Περίληψη
Αυτό το μάθημα ανοίγει τη δεύτερη ενότητα του κύκλου μαθημάτων, αφιερωμένη στην παραγωγή. Παρουσιάζει τα πέντε μαθήματά της και το νήμα που τα ενώνει, από τον ορισμό ενός τυπικού παραγωγικού συστήματος ως τους νόμους του Ντε Μόργκαν και τους επιμεριστικούς νόμους· τοποθετεί την ενότητα στην πορεία του κύκλου μαθημάτων, ανάμεσα στη γλώσσα, που έχει ήδη κατασκευαστεί, και στη σημασιολογία και τη μεταθεωρία, που θα ακολουθήσουν, και προλαβαίνει όσα αυτές θα πουν γι’ αυτήν· αιτιολογεί την επιλογή ενός αξιωματικού συστήματος, που κατασκευάζεται σε δύο στάδια (το σύστημα του Λουκασέβιτς, με τρία αξιωματικά σχήματα και τον modus ponens, και το σύστημα του κύκλου μαθημάτων, που του προσθέτει τον κανόνα της αντικατάστασης της διπλής άρνησης), και εξηγεί γιατί χρειάζεται αυτός ο δεύτερος κανόνας και γιατί τίθεται ως αίτημα αντί να αποδειχθεί· δείχνει με μια σύντομη παραγωγή πόση δουλειά κρύβει ένας στοιχειώδης συλλογισμός· διευκρινίζει τι παίρνει από την προηγούμενη ενότητα, δηλαδή τη μονοσήμαντη ανάγνωση, την επαγωγή (την ισχυρή στους φυσικούς αριθμούς και τη δομική) και την ανάπτυξη των συντομογραφιών, και δίνει συμβουλές για τη μελέτη της.
Μαθησιακοί στόχοι
- Να περιγράφουμε τη σειρά των πέντε μαθημάτων της ενότητας και να εξηγούμε ποια αποτελέσματα του καθενός χρησιμοποιεί το επόμενο.
- Να τοποθετούμε την παραγωγή στην πορεία του κύκλου μαθημάτων, να διακρίνουμε την παραγωγιμότητα από τη σημασιολογική συνέπεια και να εξηγούμε τι θα βεβαιώσουν η ορθότητα και η πληρότητα.
- Να εξηγούμε γιατί το σύστημα του κύκλου μαθημάτων προσθέτει στο σύστημα του Λουκασέβιτς έναν δεύτερο πρωταρχικό κανόνα, την αντικατάσταση της διπλής άρνησης, με βάση όσα τα τρία σχήματα μπορούν και δεν μπορούν να δουν σε μια κοινή άρνηση.
- Να διαβάζουμε μια σύντομη παραγωγή με αριθμημένες γραμμές, να διακρίνουμε την παραγωγή τύπων από την παραγωγή για παραγωγές, να αναγνωρίζουμε όσα η ενότητα παίρνει από την προηγούμενη και να οργανώνουμε τη μελέτη της με αφετηρία την αρχική αξιολόγηση.
Αρχική αξιολόγηση
Πριν διατρέξουμε την ενότητα, αξίζει να μετρήσουμε το σημείο εκκίνησης. Η αξιολόγηση αυτή είναι αυτοαξιολόγηση: δεν βαθμολογείται, και μοναδικός σκοπός της είναι να προσανατολίσει τη μελέτη. Οι δεκατρείς ερωτήσεις της είναι δύο ειδών. Οι τρεις πρώτες αφορούν όσα η ενότητα θεωρεί γνωστά από την προηγούμενη: τη μονοσήμαντη ανάγνωση, την ισχυρή επαγωγή και την ανάπτυξη των συντομογραφιών· όποιος απαντήσει λάθος σε κάποια πρέπει, πριν συνεχίσει, να επαναλάβει το μάθημα που κατονομάζει η ερώτηση. Οι υπόλοιπες δέκα αφορούν, με τη σειρά, τα πέντε μαθήματα αυτής της ενότητας: τρεις το πρώτο, τρεις το δεύτερο, δύο το τρίτο, μία το τέταρτο και μία το πέμπτο. Όποιος δεν έχει μελετήσει ποτέ παραγωγικό σύστημα δεν πρέπει να περιμένει να τις απαντήσει σωστά, και αυτό δεν έχει σημασία: κάθε απάντηση, σωστή ή λανθασμένη, εξηγεί το ζήτημα και κατονομάζει το μάθημα που το πραγματεύεται. Οι ίδιες δεξιότητες μετρώνται ξανά στο τέλος, στο μάθημα της σύνθεσης.
Πριν ξεκινήσεις την ενότητα, μέτρησε το σημείο εκκίνησής σου. Είναι μια σύντομη αυτοαξιολόγηση: δεν βαθμολογείται και το αποτέλεσμα αποθηκεύεται μόνο στον περιηγητή σου.
Ερώτηση 1Από προηγούμενες ενότητεςΗ συμβολοσειρά είναι σύνθετος τύπος, της μορφής . Ποιες είναι οι συνιστώσες του και ;
Η δεν είναι τύπος: ένας συνδετικός δίσκος απαιτεί δύο τύπους στη συνέχεια, και εδώ τον ακολουθεί μόνο η μεταβλητή · το συσσωρευμένο βάρος της είναι , όχι . Ούτε το υπόλοιπο, δύο διαδοχικές μεταβλητές, είναι τύπος.Το αποκλείει το θεώρημα της μονοσήμαντης ανάγνωσης: αν και οι τέσσερις συνιστώσες είναι τύποι, τότε και . Μια τομή σε άλλο σημείο αφήνει τουλάχιστον ένα κομμάτι που δεν είναι τύπος.Ένας σύνθετος τύπος έχει δύο συνιστώσες, και η κενή συμβολοσειρά δεν είναι τύπος. Επιπλέον, η συμβολοσειρά που ακολουθεί τον αρχικό δίσκο έχει τρεις μεταβλητές και έναν μόνο συνδετικό δίσκο, ενώ κάθε τύπος έχει ακριβώς μία μεταβλητή περισσότερη από τους συνδετικούς δίσκους.Μετά τον αρχικό δίσκο συσσωρεύονται τα βάρη των λέξεων: ο συνδετικός δίσκος αφαιρεί , και οι μεταβλητές και προσθέτουν η καθεμιά· το συσσωρευμένο βάρος φτάνει το για πρώτη φορά όταν τελειώνει η , και εκεί τελειώνει ο . Ο τύπος είναι ο , και λόγω της μονοσήμαντης ανάγνωσης δεν επιδέχεται άλλη ανάλυση: αυτό επιτρέπει να αναγνωρίζουμε χωρίς αμφισημία το ηγούμενο και το επόμενο μιας συνεπαγωγής όταν εφαρμόζουμε τον modus ponens.Ερώτηση 2Από προηγούμενες ενότητεςΣε μια απόδειξη με ισχυρή επαγωγή ότι κάθε φυσικός έχει μια ιδιότητα , τι μπορεί να υποτεθεί όταν αποδεικνύεται η ;
Αυτή είναι η επαγωγική υπόθεση της απλής επαγωγής. Αρκεί όταν η περίπτωση στηρίζεται μόνο στην προηγούμενη· όταν στηρίζεται σε οποιεσδήποτε μικρότερες περιπτώσεις, όπως ο modus ponens στις γραμμές μιας παραγωγής, πρέπει να υποτεθούν όλες.Περιλαμβάνει την , που είναι αυτό που θέλουμε να αποδείξουμε: αν την υποθέσουμε, το επιχείρημα γίνεται κυκλικό.Η ισχυρή επαγωγή δεν έχει χωριστή βάση: την περιέχει, γιατί για δεν υπάρχουν μικρότεροι φυσικοί και η επαγωγική υπόθεση δεν προσφέρει τίποτε. Μόνο όταν το επιχείρημα χρησιμοποιεί, για παράδειγμα, το , οι πρώτες περιπτώσεις πρέπει να εξεταστούν χωριστά.Είναι η επαγωγική υπόθεση της ισχυρής επαγωγής. Η ενότητα τη χρησιμοποιεί για να αποδείξει το θεώρημα της απαγωγής: η τελευταία γραμμή μιας παραγωγής μπορεί να προκύπτει με modus ponens από δύο οποιεσδήποτε προηγούμενες γραμμές, όχι κατ’ ανάγκη από την αμέσως προηγούμενη, και η επαγωγική υπόθεση πρέπει να καλύπτει και τις δύο.Ερώτηση 3Από προηγούμενες ενότητεςΜε τις επίσημες συντομογραφίες του κύκλου μαθημάτων, ποιον τύπο δηλώνει ο , γραμμένος με την κοινή άρνηση και την άρνηση;
Λείπει η εξωτερική άρνηση: η διάζευξη είναι η άρνηση της κοινής άρνησης, όχι η ίδια η κοινή άρνηση, που διαβάζεται «ούτε… ούτε».Αυτή είναι η διάζευξη : στη συνεπαγωγή, η εσωτερική άρνηση πέφτει στο ηγούμενο, όχι στο επόμενο.Κάθε συντομογραφία ορίζεται μία μόνο φορά και δηλώνει μία μόνο συμβολοσειρά, την οποία καθορίζει η ανάπτυξη. Αυτό που συμβαίνει είναι το αντίστροφο: μία και η ίδια συμβολοσειρά μπορεί να πάρει πολλά ονόματα.Η συνεπαγωγή συντομογραφεί τον , και η διάζευξη συντομογραφεί την άρνηση μιας κοινής άρνησης· επομένως . Η ενότητα αναπτύσσει έτσι τις συντομογραφίες κάθε φορά που χρειάζεται να ξέρει αν δύο εκφράσεις δηλώνουν τον ίδιο τύπο.Επανάληψη: Η γλώσσα της προτασιακής λογικής
Ερώτηση 4Το σχήμα A1 είναι ο . Είναι ο τύπος στιγμιότυπο του A1;
Αυτή η υποκατάσταση δίνει τον , όχι τον προτεινόμενο τύπο: και η τελευταία εμφάνιση του πρέπει να είναι η .Η εξωτερική μορφή δεν αρκεί: το σχήμα απαιτεί, επιπλέον, η τελευταία συνιστώσα να επαναλαμβάνει την πρώτη.Οι μεταμεταβλητές μπορούν να υποκατασταθούν με οποιουσδήποτε τύπους, και με μεταβλητές: ο είναι στιγμιότυπο του A1.Ένα στιγμιότυπο υποκαθιστά κάθε μεταμεταβλητή με ομοιόμορφο τρόπο: όλες τις εμφανίσεις του με τον ίδιο τύπο. Διαφορετικές μεταμεταβλητές μπορούν να πάρουν τον ίδιο τύπο, αλλά μία και η ίδια μεταμεταβλητή δεν μπορεί να πάρει δύο.Επανάληψη: Τυπικά παραγωγικά συστήματα
Ερώτηση 5Σε μια παραγωγή υπάρχουν ήδη οι γραμμές και , όπου οι και είναι διαφορετικοί τύποι. Ποιον τύπο επιτρέπει να γραφτεί ο modus ponens εφαρμοσμένος σε αυτές τις δύο γραμμές;
Το πέρασμα από το επόμενο στο ηγούμενο είναι η πλάνη της κατάφασης του επομένου, όχι ο modus ponens. Το πρώτο μάθημα αποδεικνύει, με μια σήμανση που τα αξιώματα και ο modus ponens διατηρούν, ότι ο δεν παράγεται από το με κανέναν τρόπο.Είναι η αντίστροφη της γραμμένης συνεπαγωγής, και κανένας κανόνας δεν την παράγει από εκείνη: μια συνεπαγωγή δεν αντιστρέφεται.Τίποτε στις δύο γραμμές δεν μιλά για την άρνηση του · ο modus ponens απλώς αποσπά το επόμενο μιας συνεπαγωγής της οποίας το ηγούμενο είναι ήδη γραμμένο.Από τους και προκύπτει ο · εδώ ο είναι ήδη γραμμένος, και ο modus ponens δεν επιτρέπει να ανεβούμε προς τα πίσω τη συνεπαγωγή.Επανάληψη: Τυπικά παραγωγικά συστήματα
Ερώτηση 6Ξέρουμε ότι , δηλαδή ότι υπάρχει μια παραγωγή του με μοναδική υπόθεση τον . Τι βεβαιώνει τότε το θεώρημα της απαγωγής;
Αν διαγράψουμε την υπόθεση, αλλάζει αυτό που βεβαιώνεται: από την υπόθεση παράγεται ο , και ο δεν είναι θεώρημα. Η υπόθεση δεν εξαφανίζεται· γίνεται το ηγούμενο.Αντιστρέφει τη φορά: η υπόθεση που αποφορτίζεται είναι το ηγούμενο, και το συμπέρασμα, το επόμενο.Οι παραγωγές δεν διατρέχονται ανάποδα: από την υπόθεση παράγεται, με το A1 και τον modus ponens, ο για οποιονδήποτε , και από αυτή τη συνεπαγωγή δεν ανακτάται ο .Το θεώρημα της απαγωγής αποφορτίζει μια υπόθεση και τη μετατρέπει σε ηγούμενο: αν , τότε · εδώ το είναι κενό. Αποδεικνύεται με ισχυρή επαγωγή στο πλήθος των γραμμών.Επανάληψη: Τυπικά παραγωγικά συστήματα
Ερώτηση 7Τι παράγεται, χωρίς άλλες υποθέσεις, από το σύνολο ;
Ο modus ponens χρειάζεται το ηγούμενο γραμμένο, και ο δεν είναι υπόθεση: από δύο συνεπαγωγές προκύπτει μια άλλη συνεπαγωγή, όχι ένας μεμονωμένος τύπος.Αλυσοδένει με την αντίθετη φορά: οι υποθέσεις πηγαίνουν από τον στον και από τον στον , και η αλυσίδα δεν διατρέχεται προς τα πίσω.Θα βεβαίωνε ότι ισχύουν ο και ο , και οι υποθέσεις δεν βεβαιώνουν κανέναν από τους δύο: λένε μόνο τι έπεται αν ισχύει ο ή αν ισχύει ο .Είναι ο υποθετικός συλλογισμός: οι συνεπαγωγές αλυσοδένονται. Παράγεται σε επτά γραμμές με τα A1, A2 και τον modus ponens, και το μάθημα τον μετατρέπει σε κανόνα που εφαρμόζεται κάτω από οποιοδήποτε σύνολο υποθέσεων.Επανάληψη: Τέσσερις τεχνικές παραγωγής
Ερώτηση 8Ο κανόνας της αντικατάστασης της διπλής άρνησης (ΑΔΑ) αλλάζει, σε μια γραμμή, μία μόνο εμφάνιση ενός υποτύπου, και δρα πάνω στη συμβολοσειρά της βασικής γλώσσας. Πόσες εμφανίσεις του υποτύπου περιέχει η συμβολοσειρά που δηλώνει ο ;
Διαβάζει τη συντομογραφία σαν να έδειχνε όλη τη συμβολοσειρά. Το βέλος κρύβει την εξωτερική άρνηση, , που γράφει δύο φορές το όρισμά της.Η συνεπαγωγή συντομογραφεί τον · η άρνηση του βρίσκεται στη συμβολοσειρά, κι ας μην τη δείχνει το βέλος, και ο κανόνας δρα πάνω στη συμβολοσειρά.Τέσσερα θα ήταν τα αντίγραφα ενός ορίσματος κάτω από δύο διαδοχικές αρνήσεις, όπως στον · εδώ υπάρχει μία μόνο εξωτερική άρνηση, που το διπλασιάζει μία φορά.Με τους επίσημους ορισμούς, ο είναι ο , δηλαδή ο : η εξωτερική άρνηση διπλασιάζει το όρισμά της. Επομένως, για να βάλουμε διπλή άρνηση μπροστά στο ηγούμενο χρειάζονται δύο εφαρμογές του κανόνα, μία σε κάθε αντίγραφο· το δεύτερο μάθημα το χρησιμοποιεί όταν επεκτείνει το θεώρημα της απαγωγής.Επανάληψη: Τέσσερις τεχνικές παραγωγής
Ερώτηση 9Ποιος τύπος προκύπτει από τον με αντιθετοαντιστροφή, χωρίς να προσθέσουμε διπλές αρνήσεις;
Είναι η αντίστροφη: αντιστρέφει τη φορά χωρίς να αλλάξει τα πρόσημα, και γενικά δεν παράγεται από τον δοσμένο τύπο.Αλλάζει τα πρόσημα χωρίς να αντιστρέψει τη φορά· ούτε αυτός παράγεται, γενικά, από τον δοσμένο τύπο.Ανακατεύει δύο πράξεις: αρνείται τον καθώς περνά, αλλά αφήνει τον όπως ήταν. Η πρώτη μορφή της αντιθετοαντιστροφής θα έδινε τον , με μία άρνηση περισσότερη.Είναι η δεύτερη μορφή της αντιθετοαντιστροφής: τα μέλη αλλάζουν πλευρά, και καθένα αλλάζει πρόσημο καθώς περνά· ο χάνει την άρνησή του και ο την κερδίζει. Οι δύο τύποι είναι αποδείξιμα ισοδύναμοι.Επανάληψη: Τέσσερις τεχνικές παραγωγής
Ερώτηση 10Δηλώνουν οι και τον ίδιο τύπο;
Ο ορισμός λέει ότι ο είναι ο , όχι ο . Το να παίρνουμε τον έναν για τον άλλο είναι το σφάλμα που αποφεύγει η ενότητα: σε άλλα κείμενα είναι ορισμός· σε αυτόν τον κύκλο μαθημάτων, αποτέλεσμα.Η ανάγνωση στα ελληνικά δεν κρίνει την ταυτότητα δύο συμβολοσειρών: αυτή κρίνεται με την ανάπτυξη των συντομογραφιών, και αυτές οι δύο έχουν διαφορετικά μήκη.Είναι αποδείξιμα ισοδύναμοι: το τρίτο μάθημα το αποδεικνύει με δύο εφαρμογές του κανόνα ΑΔΑ, χωρίς να χρειάζεται άλλο εργαλείο.Όταν αναπτύσσεται η συνεπαγωγή με ηγούμενο τον , εμφανίζεται ο στην πρώτη θέση της κοινής άρνησης. Το πέρασμα από τον έναν τύπο στον άλλο απαιτεί να αφαιρεθεί ή να προστεθεί αυτή η διπλή άρνηση μέσα στην κοινή άρνηση, και αυτό ακριβώς επιτρέπει ο κανόνας ΑΔΑ· επειδή η εξωτερική άρνηση διπλασιάζει το όρισμά της, ο κανόνας εφαρμόζεται δύο φορές, μία σε κάθε αντίγραφο.Επανάληψη: Οι συμμετρίες των συνδέσμων
Ερώτηση 11Ξέρουμε ότι , δηλαδή ότι καθένας παράγεται από τον άλλο. Τι δικαιολογεί ότι επίσης ;
Η άρνηση και των δύο πλευρών δεν είναι κανόνας του συστήματος, του οποίου οι μόνοι κανόνες είναι ο modus ponens και η αντικατάσταση της διπλής άρνησης, που απλώς ανταλλάσσει έναν υποτύπο με τον . Ότι η πράξη είναι θεμιτή είναι θεώρημα, και πρέπει να αποδειχθεί.Ο ορισμός λέει ποια συμβολοσειρά είναι ο , αλλά δεν συσχετίζει τον με τον : δύο ισοδύναμοι τύποι δεν είναι η ίδια συμβολοσειρά, ούτε οι αρνήσεις τους.Είναι αληθές, και η ενότητα το αποδεικνύει· επιπλέον, ένας τύπος μπορεί να αντικατασταθεί με έναν άλλο ισοδύναμο σε οποιαδήποτε θέση οποιουδήποτε τύπου.Από το προκύπτει · η αντιθετοαντιστροφή δίνει , και το αντίστροφο του θεωρήματος της απαγωγής · η άλλη φορά είναι όμοια. Για την κοινή άρνηση χρειάζεται, επιπλέον, το θεμελιώδες λήμμα.Επανάληψη: Οι συμμετρίες των συνδέσμων
Ερώτηση 12Από το σύνολο υποθέσεων παράγονται ένας τύπος και η άρνησή του . Τι μπορεί να συμπεράνει κανείς;
Συγχέει την παραδοχή με το συμπέρασμα: η αντίφαση ανασκευάζει την παραδοχή , ώστε το συμπέρασμα είναι .Αυτό θα απαιτούσε μια αντίφαση παραγμένη μόνο από το . Εδώ παράχθηκε από το , και μπορεί να οφείλεται στην προστιθέμενη παραδοχή· από το πράγματι παράγεται οποιοσδήποτε τύπος, με την έκρηξη.Αντίθετα: ότι μια παραδοχή οδηγεί σε αντίφαση επιτρέπει να την απορρίψουμε. Είναι ο συλλογισμός της εις άτοπον απαγωγής, παρών σε όλα τα μαθηματικά.Είναι η απαγωγή σε άτοπο στην κλασική της μορφή: αν η παραδοχή μαζί με το οδηγεί σε αντίφαση, ο παράγεται από το . Το τέταρτο μάθημα την αποδεικνύει με την έκρηξη, το θεώρημα της απαγωγής, το A3 και το θεώρημα .Επανάληψη: Οι τεχνικές της κλασικής λογικής
Ερώτηση 13Με ποιον τύπο είναι ισοδύναμη η άρνηση μιας συνεπαγωγής, ;
Αρνείται κάθε μέλος χωρίς να αγγίξει τον σύνδεσμο. Η άρνηση μιας συνεπαγωγής δεν είναι άλλη συνεπαγωγή: η άρνηση του «αν βρέχει, ο δρόμος βρέχεται» δεν είναι το «αν δεν βρέχει, ο δρόμος δεν βρέχεται», αλλά το «βρέχει και ο δρόμος δεν βρέχεται».Αρνείται μόνο το επόμενο. Αν ο δεν ισχύει, ισχύουν τόσο ο όσο και ο , και ένας τύπος δεν μπορεί να ισχύει ταυτόχρονα με την άρνησή του.Ανταλλάσσει τους ρόλους: μια συνεπαγωγή αποτυγχάνει όταν το ηγούμενο ισχύει και το επόμενο όχι, όχι αντίστροφα.Το να αρνηθούμε το «αν , τότε » σημαίνει να βεβαιώσουμε ότι ισχύει ο και δεν ισχύει ο . Το πέμπτο μάθημα το αποδεικνύει ως παραλλαγή των νόμων του Ντε Μόργκαν: ο είναι ο · οι νόμοι του Ντε Μόργκαν δίνουν τον , και η διπλή άρνηση, μαζί με την αντικατάσταση ισοδυνάμων, τον .
Φόρτωση του περιεχομένου…
Ολοκληρώθηκε
Συνδεθείτε για να αποθηκεύσετε την πρόοδό σας