Перейти к содержимому
Topos Uranos

Краткое содержание

Этот урок открывает четвёртый и последний содержательный раздел курса, посвящённый метатеории. Он представляет три его урока и нить, которая их связывает: два предыдущих раздела построили на одном и том же языке два понятия того, что следует из посылок, вывод Γ⊢φ\Gamma \vdash \varphi и семантическое следование Γ⊨φ\Gamma \models \varphi, а этот раздел доказывает, что они совпадают, сначала для конечного числа посылок (корректность, лемма Кальмара и полнота), затем для произвольных посылок (теорема компактности и сильная полнота), и предлагает, наконец, третий способ решать вопрос о следовании, метод резолюций, о котором тоже доказывает, что он корректен и полон. Объясняет, почему компактность доказывается раньше сильной полноты, а не наоборот; показывает на двух примерах вопросы, на которые ни поиск выводов, ни таблица истинности сами по себе ответить не могут; уточняет, что берётся из трёх предыдущих разделов, и даёт советы по его изучению.

Цели обучения

  1. Описывать последовательность трёх уроков раздела, объяснять, какие результаты каждого из них использует следующий, и обосновывать, почему компактность доказывается семантическим рассуждением раньше сильной полноты.
  2. Различать две стороны курса, выводимость Γ⊢φ\Gamma \vdash \varphi, экзистенциальную и конечную, и семантическое следование Γ⊨φ\Gamma \models \varphi, универсальное по бесконечному множеству оценок, и формулировать корректность и полноту в трёх их степенях.
  3. Объяснять, почему совпадение обоих отношений нельзя установить от случая к случаю, а только метатеоремами, и узнавать, какие инструменты предыдущих разделов (индукции, разбор случаев, теоремы о дедукции, лемма о совпадении, конъюнктивные формы) использует каждое доказательство.
  4. Читать выводы о выводах и семантические рассуждения раздела, различая на каждом шаге, о каком отношении идёт речь, и организовывать изучение, начиная со входной проверки.

Входная проверка

Прежде чем пройти раздел, стоит измерить исходную точку. Эта проверка является самопроверкой: она не оценивается, и её единственная цель состоит в том, чтобы направить изучение. Её пятнадцать вопросов бывают двух видов. Первые шесть касаются того, что раздел считает известным из предыдущих: определения семантического следования и его сведения к невыполнимости, значения стрелки Пирса, леммы о совпадении, конечности вывода и разбора случаев; тот, кто ошибётся в каком-либо из них, должен, прежде чем продолжать, повторить урок, который называет вопрос. Остальные девять касаются по порядку трёх уроков этого раздела, по три на каждый. Тот, кто никогда не изучал метатеорию логической системы, не должен рассчитывать ответить на них правильно, и это не важно: каждый ответ, правильный или ошибочный, объясняет вопрос и называет урок, где он разбирается. Те же умения измеряются снова в конце, в уроке итогов.

Входная проверка

Перед началом раздела оцени свою отправную точку. Это короткая самопроверка: она не оценивается, а результат хранится только в твоём браузере.

  1. Вопрос 1Из предыдущих разделовЧто означает Γ⊨φ\Gamma \models \varphi?

  2. Вопрос 2Из предыдущих разделовКакое из следующих утверждений равносильно Γ⊨φ\Gamma \models \varphi?

  3. Вопрос 3Из предыдущих разделовЕсли оценка vv даёт формуле α\alpha значение 11, какое значение она даёт формуле (α↓β)(\alpha \downarrow \beta)?

  4. Вопрос 4Из предыдущих разделовПеременные формулы φ\varphi суть v2v_{2} и v7v_{7}. Две оценки vv и ww дают одинаковые значения переменным v2v_{2} и v7v_{7} и противоположные значения всем остальным переменным. Если v(φ)=1v(\varphi) = 1, что можно утверждать о w(φ)w(\varphi)?

  5. Вопрос 5Из предыдущих разделовПусть Γ\Gamma есть бесконечное множество формул, такое что Γ⊢φ\Gamma \vdash \varphi. Что можно утверждать?

  6. Вопрос 6Из предыдущих разделовИзвестно, что Γ∪{p}⊢χ\Gamma \cup \{p\} \vdash \chi и что Γ∪{¬p}⊢χ\Gamma \cup \{\neg p\} \vdash \chi. Что позволяет заключить разбор случаев?

  7. Вопрос 7Система курса корректна. Что утверждает это свойство?

  8. Вопрос 8Пусть vv есть оценка, которая даёт 11 переменной pp и 00 переменной qq. Что утверждает лемма Кальмара с переменными pp и qq для формулы (p↔q)(p \leftrightarrow q)?

  9. Вопрос 9Может ли дедуктивная система быть корректной, не будучи полной?

  10. Вопрос 10Что утверждает теорема компактности?

  11. Вопрос 11Пусть Γ\Gamma есть бесконечное множество формул, такое что Γ⊨φ\Gamma \models \varphi. Что гарантирует компактность?

  12. Вопрос 12Первый урок доказывает полноту для конечных множеств посылок. Почему конечности вывода недостаточно, чтобы распространить её на бесконечное множество Γ\Gamma?

  13. Вопрос 13Какова резольвента дизъюнктов {p,¬q,r}\{p, \neg q, r\} и {q,s}\{q, s\}?

  14. Вопрос 14Какое множество дизъюнктов пытаются опровергнуть, чтобы решить резолюцией, верно ли, что {(p∨q),¬p}⊨q\{(p \vee q), \neg p\} \models q?

  15. Вопрос 15Можно ли резолюцией породить пустой дизъюнкт □\Box из множества {{p,q},{¬p,¬q}}\{\{p, q\}, \{\neg p, \neg q\}\}?