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简介“演绎推理” - 形式与内容

演绎推理的有效性(validity)取决于形式而无关内容。旨在研究演绎推理的逻辑,通常狭义称为形式逻辑【1】。

然而形式与内容是相辅相成的关于内容、形式、认知、语境等的同一关系,如何解读演绎推理的“形式化”议题,是理解形式逻辑的关键。此文以命题逻辑为例,初步讨论此议题。

一,什么是演绎推理的形式化?

考察一个例子1【2】:

情景 1 :

(1)如果火车晚点而且车站没有出租车,那么客人就会迟到。 

(2)客人没有迟到。

(3)火车晚点了。 

所以,车站有出租车。

情景 2 :

(1) 如果天下雨而且客人忘带雨伞,那么客人会淋湿。 

(2)客人没有淋湿。

(3)天下雨。

所以,客人没有忘带雨伞。 

我们观察到, 情景1与情景2虽然内容不同,却具有相同的逻辑结构:“如果。。。那么,因为,。。。。所以”。为了扑捉这种自然语言中所蕴含的纯粹逻辑形式,需要“形式语言”。

让我们借助形式语言来为情景1与情景2建模。

情景1:

- 定义命题变量: 

p : 火车晚点 

q : 车站有出租车 

r : 客人迟到 

情景2:

- 定义命题变量: 

p : 天下雨 

q : 客人忘带雨伞 

r : 客人淋湿 

情景1与情景2所具有的相同的逻辑结构可表达为:

- 前提: 

(1)(p ∧ ¬q) → r

(2) ¬r

(3) p

- 结论: q

问题:证明序列,(p ∧ ¬q) → r,¬r,p ⊢ q。

然后就可以进行演绎推理了。

证明(自然推理):

1. (p ∧ ¬q) → r         前提1

2. p                          前提2

3. ¬r                         前提3

4. ¬q                        假设

5. p ∧ ¬q                  2,4

6. r                          肯定前件1,5

7. ⊥                         3,6

8. q                         结论(反证法)

在此意义下,我们说,演绎推理的有效性取决于形式而无关内容。

二,演绎推理的形式与内容的关系

再看一个例子。

例子2:格鲁耶尔奶酪(法国奶酪gruyère【3】)越多,奶酪洞就越多;奶酪洞越多,格鲁耶尔奶酪越少;所以格鲁耶尔奶酪越多,格鲁耶尔奶酪越少。

建模:

p : 格鲁耶尔奶酪越多 

q : 奶酪洞就越多 

问题:证明序列(sequent),p → q,q → ¬p,p ⊢ ¬p

证明:

1,p → q      前提1

2,q → ¬p    前提2

3,p             前提3

4,q             肯定前件1+3

5,¬p           肯定前件4+2

从逻辑推理的角度,此推理是有效的,但从认知的角度,却产生了与前提相矛盾的结论。原因就是命题p和q的内容中出现了不一致的现象:p → q中谈及若干块格鲁耶尔奶酪,而q → ¬p中谈及一块格鲁耶尔奶酪。

由此可见,形式逻辑将内容与形式分离,演绎推理以形式为真,但是在解决实际问题时,为了获得符合事实的判断,还必须考虑形式所表达的内容是否符合事实,这是“人”的认知,无法形式化,所以是“机器”无能的,。。。

参考文献:

【1】https://en.wikipedia.org/wiki/Deductive_reasoning

【2】Michael Huth, Mark Ryan. 面向计算科学的数理逻辑——系统建模与推理. 2005

【3】https://www.francetvinfo.fr/replay-radio/les-pourquoi/pourquoi-il-y-a-t-il-des-trous-dans-le-gruyere_1773431.html

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