаки для обозначения модального оператора возможности: «возможно, что». |
В дальнейшем никакие специальные логические символы не используются. Учитывая, однако, то, что читателю, возможно, придется читать и книги, в которых такая символика применяется, приведем в качестве примера основные, наиболее часто употребляемые логические символы.
Традиционная логика на протяжении двух с лишним тысяч лет пользовалась для описания мышления обычным языком. Только в XIX в. постепенно утвердилась мысль, что для целей логики необходим особый искусственный язык, строящийся по строго сформулированным правилам. Этот язык не предназначается для общения. Он должен служить только одной задаче - выявлению логических связей наших мыслей, но решаться эта задача должна с предельной эффективностью.
Принципы построения искусственного логического языка хорошо разработаны в современной логике. Создание его имело примерно такое же значение в области мышления для техники логического вывода, какое в области производства имел переход от ручного труда к труду механизированному.
Специально созданный для целей логики язык получил название формализованного. Слова обычного языка заменяются в нем отдельными буквами и различными специальными символами. Формализованный язык - это «насквозь символический» язык, в котором нет ни одного слова обычного языка. В формализованном языке содержательные выражения заменяются буквами, а в качестве логических символов
(логических постоянных) используются символы со строго определенным значением.
В логической литературе используются различные системы обозначений, поэтому ниже даются два и более вариантов символов.
Знаки, служащие для обозначения отрицания; читаются: «не», «неверно что»;
Знаки для обозначения логической связки, называемой конъюнкцией; читаются: «и»;
Знак для обозначения логической связки, называемой неисключающей дизъюнкцией; читается: «или»;
Знак для обозначения строгой, или исключающей, дизъюнкции; читается: «либо, либо»;
Знаки для обозначения импликации; читаются: «если, то»;
Знаки для обозначения эквивалентности высказываний; читаются: «если и только если»;
Квантор общности; читается: «для всякого», «всем»;
Квантор существования; читается «существует», «имеется по крайней мере один»;
L, N, - знаки для обозначения модального оператора необходимости; читаются: «необходимо, что»;
М - знак для обозначения модального оператора возможности; читается: «возможно, что».
Наряду с перечисленными, в многообразных системах логики используются и другие специфические символы, при этом каждый раз разъясняется, что именно тот или иной символ обозначает и как он читается.
В качестве знаков препинания в искусственных языках логики используются, как и в языке математики, скобки.
Возьмем, для примера, некоторые содержательные высказывания и приведем рядом их запись на языке логики:
А) «Тот, кто ясно мыслит, ясно говорит» -; буква А обозначает высказывание «Человек ясно мыслит», В - высказывание «Человек ясно говорит»,- связка «если, то»;
Б) «Он - образованный человек и неправда, что он не знаком с сонетами Шекспира» -; А - высказывание «Он образованный человек», В - «Он не знаком с сонетами Шекспира»,- связка «и»,
В) «Если свет имеет волновую природу, то, когда он представляется ввиде потока частиц (корпускул), допускается ошибка» -
; А - «Свет имеет волновую природу», В - «Свет представляется в виде потока частиц», С - «Допускается ошибка»;
Г) «Если вы были в Париже, то вы видели Лувр или видели Эйфелеву башню» -- «Вы были в Париже», В - «Вы видели Лувр», С - «Вы видели Эйфелеву башню»;
4. Логическая символика
Д) «Если какое-то вещество нагревать, то оно расплавится или испарится, но оно может также взорваться» - (А ^ (В v С v Д)); А - «Вещество нагревается», В - «Вещество расплавляется», С - «Вещество испаряется», D - «Вещество взрывается».
Приведем еще один простой пример перехода от искусственного языка логики к обычному языку. Пусть переменная А представляет высказывание «Теория Дарвина является научной», В - «Теория Дарвина может быть подтверждена опытными данными», С - «Теория Дарвина может быть опровергнута опытными данными». Какие содержательные высказывания выражаются формулами:
А) А ^ (В ^ С);
Б) (В л ~ С) ^ ~ А;
В) (~ В л ~ С) ^ ~ А?
Ответом на этот вопрос являются, соответственно, три высказывания:
А) Если теория Дарвина научна, то если она может быть подтверждена опытными данными, она может быть также опровергнута ими;
Б) Если теория Дарвина может быть подтверждена опытными данными, но не может быть опровергнута ими, она не научна;
В) Если теория Дарвина не может быть подтверждена опытными данными и не может быть опровергнута ими, она не научна.
СВОЙСТВА ЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ
1. Обозначения
1.1. Обозначения для логических связок (операций):
a) отрицание (инверсия, логическое НЕ) обозначается ¬ (например, ¬А);
b) конъюнкция
(логическое умножение, логическое И) обозначается /\
(например, А /\ В) либо & (например, А & В);
c) дизъюнкция
(логическое сложение, логическое ИЛИ) обозначается \/
(например, А \/ В);
d) следование (импликация) обозначается → (например, А → В);
e) тождество обозначается ≡ (например, A ≡ B). Выражение A ≡ B истинно тогда и только тогда, когда значения A и B совпадают (либо они оба истинны, либо они оба ложны);
f) символ 1 используется для обозначения истины (истинного высказывания); символ 0 – для обозначения лжи (ложного высказывания).
1.2. Два логических выражения, содержащих переменные, называются равносильными (эквивалентными), если значения этих выражений совпадают при любых значениях переменных. Так, выражения А → В и (¬А) \/ В равносильны, а А /\ В и А \/ В – нет (значения выражений разные, например, при А = 1, В = 0).
1.3. Приоритеты логических операций: инверсия (отрицание), конъюнкция (логическое умножение), дизъюнкция (логическое сложение), импликация (следование), тождество. Таким образом, ¬А \/ В \/ С \/ D означает то же, что и
((¬А) \/ В)\/ (С \/ D).
Возможна запись А \/ В \/ С вместо (А \/ В) \/ С. То же относится и к конъюнкции: возможна запись А /\ В /\ С вместо (А /\ В) /\ С.
2. Свойства
Приведенный ниже список НЕ претендует на полноту, но, надеемся, достаточно представителен.
2.1. Общие свойства
- Для набора из n логических переменных существует ровно 2 n различных значений. Таблица истинности для логического выражения от n переменных содержит n+1 столбец и 2 n строк.
2.2.Дизъюнкция
- Если хоть одно из подвыражений, к которым применяется дизъюнкция, истинно на некотором наборе значений переменных, то и вся дизъюнкция истинна для этого набора значений.
- Если все выражения из некоторого списка истинны на некотором наборе значений переменных, то дизъюнкция этих выражений тоже истинна.
- Если все выражения из некоторого списка ложны на некотором наборе значений переменных, то дизъюнкция этих выражений тоже ложна.
- Значение дизъюнкции не зависит от порядка записи подвыражений, к которым она применяется.
2.3. Конъюнкция
- Если хоть одно из подвыражений, к которым применяется конъюнкция, ложно на некотором наборе значений переменных, то и вся конъюнкция ложна для этого набора значений.
- Если все выражения из некоторого списка истинны на некотором наборе значений переменных, то конъюнкция этих выражений тоже истинна.
- Если все выражения из некоторого списка ложны на некотором наборе значений переменных, то конъюнкция этих выражений тоже ложна.
- Значение конюнкции не зависит от порядка записи подвыражений, к которым она применяется.
2.4. Простые дизъюнкции и конъюнкции
Назовем (для удобства) конъюнкцию простой , если подвыражения, к которым применяется конъюнкция, – различные переменные или их отрицания. Аналогично, дизъюнкция называется простой , если подвыражения, к которым применяется дизъюнкция, – различные переменные или их отрицания.
- Простая конъюнкция принимает значение 1 (истина) ровно на одном наборе значений переменных.
- Простая дизъюнкция принимает значение 0 (ложь) ровно на одном наборе значений переменных.
2.5. Импликация
- Импликация A →B равносильна дизъюнкции (¬ А) \/ В. Эту дизъюнкцию можно записать и так: ¬А \/ В.
- Импликация A →B принимает значение 0 (ложь) только если A=1 и B=0. Если A=0, то импликация A →B истинна при любом значении B.