數理邏輯=﹥ ,|-這兩個符號有什麼區別?

我覺得這兩個符號完全重複了。怎麼理解它們的區別??


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謝邀。

我在數理邏輯系統中沒有使用過Rightarrow,僅在數學證明中使用過。這個符號不是一個標準命題形式語言中的符號。而是一個日常語言中的符號,它的意義是模糊的。

在命題邏輯中,有三個有推出含義的符號容易混淆:

  • 語義後承(semantic consequence),符號是models(models)。語義後承在一般情況下是連接一個命題集合和一個命題。如果,在任何一種語義賦值下,只要命題集合Sigma中的每一個命題都為真,那麼phi就一定為真,那麼,我們就說phiSigma的語義後承,記作Sigmamodels phi
  • 句法後承(syntactic consequence),符號是vdash(vdash)。句法後承的用法和語義後承類似,也是連接一個命題集合和一個命題,如Sigma vdashphi,表示的是phi可以通過句法證明的方式從命題集Sigma中得出。即,存在一個證明,使得每個前提要麼是公理,要麼是Sigma中的命題,而證明的結論是phi。具體來說,一個證明是一個命題序列,其中每個命題要麼是公理,要麼是前提,要麼是由前面的命題通過證明規則得到的。其中最後一個稱為結論。
  • 實質蘊含(material implication / material conditional),符號是
ightarrow
    ightarrow) 。實質蘊含是一個命題邏輯中的二元運算元,連接的是兩個命題。在句法系統中,由 Hilbert 的前兩條公理完全刻畫,由第三條公理刻畫它和否定的關係。[1] 在語義系統中, 我們說Sigmamodels p
ightarrow q當且僅當Sigmamodels q或者Sigmamodels
eg p。就是說,如果一個實質蘊含條件句成立,就是說,前件(上面的 p)為真的情況下,後件(上面的 q)不可能為假。[2]

除此之外沒有別的常用的,並且經過形式定義的符號。至於Rightarrow,其實就是單純表示推出,這種推出是沒有嚴格定義的,一般情況下在簡單的數學系統中,由於系統的強完全性和強可靠性[3],句法後承和語義後承等價,那麼這時推出就同時都是兩種推出。但是,據我看到 wiki 中的說法,
Rightarrow只表示邏輯後承,但是沒有具體區分是語義後承還是句法後承,所以對於完全性和可靠性不成立的系統,這個符號就是模糊的。

當然,前面的語義後承和句法後承也不是數理邏輯系統中的符號,這是元語言符號。並且,在句法系統中不談論真假,在語義系統中不談論證明。

當然,在不同的符號系統中,邏輯學家可能會採用supset來替代
ightarrow(實質蘊涵),用cup替代vee(或者),用cap替代wedge(且),用sim替代
eg(非,否定)。但是我不太清楚到底哪些人是用Rightarrow來表示什麼。

[1]
Hilbert 的公理系統可以寫作三個公理模式加一個規則:
(mathcal{A}
ightarrow(mathcal{B}
ightarrowmathcal{A}))
((mathcal{A}
ightarrow(mathcal{B}
ightarrow mathcal{C}))
ightarrow((mathcal{A}
ightarrow mathcal{B})
ightarrow(mathcal{A}
ightarrowmathcal{C})))
(((
egmathcal{A})
ightarrow(
egmathcal{B}))
ightarrow(mathcal{B}
ightarrowmathcal{A}))
為什麼說是公理模式呢?因為這裡的mathcal{A}mathcal{B}mathcal{C}都是元語言中用來代表合式公式的符號。換而言之,這個系統中有無窮多條公理。
至於推理規則,就只有一個 MP 規則:phi,phi
ightarrowpsivdashpsi,中間的vdash表示證明系統中的推出,並且,這裡的phipsi也都是元語言中代表合式公式的符號。

這種情況下,如果我們要證明emptysetvdash p
ightarrow p(從空集出發能夠推出,即表示在系統內可證),那麼我們要寫出如下命題序列:

  1. p
ightarrow((p
ightarrow p)
ightarrow p)(公理 1)
  2. ( p
ightarrow( (p
ightarrow p)
ightarrow p ))
ightarrow
((p
ightarrow (p 
ightarrow p))
ightarrow(p
ightarrow p))(公理 2)
  3. 
((p
ightarrow (p 
ightarrow p))
ightarrow(p
ightarrow p))(1、2,MP 規則)
  4. 
p
ightarrow (p 
ightarrow p)(公理 1)
  5. p 
ightarrow p(4、3,MP 規則)

[2] 但是在語義系統中,如果我們要說明emptysetmodels p
ightarrow p(即,是空集的語義後承,或者說,是永真的)。那麼我們只需要說明,由於在 p 為真和 p 為假的情況下,根據實質蘊含運算元的語義規則,Sigmamodels p
ightarrow q當且僅當Sigmamodels q或者Sigmamodels
eg p,我們都能得到p
ightarrow p為真。因此,我們會說這個公式是空集的語義後承。

[3] 強完全性:對於任意的公式集合Sigma,對於任意的公式phi,如果Sigmamodels phi,那麼Sigma vdashphi 。強可靠性:
對於任意的公式集合Sigma,對於任意的公式phi,如果Sigma vdashphi,那麼Sigmamodels phi。而弱完全性是,方式為真的公式都是可證的;弱可靠性是,凡是可證的公式都是為真的。 在有完全性和可靠性的基礎上,沒有必要在實際運用中區分兩種推出。
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感謝@羅心澄 關於那幾個符號的對比。補充一下,「語義後承」的後面是可以接一個命題集合的。只要後面集合中一個命題被滿足就行。

下面我說下「=&>」的意義。在數理邏輯中,它定義了Sequence這個概念,比如Gamma Rightarrow Delta 就是一個Sequence,其中前後都是有限命題集合。不過它表示一個推理過程,這個過程可能是真,可能是假,要驗證一個Sequence的真偽就要用Sequence Calculus進行推導,直到推出的每一個原子命題都為真。具體的推到規則在 https://logic.rwth-aachen.de/files/MaLo-SS14/script.pdf 中的第一章(命題邏輯)和第四章(謂詞邏輯),當然謂詞邏輯的推導過程要複雜一些。

另外需要注意的是,這是一個語義上的推倒,只不過在謂詞邏輯和命題邏輯中,語義和語法是等價的(在我發的課件中Satz 4.6中描述的完整性)。相應的,要驗證一個Sequence Calculus的正確性,只能通過找對應的Interpretation。

還有一個需要強調的是在謂詞邏輯上因為forallexists可能存在多中推倒可能,所以只要有一個推導出的全是原子Sequence,那麼這個Sequence就是正確的。

最後總結一下,models是語義上的滿足(一定正確的),vdash是語法上的滿足(正確的),Rightarrow 只是一個推導過程,正確性需要驗證。


|— 只代表表示推理過程 {p,q,...}|—s 。
並沒有表明這個推理是正確的。
而=&>代表{p,q,...}|—s 這個式子是一個重言式。
表示推理過程是正確的,有效的。所以兩者是有區別的。
=&>與|=等價。


我在數理邏輯系統中沒有使用過Rightarrow,僅在數學證明中使用過。這個符號不是一個標準命題形式語言中的符號。而是一個日常語言中的符號,它的意義是模糊的。

Rightarrow 這個符號表示蘊涵。在元語言中使用。

vdash 這個符號表示語形後承。


有兩個世界,一個是語義世界,一個是語形世界。

前者是語義世界的推倒,後者是語形世界的推導。

舉例:將語義世界理解為我們所生活的現實世界,語形世界則可以是一門描述這個現實世界的語言,例如英語,它是一個由字母和語法規則構成的形式系統,兩者在個體上的對應體現為現實的蘋果和單詞「Apple」。

一些重要的定理正是證明這兩個世界的對應性,例如,按照英語的字母和語法規則推出單詞Dog,則現實世界能夠推出有一個實物與其對應,這應該是完全性(記不清楚了)。


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