逻辑演变分析解答 形式逻辑和数学逻辑有什么区别( 二 )

  • P(0) 成立;
  • 对于任意 n∈?,若 P(n) 成立,则 P(n+1) 成立;
【逻辑演变分析解答 形式逻辑和数学逻辑有什么区别】则,对于自然数集合 ? 中的任意元素 n,P(n) 都成立 。
作为新的逻辑工具来使用,这称为数学归纳法 。
数学还发展了概率论,于是部分不完全归纳逻辑 ,可用概率来表达 归纳推理的可靠性后,就变成统计归纳法,例如,
总体S的n个样本m个样本是 P剩下的个样本不是 P────────────────S有m/n的概率是P这样,这部分归纳逻辑就成为了有一种数学工具,被数学(特别是统计学)广泛使用 。而科学归纳法是对不完全归纳逻辑的科学使用,它只能作为数学家在研究数学时 的方式,不能作为逻辑工具被数学使用 。
D.形式逻辑系统的具体定义是什么?在一阶谓词逻辑基础上,我们用 L 表示一个逻辑系统使用的 符号的 总体,称为 一门 语言,例如:
  • 群语言: L = {?, e}
语言 L 中的 符号是抽象的,我们需要对它具体化,例如:
  • 整数加法群:? = {?, +, 0}
  • 自然数乘法群:? = {?, × , 1}
这些成为 语言L的 结构 。
同一个 L 语言的公式(即,命题) φ,在 L 的不同结构中可能逻辑 真假不同 。又设 Γ 语言 L 的公式组成的集合 。对于任意 L的结构M,若 Γ中的所有公式在M中为真,则 φ 在M中一定为真,我们称 Γ 重言蕴含 φ,记为 Γ ? φ 。
一阶谓词逻辑的推演系统 PF,包括:
  • 一组一阶谓词逻辑公式,称为 推演公理,记为 Λ,例如:A → (B → A);
  • 一组推理规则,例如:分离规则 A∧(A→B) ? B (充足理由律);
对于 Γ 和 φ,若 存在 一组 公式序列 a? a? a? ... a?=φ,满足 :
  • a? ∈ Γ ∪ Λ ;

  • a? 由 a?, a?(u, v < i) 经过 推理规则 得到;
则称 φ 是 Γ 的 定理,Γ 是 公理 。
E.数学系统的逻辑缺陷是什么?我们在之前已经说过,一阶谓词逻辑具有可靠性和完全性,因此被数学逻辑所使用 。
  • 可靠性 是说,一个公理系统 Γ 的任何定理 φ 都是 Γ 重言蕴含,即,若 Γ ? φ 则 Γ ? φ;
  • 可靠性的逆命题,任意 Γ 重言蕴含 φ 都是 Γ 的定理,就是 完全性,即,若 Γ ? φ 则 Γ ? φ;
后者被哥德尔首先证明,称为哥德尔完全性定理 。
但是,这只是一阶谓词逻辑系统,而数学逻辑系统,又加入了完全归纳逻辑,由前面的定义看出,这是建立在 算术系统之上的,因此,这要求 数学必须先加入算术系统 ?,这就出现了问题 。
对于由 L语言 公式组成的公理系统 Γ,
  • 一致性(自洽性):若 存在公式 φ,同时有 Γ ? φ 和 Γ ? ? φ,则称 Γ 是不一致的,否则 称 是一致的 ;(满足 矛盾律)
  • 完全性(完备性):对于 任何 公式 φ,总有 Γ ? φ 或 Γ ? ? φ,则称 Γ 是 完全的,否则 称 不完全的;(满足 排中律)
而哥德尔证明了,哥德尔第一不完全性定理:
  • 含有 ? 的 Γ 不能同时保证 一致性 和 完全性;
于是,数学只能牺牲 完全性 而 让位于 一致性,但是遗憾的是,
哥德尔同时又证明了,哥德尔第二不完全性定理:
  • 一致系统 Γ 的 一致性 不能在Γ内被证明;
这就是数学系统的两大逻辑缺陷 。
第一个缺陷告诉我们,数学永远不可能搭建一个可以证明任何命题的公理系统,哥德巴赫猜想很可能是当前数论系统的不完全实例 。
第二个缺陷告诉我们,对于公理系统的 一致性,我们只能在没有发现矛盾时,被迫承认 。


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