2.2 严格蕴涵演算系统LSIS 的构成

2.2 严格蕴涵演算系统LSIS 的构成

因为严格蕴涵演算是在命题演算基础上发展的,又融进C.I.刘易斯对布尔-施罗德代数以及二值代数的理解,它的基本构建也就既结合了《数学原理》的命题演算,又结合了二值代数中的公设设置模式,由此而构成以下几个部分。(以下,我们将C.I.刘易斯的严格蕴涵系统简称为LSIS)

首先,LSIS 含有PC 中除实质蕴涵符号之外的所有符号、相关定义和推理规则。但在初始符号的配置,定义配置和推理规则配置上略有不同,我们在此陈述如下。

(1)初始符号

①命题符号p,q,r……代表任意命题。

②否定符号¬,¬ p 表示p 的否定命题。

③合取符号∧,p∧q 表示合取命题“p 并且q”。

④辅助符号:左括号“(”和右括号“)”。

⑤◇符号的引入。

可能性,是严格蕴涵系统区别于实质蕴涵系统的新符号。LSIS 的初始符号先有以上命题演算PC 中的①至④,再引入可能性的新符号◇,这个符号的另一种解释是“一致性”。按照C.I.刘易斯的意见,说一个命题是可能的,我们也可以说这个命题是一致的,这一点我们在后面还会有讨论。

◇表示可能性,◇p 用来表明任意命题p 是可能的,或者p具有可能性。

◇p 读作:“p 是可能的”或者“p 具有可能性”。

这个新引入的符号◇,实际上也可以用来表示实质蕴涵、合取和析取的逻辑性质,这分别成为◇(p→q)、◇(p∧q),以及◇(p∨q)。以下的分析将表明,这个◇符号引进之后,我们就有了一个更接近日常蕴涵意义的新蕴涵词。

实质蕴涵有太为宽泛的蕴涵意义,要把实质蕴涵的意义框定在更为符合直观的意义上,需要我们引入新的蕴涵,这个蕴涵,C.I.刘易斯称之为严格蕴涵。因为我们已经引进初始符号◇,依据这个符号,可以给出一个经过定义的新符号,即严格蕴涵⇒。

(2)定义

①定义:p∨q=¬(¬ p∧¬ q)。

②定义:p⇒q=¬◇(p∧¬ q)。

符号“⇒”表示严格蕴涵。

那么,什么是严格蕴涵呢?C.I.刘易斯使用◇、∧和¬ 来定义严格蕴涵。依据命题演算PC,实质蕴涵p→q 可以表达为¬(p∧¬ q)。C.I.刘易斯在这个蕴涵的基础上强化了新蕴涵的否定含义,不但要否定的,还要比这种否定更强的否定,一种不可能的否定。在¬(p∧¬ q)基础上增加一个◇符号在¬ 之后,这就成为严格蕴涵⇒的定义。

这无疑是告诉我们,说两个命题p 和q 之间是严格蕴涵关系,仅仅规定它们“并非前真后假”还不够,还要有比“并非”更严格的意义融贯其中,那就是“不可能前真后假”。它使得两个命题间的蕴涵关系更为严格,前件和后件之间的关系有那种“不得不如此为之”的味道,也许这就是称之为“严格蕴涵”的本意吧。很快我们就能知道,的确就是这种不得不为之的味道,前件和后件关系因为这种强否定的植入,它就和带有必然性的实质蕴涵等价。

因为⇒的引入,另一种不同于实质等值的新等值符号,在严格蕴涵系统中也有其对应定义,即严格等值的定义。

③定义(p⇔q)=(p⇒q)∧(q⇒p)。

符号“⇔”称作严格等值,严格蕴涵基础上的等值。

自然,LSIS 的公设是在严格蕴涵意义上的公设。

(3)LSIS 的公设

严格蕴涵系统LSIS 公理设置不完全等同于PC 中的公设,我们列出以下表格予以对照。

表2 LSIS 的公设和PC 中的公设对照表

(4)LSIS 的推理规则

我们在二值代数系统中没有提及到推理规则,实质蕴涵的10 多个定理的证明,我们依据的是其公设和实质蕴涵本身体现的真值指派4 原则。实际上,这4 个真值指派的原则可以概括为有关运算的推理法则,那就是替换规则、分离规则和合取规则。

①替换规则。

A.等值替换规则。

两个等价的命题表达式可以在合式的符号串中相互替换。

B.一致性替换规则。

在合式符号串中的任意命题符号,可以用任意命题符号p、q、r 等其他符号替换,只要这种替换在该符号出现的每一个地方都一致性地进行。

②合成规则。

任意两个命题,如果它们已经分别地被断定,即p 被断定,q 被断定,则其合取式p∧q 被断定。

③分离规则。

如果p 被断定,并且p⇒q 被断定,则我们就断定了q。

这个分离规则是不是和该系统的公设⑦相重?C.I.刘易斯对此做了简要解释。

该公设⑦仅仅只是告诉我们,复合的前提p∧(p⇒q)蕴涵着q。确信的一点是,该公设的逻辑意义和这个运算是一致的。但是,一个符号表达式不应与给出证明的一个运算操作相混淆,这正是逻辑斯蒂方法的关键所在。因此,公设⑦给出的只是一个符号表达式,并且这个公设独立于其他公设,它只是作为公设提出的,而作为推理规则的分离规则是作为运算的操作规则给出的。