Μετάβαση στο περιεχόμενο
Topos Uranos

Επαγωγή στους φυσικούς αριθμούς και στους τύπους

Περίληψη

Οι τύποι της προτασιακής λογικής είναι άπειροι, και κάθε ισχυρισμός για όλους αυτούς απαιτεί μια μέθοδο που δεν συνίσταται στο να τους ελέγξουμε έναν έναν. Αυτό το μάθημα την οικοδομεί σε δύο ορόφους. Ο πρώτος είναι η επαγωγή στους φυσικούς αριθμούς, στην απλή της μορφή και στην ισχυρή, που συνάγεται από την απλή· ο δεύτερος είναι η επαγωγή στην πολυπλοκότητα των τύπων, ή δομική επαγωγή, που θεμελιώνεται με ισχυρή επαγωγή στο μήκος. Με αυτήν αποδεικνύεται το λήμμα του βάρους για τη γλώσσα των κύκλων και των δίσκων (κάθε τύπος ζυγίζει +1+1 και κάθε γνήσιο και μη κενό πρόθεμα κατά λέξεις ζυγίζει το πολύ 00), και από αυτό συνάγεται ότι κανένας τύπος δεν είναι γνήσιο πρόθεμα άλλου και, από αυτό, η μονοσήμαντη ανάγνωση: κάθε σύνθετος τύπος αναλύεται με έναν μόνο τρόπο στον αρχικό του δίσκο και στις δύο συνιστώσες του. Τέλος, η μονοσήμαντη ανάγνωση νομιμοποιεί τους αναδρομικούς ορισμούς πάνω στους τύπους (μήκος, πλήθος μεταβλητών και συνδετικών δίσκων, υποτύποι, βάθος) και την υποκατάσταση ενός υποτύπου από έναν άλλο.

Μαθησιακοί στόχοι

  1. Να αποδεικνύει με απλή και με ισχυρή επαγωγή ιδιότητες των φυσικών αριθμών, ελέγχοντας τη βάση και εντοπίζοντας το σφάλμα μιας εσφαλμένης επαγωγής.
  2. Να αποδεικνύει ότι όλοι οι τύποι έχουν μια ιδιότητα με επαγωγή στην πολυπλοκότητά τους, χειριζόμενος τις μεταβλητές και τον μοναδικό κανόνα σχηματισμού ως τις μόνες περιπτώσεις.
  3. Να αποδεικνύει το λήμμα του βάρους και να συνάγει από αυτό ότι κανένας τύπος δεν είναι γνήσιο πρόθεμα άλλου και ότι κάθε σύνθετος τύπος έχει μονοσήμαντη ανάγνωση.
  4. Να ορίζει συναρτήσεις πάνω στους τύπους με αναδρομή (μήκος, βάθος, υποτύποι, υποκατάσταση) και να αποδεικνύει με επαγωγή σχέσεις ανάμεσά τους.

Ισχυρισμοί για όλους τους τύπους

Στο μάθημα για τη γλώσσα της προτασιακής λογικής οι τύποι κατασκευάστηκαν από δύο σύμβολα, τα ∘\sigO και ∙\sigI, που τα ονομάζουμε κύκλο και δίσκο, και από έναν μόνο κανόνα σχηματισμού. Υπάρχουν άπειροι τύποι, και πολλοί από τους ισχυρισμούς που έχουν σημασία αφορούν όλους: ότι κάθε τύπος τελειώνει σε δίσκο, ότι κανένας τύπος δεν διαβάζεται με δύο τρόπους, ότι σε κάθε τύπο υπάρχει μία μεταβλητή περισσότερη από τους συνδετικούς δίσκους. Τέτοιοι ισχυρισμοί δεν είναι τύποι της γλώσσας που μελετάμε, αλλά αποφάνσεις γι' αυτήν, διατυπωμένες στη μεταγλώσσα (στην ελληνική γλώσσα, με τη βοήθεια του μαθηματικού συμβολισμού)· η απόδειξή τους, επομένως, δεν είναι μια παραγωγή μέσα σε ένα τυπικό σύστημα, αλλά ένας συνηθισμένος μαθηματικός συλλογισμός που έχει ως αντικείμενο το τυπικό σύστημα. Γι' αυτό ονομάζονται μεταθεωρητικές ή εξωτερικές αποδείξεις.

Ωστόσο, κανένα πλήθος επαληθευμένων παραδειγμάτων δεν αποδεικνύει έναν ισχυρισμό για άπειρα αντικείμενα. Έπεται ότι χρειάζεται μια αρχή που να επιτρέπει να συμπεράνουμε, από πεπερασμένο πλήθος επαληθεύσεων, ότι μια ιδιότητα ισχύει σε άπειρες περιπτώσεις. Η αρχή αυτή είναι η επαγωγή. Παρουσιάζεται πρώτα στους φυσικούς αριθμούς, όπου είναι πιο οικεία, και έπειτα στους τύπους, όπου στηρίζεται στην προηγούμενη. Το ίδιο εργαλείο θα αποδείξει, στην ενότητα της μεταθεωρίας, την ορθότητα και την πληρότητα του παραγωγικού συστήματος.