计算化知识发现语言逻辑〔第一卷〕〔13〕推理13.1推理的概念与分类
黄连璧著
13 推理 13.1 推理的概念与分类
通常认为,推理是从一个或几个命题推出另一个命题的思维形式,或说是从一个或几个判断得出另一个判断的思维过程。在这里,命题、判断、思维形式、思维过程都容易理解,但“推出”有与推理同义反复之嫌疑,“得出”又不容易理解。什么是得出呢?怎样得出呢?在笔者有限的阅读范围内,没有看到“得出”的合理解释。虽然如此,但还是可以从人们关于推理的分析与分类中看到“得出”的一些蛛丝马迹。推理的分析指的是将推理分为前提与结论的两部分。推理的分类指的是在传统逻辑中依据推理表现思维过程的方向,把推理分为演绎推理、归纳推理和类比推理;依据推理的前提是一个还是二个以上的命题,把推理分为直接推理和间接推理。推理的分类还指在现代逻辑中把推理分为必然性的推理,即前提蕴涵结论的推理,也即演绎推理。通常认为,从一般到特殊的是演绎推理,从特殊到一般的是归纳推理,从特殊到特殊的是类比推理。其中后两者为非演绎推理。
演绎推理中有前提蕴涵结论这一蛛丝马迹,蕴涵在计算化语言逻辑看来是一种同含对应,那么,其它种推理是否也有运算对应呢?如果有,则可以把“得出”理解为运算对应,也即变换。由此,即可以将推理定义为:
推理是认识对象的由命题组成有前提结论的知识空间结构第三层次的方法。
什么是前提?什么是结论?所有的前提与结论都是一种命题,但前提是推理的出发点命题,是结论成立的根据命题,而结论是推理的结果命题。通常称为公理、原则、定义(定义有时已是推理)等的命题是前提,而称为定理的命题是结论。当然作为一结论的定理也可以作为另结论的前提。至于定理下面标明的证明,其实就是一推理过程。
上述已知,推理可以分为演绎推理、归纳推理与类比推理。在演绎推理中又可以再划分为模态演绎推理与非模态演绎推理。在非模态演绎推理中又可以划分为简单判断推理与复合判断推理。简单判断推理又可以划分为性质判断推理与关系判断推理。在性质判断推理中又可以划分为直接推理与间接推理——三段论。在直接推理中又可以划分为换质法、换位法、换质位法、附性法推理。在复合判断推理中又可以划分为假言推理、选言推理、联言推理、二难推理等。(1)
演绎推理分类
另有从前提的多少,将推理分为直接推理与间接推理两大类。直接推理是含有一个前提的推理,间接推理是含有两上或两个以上前提的推理。(2)
计算化语言逻辑是从计算式的角度对推理进行分类。主要的大类有无序集合与有序集合类,然后在各自的大类中再分小类。
无序集合的大类有小类:
(一)从三个集合已知的对应前提中变换未知的对应结论的推理。例如
(1) 若a~b~c为真,则a~c为真。
(2) 若a∈b←c为真,则a∈c可真可假。
A←c可真可假。
A☆c可真可假。
a~c为假。
A→c为假。
(二)从三个集合已知的对应与运算前提中,变换未知的对应结论的推理。例如
(1) 若a~b,a-b~p为真,则仅有a∈p,b∈p为真。
(2) 若a←b,a∧b~p为真,则仅有a~p,b→p为真。
(三)从三个集合已知的对应前提,变换未知的运算与对应结论的推理。例如
(1) 若a~b,a~p,b~p为真,则a-b∈p为真;a∧b~p为真;a∨b~p为真。
(2) 若a∈b,a∈p,b→p为真,则a-b∈p为真;a∧b~p为真;a∨b→p为真。
(四)从四个集合已知的对应与运算前提中,变换未知的对应结论的推理。例如
(1) 若a~b,x~y,a-b~x-y为真,则仅有a~x,b~y;a∈x,b∈y;a→x,b→y;a←x,b←y;a☆x,b☆y可真。
(2) 若a~b,x~y,a-b∈x∧y为真,则仅有a~x,b~y;a∈x,b∈y;a→x,b→y;a←x,b←y;a☆x,b☆y可真。
(五)从四个集合已知的对应前提中,变换未知的运算对应结论的推理。例如
(1) 若a~b,x~y,a~x,b~y,则仅有下列
a-b~x-y为真,a∧b∈x-y为真,a∨b∈x-y为真,
a-b∈x∧y为真,a∧b~x∧y为真,a∨b~x∧y为真,
a-b∈x∨y为真,a∧b~x∨y为真,a∨b~x∨y为真。
(2) 若a∈b,x~y,a~x,b∈y,则仅有下列
a-b∈x-y为真,a∧b~x-y为真,a∨b∈x-y为真,
a-b~x∧y为真,a∧b∈x∧y为真,a∨b→x∧y为真,
a-b~x∨y为真,a∧b∈x∨y为真,a∨b→x∨y为真。
(六)从四个集合已知运算前提中,变换未知的对应结论的推理。例如
(1) 若a-b~x-y成立,则下列任一组对应成立。
一、a~b,x~y,a~x,b~y。
二、a~b,x~y,a∈x,b∈y。
三、a~b,x~y,a→x,b→y。
四、a~b,x~y,a←x,b←y。
五、a~b,x~y,a☆x,b☆y。
……
(2) 若a∧b→x-y成立,则下列任一组对应也成立。例如
一、a~b,x∈y,a→x,b∈y。
二、a~b,x∈y,a→x,b→。
三、a~b,x∈y,a→x,b☆y。
四、a~b,x→y,a~x,b→。
五、a~b,x→y,a→x,b→y。
……
(七)从四个集合已知变换前提中,变换未知的变换结论的推理。例如
(1) 若a~b,x∈y,a∈x,b→y,则
一、(∈) k~(a-b)~(a-b)-(x-y)∈(x-y)~x。
二、(∈) k~(a-b)~(a-b)∧(x-y)∈(x-y)~x。
三、(∈) k~(a-b)∈(a-b)∨(x-y)~(x-y)~x。
四、(~) k~(a-b)~(a-b)-(x∧y)~(x∧y)~k。
五、(~) k~(a-b)~(a-b)∧(x∧y)~(x∧y)~k。
……
(2) 若a~b,x∈y,a∈x,b→y,则
一、(~) k~(a-b)~(a-b)-(x-y)~(x-y)~k。
二、(~) k~(a-b)~(a-b)∧(x-y)~(x-y)~k。
三、(~) k~(a-b)~(a-b)∨(x-y)~(x-y)~k。
四、(∈) k~(a-b)~(a-b)-(x∧y)~(x∧y)~x。
五、(∈) k~(a-b)~(a-b)∧(x∧y)~(x∧y)~x。
……
以上所说的几种推理,只是无序集合的基本式的推理。这些基本式虽然只有三个四个的集合,但由基本式可以扩充到任意个集合。
例如,由a∧b~p,有
(a1Y1a2)∧(b1Y2b2)~p
[(a1Y1a2)∨(a3Y2a4)]∧(b1Y3b2)~p
……
由a∧b~x∨y,有
(a1Y1a2)∧(b1Y2b2)~(x1Y3x2)∨(y1Y4y2)
[(a1Y1a2)∨(a3Y2a4)]∧(b1Y3b2)~(x1Y4x2)∨(y1Y5y2)
……
上述的Y指的是运算。
有无序集合的推理,必有有序集合的推理。
所谓有序集,指的是有位置区别的集合。
所谓无序集,指的是无位置区别的集合。
例如,ab与ba集合,就无序集看来,ab同ba;但在有序集看来,ab与ba并非全部同一集合,因为ab与ba有位置区别,只有当a~b,b~a时,ab才能同ba,其余都不能说ab同ba。
位置的区别有一维位置的区别,也有非一维位置的区别。
一维位置的区别有两个集合的位置区别,有三个集合位置的区别等等。
定义13.1.1
设一有序集为(a1, a2, …, an),另一有序集为(b1, b2, …, bn),若a1~b1, a2~b2, …, an~bn,则(a1, a2, …, an)~(b1, b2, …, bn)为真。
定义13.1.2
设一有序集为(a1, a2, …, an),另一有序集为(b1, b2, …, bn),若a1∈b1, a2∈b2, …, an∈bn,则(a1, a2, …, an)∈(b1, b2, …bn, )为真。
定义13.1.3
设一有序集为(a1, a2, …, an),另一有序集为(b1, b2, …, bn),若a1→b1, a2→b2, …, an→bn,则(a1, a2, …, an)→(b1, b2, …, bn)为真。或
(b1, b2, …, bn)←(a1, a2, …, an)为真。
定义13.1.4
设一有序集为(a1, a2, …, an),另一有序集为(b1, b2, …, bn),若a1~b1, a2~b2, …, 但最少有an→bn,则(a1, a2, …, an)→(b1, b2, …, bn)为真。或
(b1, b2, …, bn)←(a1, a2, …, an)为真。
定义13.1.5
设一有序集为(a1, a2, …, an),另一有序集为(b1, b2, …, bn),若
(a1, a2, …, an)~(b1, b2, …, bn)为假;
(a1, a2, …, an)∈(b1, b2, …, bn)为假;
(a1, a2, …, an)→(b1, b2, …, bn)为假;
(a1, a2, …, an)←(b 1, b2, …, bn)为假;则
(a1, a2, …, an)☆(b1, b2, …, bn)为真。
定义13.1.6
设一有序集为a~(a1, a2, …, an),另一有序集为b~(b1, b2, …, bn),
若a~b为真,则a-b~(a1-b1, a2-b2, …, an-bn)~k为真。
若a∈b为真,则a-b~(a1-b1, a2-b2, …, an-bn)~a为真。
若a→b为真,则a-b~(a1-b1, a2-b2, …, an-bn)~b′为真。
若a←b为真,则a-b~(a1-b1, a2-b2, …, an-bn)~k为真。
若a☆b为真,则a-b~(a1-b1, a2-b2, …, an-bn)~b′为真。
若a为有序集,k为空集,则a-k~a,k-a~k,k-k~k为真。
定义13.1.7
设一有序集为a~(a1, a2, …, an),另一有序集为b~(b1, b2, …, bn),
若a~b为真,则a∧b~(a1∧b1, a2∧b2, …, an∧bn)~a~b为真。
若a∈b为真,则a∧b~(a1∧b1, a2∧b2, …, an∧bn)~k为真。
若a→b为真,则a∧b~(a1∧b1, a2∧b2, …, an∧bn)~b为真。
若a←b为真,则a∧b~(a1∧b1, a2∧b2, …, an∧bn)~a为真。
若a☆b为真,则a∧b~(a1∧b1, a2∧b2, …, an∧bn)为真。
若a为有序集,k为空集,则a∧k~a,k∧a~k,k∧k~k。
定义13.1.8
设一有序集为a~(a1, a2, …, an),另一有序集为b~(b1, b2, …, bn),
若a~b为真,则a∨b~(a1∨b1, a2∨b2, …, an∨bn)~a~b为真。
若a∈b为真,则a∨b~(a1∨b1, a2∨b2, …, an∨bn)~a∨b为真。
若a→b为真,则a∨b~(a1∨b1, a2∨b2, …, an∨bn)~a为真。
若a←b为真,则a∨b~(a1∨b1, a2∨b2, …, an∨bn)~b为真。
若a☆b为真,则a∨b~(a1∨b1, a2∨b2, …, an∨bn)~a∨b为真。
若a为有序集,k为空集,则a∨k~a,k∨a~a,k∨k~k为真。
以上所定义的有序集的对应是以n=n为条件基础的,若n<m,则有下列定义:
定义13.1.9
设一有序集为(a1, a2, …, an),另一有序集为(b1, b2, …, bn, …, bm),n<m,若a1~b1,a2~b2, …, an~bn,则
(a1, a2, …, an)←b1, b2, …, bn, …, bm)为真。
定义13.1.10
设一有序集为(a1, a2, …, an),另一有序集为(b1, b2, …, bn, …, bm),n<m,若a1∈b1,a2∈b2, …, an∈bn,则
(a1, a2, …, an)∈(b1, b2, …, bn, …, bm)为真。
定义13.1.11
设一有序集为(a1, a2, …, an),另一有序集为(b1, b2, …, bn, …, bm),n<m,若a1←b1,a2←b2, …, an←bn,则
(a1, a2, …, an)←(b1, b2, …, bn, …, bm)为真。
定义13.1.12
设一有序集为(a1, a2, …, an),另一有序集为(b1, b2, …, bn, …, bm),n<m,若a1~b1,a2~b2, …, 但最少有an←bn,则
(a1, a2, …, an)←(b1, b2, …, bn, …, bm)为真。
定义13.1.13
设一有序集为(a1, a2, …, an),另一有序集为(b1, b2, …, bn, …, bm),n<m,若
(a1, a2, …, an)~(b1, b2, …, bn, …, bm)为假;
(a1, a2, …, an)∈(b1, b2, …, bn, …, bm)为假;
(a1, a2, …, an)→(b1, b2, …bn…bm, )为假;
(a1, a2, …, an)←(b1, b2, …, bn, …, bm)为假;则
(a1, a2, …, an)☆(b1, b2, …, bn, …, bm)为真。
上前后两有序集的相同、相含其实是不存在的,事实只存在相斥、含于、相容的三种对应。
定义13.1.14
设一有序集为a~(a1, a2, …, an),另一有序集为b~(b1, b2, …, bn, …, bm),
若a∈b为真,则a-b~(a1-b1, a2-b2, …, an-bn, …, k-bm)~a为真。
若a←b为真,则a-b~(a1-b1, a2-b2, …, an-bn, …, k-bm)~k为真。
若a☆b为真,则a-b~(a1-b1, a2-b2, …, an-bn, …, k-bm)~b′为真。
定义13.1.15
设一有序集为b~(b1, b2, …, bn, …, bm),另一有序集为a~(a1, a2, …, an),
若b∈a为真,则b-a~(b1-a1, b2-a2, …, bn-an, …, bm-k)~b为真。
若b→a为真,则b-a~(b1-a1, b2-a2, …, bn-an, …, bm-k)~a′为真。
若b☆a为真,则b-a~(b1-a1, b2-a2, …, bn-an, …, bm-k)~a′为真。
定义13.1.16
设一有序集为a~(a1, a2, …, an),另一有序集为b~(b1, b2, …, bn, …, bm),
若a∈b为真,则a∧b~(a1∧b1, a2∧b2, …, an∧bn, …, k∧bm)~k为真。
若a←b为真,则a∧b~(a1∧b1, a2∧b2, …, an∧bn, …, k∧bm)~a为真。
若a☆b为真,则a∧b~(a1∧b1, a2∧b2, …, an∧bn, …, k∧bm)为真。
定义13.1.17
设一有序集为a~(a1, a2, …, an),另一有序集为b~(b1, b2, … bn, …, bm),
若a∈b为真,则a∨b~(a1∨b1, a2∨b2, …, an∨bn, …, k∨bm)~a∨b为真。
若a←为真,则a∨b~(a1∨b1, a2∨b2, …, an∨bn, …, k∨bm)~b为真。
若a☆b为真,则a∨b~(a1∨b1, a2∨b2, …, an∨bn, …, k∨bm)~a∨b为真。
定义13.1.18
设一有序集为(amb),另一有序集为(xny),
(amb)∨(xny)~(a∨x) (m∨n) (b∨y),若
amb,amy为真
anb,any为真
xmb,xmy为真
xnb,xmy为真,则
(a∨x) (m∨n) (b∨y)→amb为真
(a∨x) (m∨n) (b∨y)→amy为真
(a∨x) (m∨n) (b∨y)→anb为真
(a∨x) (m∨n) (b∨y)→any为真
(a∨x) (m∨n) (b∨y)→amb为真
(a∨x) (m∨n) (b∨y)→amy为真
(a∨x) (m∨n) (b∨y)→anb为真
(a∨x) (m∨n) (b∨y)→any为真。
否则若amy,any等为假,
则(a∨x) (m∨n)(b∨y)→ (amy)为假。
(a∨x) (m∨n) (b∨y)→any)为假。等等。
有序集的运算若最后只剩几个单一集合的运算,则这是无序集的运算,应按无序集的定义进行运算。
明白了有序集的变换定义后,有序集的推理也就容易理解了。有序集的推理主要有
(一)从两个集合已知的对应前提中,变换未知的运算对应结论的推理。例如
(1)若a~b,x~y,a~x,b∈y,则
(ab)☆(xy)
(ab)→(ab)-(xy)~(a-x) (b-y)~b∈(xy)
(ab)→(ab)∧(xy)~(a∧x) (b∧y)~a∈(xy)
(ab)←(ab)∨(xy)~(a∨x) (b∨y)~(aby)→xy)
(2)若a∈b,x∈y,a~x,b→y,则
(ab)→(xy)
(ab)→(ab)-(xy)~(a-x) (b-y)~y′∈(xy)
(ab)→(ab)∧(xy)~(a∧x) (b∧y)~(ay)~(xy)
(ab)~(ab)∨(xy)~(a∨x) (b∨y)~(ab)→xy)
(三)从三个集合已知的对应前提中,变换未知的运算对应结论的推理。例如
(1)若a~b,x~y,a~x,b~y,m←n,则
(amb)←xny)
(amb)∈(amb)-(xny)~(a-x) (m-n) (b-y)~k∈(xny)
(amb)~(amb)∧(xny)~(a∧x) (m-n) (b∧y)←xny)
(amb)?← mb)∨(xny)~(a∨x) (m-n) (b∨y)~(xny)
(2)若a~b,x→,a~x,b→y,m∈n,则
(amb)☆(xny)
(amb)→amb)-(xny)~(a-x) (m-n) (b-y)~(my′)∈(xny)
(amb)→(amb)∧(xny)~(a∧x) (m-n) (b∧y)~(ay)←(xny)
(amb)←(amb)∨(xny)~(a∨x) (m-n) (b∨y)~(amnb)→xny) 等等。
下面基于计算化语言逻辑的推理,对传统逻辑的推理作些讨论。
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