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:
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