psilogic: (Default)
psilogic ([personal profile] psilogic) wrote2005-12-06 10:13 pm

Просто об интуиционистской логике

Есть классическое исчисление высказываний (КИВ), а есть "легендарное" интуиционистское исчисление, aka интуиционистская логика. Подробно о ней можно прочитать у Клини. А почему легендарная? Да потому, что слухи о ней слегка преувеличены.

Вот аксиомы КИВ:


Аксиом в КИВ (точнее, в одном из вполне обычных вариантов КИВ) бесконечно много. Но все бесконечное число аксиом сводится к небольшому числу "схем аксиом". На место каждой переменной в схеме может быть поставлена любая формула КИВ (в том числе и другая аксиома), но одинаковые формулы должны вставать на место одинаковых переменных.

Все схемы я разделил на группы. Каждая группа определяет свойства определенной логической операции. Первая и вторая группы должны быть в любом варианте КИВ или же должны быть вместо них другие похожие аксиомы, из которых выводятся эти. Остальные группы необязательны. Например, схемы 11-16 часто пропускают (и, соответственно, в таких вариантах КИВ нет операций <=> и XOR, либо они используются просто как сокращения).

Свойства "=>"
1. A => (B => A)
2. (A => B) => ((A => (B => C)) => (A => C))

Свойства "~"
3. ~~A => A
4. (A => B) => ((A => ~B) => ~A)

Свойства "&":
5. (A & B) => A
6. (A & B) => B
7. A => (B => (A & B))

Свойства "v":
8. A => (A v B)
9. B => (A v B)
10. (A => C) => ((B => C) => ((A v B) => C))

Свойства "<=>":
11. (A <=> B) => (A => B)
12. (A <=> B) => (A <= B)
13. (A => B) => ((B => A) => (A <=> B))

Свойства "+" (XOR):
14. (A + B) => (~A => B)
15.(A + B) => (B => ~A)
16. (A => ~B) => ((~B => A) => (A + B))

Плюс правило вывода modus ponens:
A, A => B |- B



Так вот, в интуиционизме делается одна замена. На место аксиомы номер 3:
3. ~~A => A
ставится другая:
3. ~A => (A => B)

В результате получается забавное исчисление... в нем обходятся некоторые трудности, зато нет некоторых интересных результатов. Это что-то типа неевклидовой геометрии: там тоже заменили одну аксиому и получили новые виды геометрий.

Выскажу сугубо личное мнение: в отличии от геометрии КИВ - не очень полезная логика ВНЕ математики. Как следствие, и интуиционистская логика - малополезна ВНЕ математики. Единственное практическое применение, которое мне видится - это тренировка студентов в умении выводить теоремы в сугубо абстрактных условиях.

[identity profile] evko.livejournal.com 2005-12-07 08:20 am (UTC)(link)
Есть еще применение: программирование в условиях ограничений, автоматическое построение программ по логической теории. Некоторые работы по этой темы опубликованы здесь: http://www.logic.ru/Russian/LogStud/

Эту же задачу пытались решить в стандарте IDEF 2 (стандарт математического моделирования), но на базе классической математики. Не вышло по той причине, что по мат. модели не всегда можно построить функциональную модель (из которой уже возможны автоматические построения программ).

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2005-12-07 08:47 am (UTC)(link)
спасибо за ссылку.
там математики пишут или философы?

[identity profile] evko.livejournal.com 2005-12-07 11:05 am (UTC)(link)
И те и другие. Но речь только про работы математиков. Помнится, Яшин, Пупышев и Непейвода на эту тему писали.

[identity profile] firtree.livejournal.com 2005-12-07 10:11 am (UTC)(link)
> в нем обходятся некоторые трудности, зато нет некоторых интересных результатов.

А раскрыть?

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2005-12-07 10:24 am (UTC)(link)
Ну вот например интересный результат КИВ (которого нет в интуиционизме) - это ее эквивалентность булевой алгебре. И, как следствие, полнота и непротиворечивость одновременно.

Точнее так: берем произвольную формулу булевой алгебры (произвольную - но с учетом выбранной системы аксиом КИВ, т.е. если нет группы аксиом для операции "<=>", то формулы с "<=>" ене считаются). Далее, если эта формула всегда (при всех значениях переменных) дает в булевой алгебре true, то она 100% может быть доказана в КИВ. Это, собственно, полнота. Если эта формула всегда дает в булевой алгебре false, то она 100% может быть опровергнута в КИВ (т.е. может быть доказано ее отрицание). Наконец, если эта формула может давать и true, и false, то ни доказать, ни опровергнуть ее в КИВ не получится.

[identity profile] firtree.livejournal.com 2005-12-07 10:50 am (UTC)(link)
Так, а как насчёт чем наоборот, интуиционизм хорош, или минимум интересен?

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2005-12-07 11:14 am (UTC)(link)
Хорош тем, что демонстрирует: можно составить развитую логическую систему, для которой даже найти какие-то применения (как раз из области алгоритмики, как тут говорили) - но притом неклассическую.

А точнее надо Клини перечитывать :)

[identity profile] evko.livejournal.com 2005-12-07 11:09 am (UTC)(link)
А интуиционизм не обладает полнотой и непротиворечивостью?

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2005-12-07 11:22 am (UTC)(link)
Полнотой в описанном выше смысле точно не обладает, так как в интуиционизме нельзя доказать к примеру ~~A => A. Непротиворечивостью обладает. Но вообще-то полнота и непротиворечивость бывают разные.

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2005-12-09 09:53 am (UTC)(link)
чего чего?!

[identity profile] evko.livejournal.com 2005-12-07 11:32 am (UTC)(link)
Можно теперь и я за точность прицеплюсь? :)

[ в отличии от геометрии КИВ - не очень полезная логика ВНЕ математики. ]
[ Как следствие, и интуиционистская логика - малополезна ВНЕ математики. ]

Строго говоря, второе не следует из первого. Если одно исчисление оказалось малополезным, это не значит, что похожее, но более слабое исчисление тоже будет малополезным. В приведеном примере с IDEF именно это и произошло: ослабив логику, удалось добиться соответствия мат. модели и функциональной модели. Чтобы не быть голословным (стараюсь теперь на эти грабли не наступать :), показано это здесь:
http://www.logic.ru/Russian/LogStud/03/LS_3_r_Pupyshev.pdf

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2005-12-07 11:57 am (UTC)(link)
[ Строго говоря, второе не следует из первого. ]

Да, это как бы описание "неясного жопного чувства", не более того :)

[identity profile] moola.livejournal.com 2005-12-08 03:16 pm (UTC)(link)
2. (A => B) => ((A => (B => C)) => (A => C)

Где-то правую скобку потеряли.
=======
Спасибо. Восполняю недостатки образования. =)
Для не-двузначных логик есть ли какие-нибудь тонкости в данном наборе аксиом?

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2005-12-08 03:25 pm (UTC)(link)
спасибо за поправку!
насколько я понимаю, в КИВ и в интуиционистской логике вообще не используется понятие дву- или не дву- значности. Там для формул другое деление: не на истинные и ложные, а на аксиомы, теоремы и недоказанные. Иногда, правда, вводят мисволы true и false, но опят-таки, не как истинность, а просто как символы, с которыми надо играть по этим правилам. Т.е. например, нельзя взять и заменить в формуле ~true на false.

[identity profile] moola.livejournal.com 2005-12-08 03:44 pm (UTC)(link)
всегда очень прикольно получается когда понятия заменяются символами и наборо правил по которым с данными символами надо работать.
в свое время меня очень поразила алгебра сплетений.

[identity profile] psilogic.livejournal.com 2005-12-08 04:48 pm (UTC)(link)
ой, а что это за хрень такая? :)))

[identity profile] moola.livejournal.com 2005-12-12 12:34 pm (UTC)(link)
В.В.Прасолов, А.Б.Сосинский. Узлы, зацепления, косы и трёхмерные многообразия
http://www.mccme.ru/prasolov/