최소논리

Minimal logic

최소 논리학, 또는 최소 미적분학은 원래 잉게브리트 요한슨에 의해 개발된 상징적 논리 체계입니다.[1] 이것은 직관주의적이고 역설적인 논리로, 배제된 중간의 법칙폭발의 원리(ex falso quodlibet)를 모두 거부하고, 따라서 다음 두 유도 모두를 타당한 것으로 간주하지 않습니다.

여기서 B B 임의의 명제입니다. 대부분의 건설적 논리는 전자, 배제된 중간의 법칙을 거부할 뿐입니다. 고전 논리학에서 엑팔소 법칙은

및 ¬ A {\displaystyle \n을 사용한 변형 모델도 있습니다.(가) 서로 동등하고 유효합니다. 또한 최소 논리는 이러한 원리를 거부합니다.

이 이름은 연결 수가 제한된 논리 시스템을 나타내는 데 사용되기도 합니다.

공리화

최소 논리는 직관주의 논리의 긍정적인 단편 위에서 공리화됩니다. 이 두 논리 모두 기본 연결함축 → {\ \land}∨ {\displaystyle \lor }에 대해 동일한 공리를 사용하여 언어로 공식화할 수 있습니다. 그러나 Minimal Logic은 일반적으로 언어의 일부로 또는 부조리{\ \}을 추가합니다.

물론 폭발을 피하는 다른 제형도 가능합니다. 부정에 대한 직접적인 공리는 아래와 같습니다. 데시데라툼은 항상 부정 도입법이며, 다음에 논의됩니다.

정리

부정개론

부정에 대한 유효한 규칙을 빠르게 분석하면 완전한 폭발이 없는 이 논리가 증명할 수 있는 것과 증명할 수 없는 것을 미리 볼 수 있습니다. 최소 논리와 같이 부정이 있는 언어의 자연스러운 진술은 부정 도입의 원리로, 이를 가정하고 모순을 도출함으로써 진술의 부정이 증명됩니다. 최소한의 논리에 대해서는 다음과 같은 원리가 적용됩니다.

어떤 두 명제에 대해서도 으로 되는 B {\에 대하여 ∧ ¬ A\ \n 자체로, 이것은 모순 금지의 법칙을 확립합니다.

A

임의의 를 가정할재료 조건의 도입 규칙은 → C B\ C를 제공하며 와 C C관련이 없는 경우에도 제공됩니다. 이와 시사점을 제거하면 위 도입원칙은 다음과 같은 의미를 갖습니다.

즉, 어떤 모순을 가정할 때, 모든 명제는 부정될 수 있습니다. 부정 도입은 최소 논리에서 가능하므로 여기서 어떤 모순도 이중 을 증명합니다.¬ ¬ B {\\n B 폭발은 후자의 이중 부정을 제거할 수 있지만 이 원리는 채택되지 않습니다.

부조리를 통한 공리화

의 미적분학을 최소 논리로 확장하는 한 가지 가능한 ¬ B \n을 처리하는 것입니다. 경우 의 건설적 함축 미적분학의 정리는 부정문으로 이어집니다 를 위해 ⊥ {\bot}은 시스템이 일관되지 않는 한 증명할 수 없는 명제로 소개되며 ¬ {\displaystyle \n eg {\to\bot}의 약어로 취급됩니다. 구성적으로, 은 믿을 이유가 없는 명제를 나타냅니다.

시사점

함축 미적분학에서 채택된 원리는 힐베르트 시스템의 페이지에서 동일성 법칙의 명제 형식, 함축 소개변형된 모드 포넨스를 통해 제시됩니다. 를 들어, 첫 번째 에서 C ⊥ {\ =\bot}을 → ( → C) ↔ (B → ) {\displaystyle {\big(}A\to (B\c){\big)}\좌우 화살표 {\big(}B\to (A\to C){\big)}}를 설정하면 스키마가 생성됩니다.

힐베르트 시스템에서 ⊥ \}을 상수로 도입하지 않을 때, 이 정리는 두 번째 부정 특성 공리로 간주될 수 있습니다. (다른 하나는 폭발입니다.) 을(를) ¬ B \n으로 선택한 경우 B 다음이 표시됩니다.

들어 B}.

이는 명제 형태 () → C) C C 의 modus ponens 에서 유도될 수도 있습니다 이중 부정 원리도 관련이 있습니다.

이것은 ((A → B ) {\ A\ to {\big}}에서 위와 매우 유사한 다른 변수 C {\displaystyle C}로 다시 추론하여 설정할 수 있습니다. ¬ ) ↔¬ (A → ) A\ to {\big (}) (\n)를 들어 to B){\등입니다.

Generalizing some of the above in another way, one has . Under the Curry-Howard correspondence, this, as one example, is justified by the lambda expression C)\C)\b^{a Cg(b))}. 여기서 더 나아가 모드 (( ) (→ C) (B→ C) {\displaystyle {\big(}(B\to C)\to C{\big)}\좌우 화살표(B\to C)} 등을 의미합니다.

들어 B}.

마지막으로, 함축 소개에 따르면 → C) {\ C C이며 이는 또한 ⊥ → (B → ⊥) {\ \bot to (B\to \bot )}를 의미하며, 이는 최소 논리에서 ⊥ {\displaystyle \bot}을 가정하면 모든 부정을 입증하는 방법을 직접 보여줍니다. 라고 표현할 수 있습니다.

부조리가 원시적이라면, 완전 폭발 원리도 로 ⊥ → B displaystyle \bot \to B}라고 표현할 수 있습니다.

접속사

기존에 논의된 원칙은 단순히 시사점 측면에서 진술을 넘어 이제 정리로서도 확립될 수 있습니다.{\displaystyle\bot}을 통한 부정의 정의를 통해, 모듈러스는 (A ∧(A → C)) → C {\displaystyle (A\land (A\to C))\to C} 형태의 문장을 contrad 않는 원칙에 특화합니다. 부정이 암시되는 경우, 그러면 비 contrad의 경화된 형태는 다시 A →¬ ¬ A A\ to \n입니다. 또한 앞 절에서 설명한 접속사가 있는 형태의 부정 서론, → ( )) → (B → C ) {\displaystyle {\big(}B) to (A\land(A\to C)){\big)}\to(B\to C)}의 단순한 특수한 경우로 암시됩니다.

이러한 방식으로 최소 논리는 부정 제거(일명 폭발) 없이 건설적 논리로 특징지을 수 있습니다.

이를 통해 두 명제의 결합과 관련된 대부분의 일반적인 직관주의적 함의를 얻을 수 있으며, 여기에는 카레 등가성이 포함됩니다.

분리

중요한 동등성을 강조할 가치가 있습니다.

B ) C )↔ ( C ) → C ) {\lor B))\to C {\( {\ CBto C)}},

이것은 B B C 의미한다는 두 가지 동등한 표현입니다 이로부터, 친숙한 De Morgan의 법칙 중 두 가지를 얻는다.

B

세 번째 유효한 De Morgan의 법칙도 도출될 수 있습니다.

From the simpler follows when considering for . 그러면 제외된 중간의 이중 부정이 줄어듭니다.

B

마지막으로, 사례 분석 결과는

이 시사점은 아래에서 자세히 설명하는 전체 교시 삼단 논법과 비교됩니다.

대안적 원리를 통한 공리화

함의만을 포함하는 또 다른 정리는 다음과 같습니다. 부정 도입 원칙과 관련하여,

)() →( ) C C

최소한의 논리는 그 배치를 증명합니다.

B

도입과 같은 것은(A∧ ¬)→ ¬ B {\ (A\land \n)을 증명합니다. 위의 모든 원리는 \bot}과 함께 양의 미적분학의 정리를 사용하여 얻을 수 있습니다.

그 상수로 공식화하는 대신 방금 말한 배치 원리를 공리로 채택하고 이중 부정 → ¬ ¬ B {\B\ \n B은 직관주의 논리의 긍정적인 단편에 대한 최소 논리의 대안적인 공리화를 제공합니다.

고전논리와의 관계

¬ {\style \n일반화 에서 C {\ 까지는 이중 부정을 포함하는 모든 고전적으로 유효한 문장을 증명하는 데 작동하지 않습니다. 특히, 당연히, 이중 네거티브 ¬ ¬ B → {\display \n의 순진한 일반화.를 들어, B B}은(는) 이런 식으로 증명할 수 없습니다. 실제로 A의 모양이 무엇이든 구문 형식 () →B {\ (A\to to 의 스키마는 너무 강할 것입니다.C {\ C에 대한 참 명제를 고려하면, 이것은 B {\ B와 동등합니다

¬ ¬ ∨ ¬ B) \n( A) B (A\land \n)과 같은 최소 논리의 정리입니다. B 따라서, 완전 이중 네거티브 원칙 ¬ ¬ B→ B \n를 들어, 에서 B B는 모든 중간 논리생략하고 미적분학을 고전 논리로 되돌립니다.

위에서 본 바와 같이, 어떤 명제에 대한 이중 음의 제외된 중간은 최소 논리에서 이미 증명 가능합니다. 그러나 술어 미적분학에서는 엄격하게 더 강한 직관주의 논리의 법칙조차도 배제된 중간 진술의 무한한 결합의 이중 부정의 증명을 가능하게 하지 않는다는 점을 강조할 필요가 있습니다. 실제로.

결과적으로 이중 네고시에이션 쉬프트 스키마(DNS)도 유효하지 않습니다. 즉,

이러한 증명 불가능성은 산술을 넘어 비고전적 이론의 공리화를 가능하게 합니다.

직관주의 논리와의 관계

∨, → {\displaystyle \land,\lor,\to}만 사용하는 공식은 직관적 논리에서 증명 가능한 경우에만 최소 논리에서 증명할 수 있습니다. 그러나 최소 논리에서는 증명할 수 없지만 직관적으로는 성립하는 명제 논리 진술도 있습니다.

폭발의 원리는 직관주의 논리에서 유효하며, 어떤 명제와 모든 명제를 도출하기 위해, 어떤 부조리를 도출함으로써 이것을 할 수 있다고 표현합니다. 최소 논리에서 이 원리는 공리적으로 임의의 명제를 지지하지 않습니다. 최소 논리는 직관주의 논리의 긍정적인 단편만을 나타내기 때문에 직관주의 논리의 하위 체계이며 엄밀히 말하면 더 약합니다.

negative 문에 대한 폭발이 있는 경우 전체 폭발은 ¬) ∧ ¬(¬ B) → B {\displaystyle((\n))에 해당합니다. B B 는 거부된 ¬ B → ( ¬ ¬ B → B) {\displaystyle \n에 대한 이중 부정 제거로 표현될 수 있습니다. B 간결하게 공식화된 직관주의 논리의 폭발은 최소 논리가 갖지 못하는 이중 부정 제거 원리의 특별한 경우를 정확하게 부여합니다. 이 원리는 또한 완전한 교의 삼단 논법을 즉시 증명합니다.

교의적 삼단 논법

실질적으로, 직관주의적 맥락에서, 폭발의 원리는 교의적 삼단 논법을 가능하게 합니다.

은 다음과 같이 읽을 수 있습니다. ∨ B {\ A\lor B}의 구성적 증명과 A A}의 구성적가 주어지면, 무조건 B B}의 긍정적인 경우을 허용합니다. 이러한 방식으로 삼단논법은 분리를 위한 언팩 원리입니다. 그것은 폭발의 공식적인 결과로 볼 수 있고 그것을 암시하기도 합니다. This is because if was proven by proving then is already proven, while if was proven by proving , then also follows, 직관적인 시스템이 폭발을 허용하는 것처럼 말입니다.

예를 들어, 동전 뒤집기로 인해 앞면 또는 뒷면이 나왔다는인 주장(AA} B {\displaystyle 을 고려할 때, 결과가 실제로 앞면이 아니라는 건설적인 주장과 함께 삼단 논법은 이것이 이미 뒷면이 발생했다는 주장을 구성한다고 표현합니다.

직관주의 논리 체계가 금속론적으로 일관된다고 가정할 경우, 삼단 ∨ B {\ Alor ¬ displaystyle \n의 건설적인 시연이라고 읽을 수 있습니다. 를 나타내는 다른 비논리적 공리가 없는 경우 B B이 포함되어 있습니다

최소 논리에서는 식으로 B 의 증명을 얻을 수 없습니다. 그러나 동일한 전제는 ¬ ¬ B {\ \n의 이중 부정을 의미합니다.를 들어 B}. 최소 논리 체계가 금속론적으로 일관적이라고 가정하면, 그 함축 은 B{\ B 단지 거부될 수 없다는 것으로 표현될 수 있습니다.

약한 형태의 폭발은 교의적 삼단논법을 증명하고 다른 방향으로, = ¬B {\displaystyle =\n로 삼단논법의 인스턴스 (B) ) B {\displaystyle {\ (B\lor \n)이며, 제외된 중간이 성립하는 명제에 대한 이중 부정 제거와 같습니다.

B

중요 조건이 증명된 명제에 대해 이중 부정 제거를 부여함에 따라, 이는 다시 거부된 명제에 대한 이중 부정 제거에 해당합니다.

이론에서 사용되는 직관주의적 예

다음 헤이팅 산술 정리는 폭발 원리 없이 이 일반적인 결과로 증명할 수 없는 존재 주장의 증명을 가능하게 합니다. 결과는 기본적으로 단순 부정 제거 클레임의 계열인 ∃ {\\exists} - 계산 가능한 술어를 바인딩하는 문장입니다.

임의의 수식어가 없는 술어라고 하고 따라서 모든 수 에 대해 결정 가능하므로 제외된 중간 홀드,

P

다음 m 의 유도에 의해

말로 표현하면: 까지의 유한한 범위 내에 있는 n{\ n에 대하여 만약 어떤 경우도 유효하지 않다는 것을 배제할 수 있다면, 예를 들어 = a displaystyle n= a}와 같이 모든 수에 대하여 대응하는 명제 P(a) {\displaystyle P(a)}는 항상 반증 가능합니다. 그러면 이는 P(b) {\displaystyle P(b)}를 증명할 수 있는 n n 중에 = {\= b}가 있음을 의미합니다.

앞에서 설명한 예와 마찬가지로 이를 증명하려면 부정 없이 명제를 얻기 위해 선행 측에서 폭발이 필요합니다. 명제가 = displaystyle m = 0}에서 시작하는 것으로 공식화된 경우, 이 초기 사례는 이미 공백 절에서 폭발하는 형태를 제공합니다.

다음 경우 = displaystyle m = 1}은 결정 가능한 술어에 대한 이중 부정 제거를 말합니다.

.

= displaystyle m=2} 대소문자가 읽힙니다.

P

이미 언급한 바와 같이, 다음과 같은 것입니다.

를 들어, {\P(P(

= m=0} 및 m = 1 {\displaystyle m=1} 모두 결정 가능한 술어에 대한 이중 음의 제거 사례입니다. 물론 (b < ). P( b ) 합니다 (b < m ).고정 P 대한 P는 최소 논리의 원리를 사용하여 다른 방법으로 증명할 수 있습니다.

한편, 일반적인 결정 가능한 술어에 대한 무한 스키마는 직관적으로 증명할 수도 없습니다. 마르코프의 원리를 참조하십시오.

유형론과의 관계

부정의 사용

⊥ {\ \bot}은 자연 추론뿐만 아니라 커리-하워드 대응 아래 유형 이론 공식에도 사용됩니다. 시스템에서는 ⊥ {\\bot}을(를) 빈 유형으로 도입하는 경우가 많습니다.

맥락에서 ⊥ {\bot}은(는) 논리에서 별도의 상수일 필요는 없지만 그 역할은 거부된 명제로 대체될 수 있습니다. 예를 들어 = a=b}로 정의할 수 있습니다. 여기서 a, b {\displaystyle a,b}는 구별되어야 합니다. 그렇다면 그 명제에 대한 증명의 부존재 주장은 일관성 주장입니다.

{\displaystyle \bot}의 특성화는 자연수를 포함하는 이론에서 0 = 1 {\displaystyle 0= 1}입니다. 이것은 또한 일반적인 건설 논리에도 채택될 수 있습니다. 이를 통해 = displaystyle 3^{4}=8}이(가) 거짓임을 증명합니다. 즉, ¬ (34 = 8) \n}는 (34 8) (0 1) {\displaystyle (3^{4} 8)\to (0 1)}을 증명하는 것을 의미합니다. ≠ 8 3^{4}\n 표기법을 도입할 수 있습니다. 8(를) 사용하여 클레임을 캡처합니다. 그리고 산술을 사용하면 = {\ {\}{}}=1}이 유지되지만 (34 = 8) {\displaystyle(3^{4}=8)}은 또한 34 - 873 = 0 {\displaystyle {3^{4}-8}{73}=0}을 의미합니다. 따라서 이것은 = displaystyle 1=0}을 의미하므로 ¬ (34 = 8) \n을 얻습니다.. QED.

단순형

기능 프로그래밍 계산은 이미 전제 논리 프레임워크에 대한 구성의 미적분과 같은 함의 연결에 가장 우선적으로 의존합니다.

이 절에서는 최소한의 논리를 함축으로만 제한하여 얻은 시스템에 대해 언급하고 공식적으로 설명합니다. 다음과 같은 후속 규칙으로 정의할 수 있습니다.

[2][3]

이 제한된 최소 논리의 각 공식은 간단히 입력된 람다 미적분학의 한 유형에 해당합니다. 커리-하워드 대응을 참조하십시오. 그런 맥락에서 minimal logic이라는 용어는 minimal logic의 이러한 제약을 의미하기 위해 사용되기도 합니다.[4] 미니멀 로직은 이미 단순히 직관주의 로직의 긍정적인 단편이기 때문에 미니멀 로직의 이 함축적 단편은 직관주의 로직의 긍정적이고 함축적인 단편과 동일합니다.

의미론

직관주의 논리의 프레임-의미론을 반영하는 최소 논리의 의미론이 있습니다. 의미론에 대한 논의를 파라 일관 논리에서 참조하십시오. 여기서 명제에 진리와 거짓을 부여하는 가치 평가 함수는 더 적은 제약을 받을 수 있습니다.

참고 항목

메모들

참고문헌

  • Colacito, Almudena (2016). Minimal and Subminimal Logic of Negation (PDF). MSc Thesis (Afstudeerscriptie). Institute for Logic, Language and Computation.
  • Huet, Gérard (May 1986). Formal Structures for Computation and Deduction. International Summer School on Logic of Programming and Calculi of Discrete Design. Archived from the original on 2014-07-14.
  • Johansson, Ingebrigt (1937). "Der Minimalkalkül, ein reduzierter intuitionistischer Formalismus". Compositio Mathematica (in German). 4: 119–136.
  • Sørensen, Morten Heine B.; Urzyczyn, Paweł [in Polish] (May 1998). "Lectures on the Curry-Howard Isomorphism" (PDF).
  • Troelstra, Anne Sjerp; Schwichtenberg, Helmut (2003) [1996]. Basic Proof Theory (2 ed.). Cambridge University Press. pp. XII, 417. ISBN 9780521779111.
  • Weber, Matthias; Simons, Martin; Lafontaine, Christine (1993). The Generic Development Language Deva: Presentation and Case Studies. Lecture Notes in Computer Science (LNCS). Vol. 738. Springer. p. 246. ISBN 3-540-57335-6.