Допустимое правило

В логике правило вывода допустимо в формальной системе , если набор теорем системы не изменяется при добавлении этого правила к существующим правилам системы. Другими словами, каждая формула , которая может быть выведена с использованием этого правила, уже выводима без этого правила, поэтому, в некотором смысле, она избыточна. Понятие допустимого правила было введено Полом Лоренценом (1955).

Определения

Допустимость систематически изучалась только в случае структурных (т.е. замкнутых относительно подстановки ) правил в пропозициональных неклассических логиках , которые мы опишем далее.

Пусть набор основных пропозициональных связок фиксирован (например, в случае суперинтуиционистских логик или в случае мономодальных логик ). Правильно построенные формулы строятся свободно с использованием этих связок из счетно бесконечного набора пропозициональных переменных p 0 , p 1 , .... Подстановка σ — это функция из формул в формулы, которая коммутирует с применениями связок, т.е. { , , , } {\displaystyle \{\to ,\land ,\lor ,\bot \}} { , , } {\displaystyle \{\to ,\bot ,\Box \}}

σ ф ( А 1 , , А н ) = ф ( σ А 1 , , σ А н ) {\displaystyle \сигма f(A_{1},\точки,A_{n})=f(\сигма A_{1},\точки,\сигма A_{n})}

для каждой связки f и формул A 1 , ... , A n . (Мы также можем применять подстановки к наборам Γ формул, делая σ Γ = { σA : A ∈ Γ}. ) Отношение следствия в стиле Тарского [1] — это отношение между наборами формул и формулами, такое, что {\displaystyle \vdash}

  1. А А , {\displaystyle A\vdash A,}
  2. если то («ослабление») Г А {\displaystyle \Гамма \vdash A} Г , Δ А , {\displaystyle \Гамма ,\Дельта \vdash A,}
  3. если и тогда («композиция») Г А {\displaystyle \Гамма \vdash A} Δ , А Б {\displaystyle \Delta ,A\vdash B} Г , Δ Б , {\displaystyle \Гамма ,\Дельта \vdash B,}

для всех формул A , B и наборов формул Γ, Δ. Отношение следствия такое, что

  1. если тогда Г А {\displaystyle \Гамма \vdash A} σ Г σ А {\displaystyle \сигма \Гамма \vdash \сигма А}

для всех подстановок σ называется структурным . (Обратите внимание, что термин «структурный», используемый здесь и далее, не связан с понятием структурных правил в секвенциальных исчислениях .) Структурное отношение следования называется пропозициональной логикой . Формула A является теоремой логики , если . {\displaystyle \vdash} А {\displaystyle \varnothing \vdash A}

Например, мы отождествляем суперинтуиционистскую логику L с ее стандартным отношением следствия, порожденным modus ponens и аксиомами, а нормальную модальную логику — с ее глобальным отношением следствия, порожденным modus ponens, необходимостью и (как аксиомами) теоремами логики. Л {\displaystyle \vdash _{L}} Л {\displaystyle \vdash _{L}}

Правило структурного вывода [2] (или просто правило для краткости) задается парой (Γ, B ), обычно записываемой как

А 1 , , А н Б или А 1 , , А н / Б , {\displaystyle {\frac {A_{1},\dots ,A_{n}}{B}}\qquad {\text{или}}\qquad A_{1},\dots ,A_{n}/B,}

где Γ = { A 1 , ... , A n } — конечный набор формул, а B — формула. Примером правила является

σ А 1 , , σ А н / σ Б {\displaystyle \сигма A_{1},\точки,\сигма A_{n}/\сигма B}

для подстановки σ . Правило Γ/ B выводимо в , если . Оно допустимо, если для каждого экземпляра правила σB является теоремой всякий раз, когда все формулы из σ Γ являются теоремами. [3] Другими словами, правило допустимо, если оно при добавлении к логике не приводит к новым теоремам. [4] Мы также пишем , если Γ/ B допустимо. (Заметим, что является структурным отношением следствия само по себе.) {\displaystyle \vdash} Г Б {\displaystyle \Гамма \vdash B} Г | Б {\displaystyle \Gamma \mathrel {|\!\!\!\sim} B} . | {\displaystyle {\phantom {.}}\!{|\!\!\!\sim }}

Каждое выводимое правило допустимо, но не наоборот в общем случае. Логика структурно полна, если каждое допустимое правило выводимо, т.е. . [5] = | {\displaystyle {\vdash }={\,|\!\!\!\sim }}

В логиках с хорошо ведущейся связкой конъюнкции (таких как суперинтуиционистская или модальная логика) правило эквивалентно в отношении допустимости и выводимости. Поэтому принято иметь дело только с унарными правилами A / B . А 1 , , А н / Б {\displaystyle A_{1},\точки,A_{n}/B} А 1 А н / Б {\displaystyle A_{1}\land \точки \land A_{n}/B}

Примеры

  • Классическое исчисление высказываний ( CPC ) структурно полно. [6] Действительно, предположим, что A / B — невыводимое правило, и зафиксируем присваивание v, такое, что v ( A ) = 1 и v ( B ) = 0. Определим подстановку σ, такую, что для каждой переменной p , σp = если v ( p ) = 1 и σp = если v ( p ) = 0. Тогда σA — теорема, но σB — нет (на самом деле, ¬ σB — теорема). Таким образом, правило A / B также недопустимо. (Тот же аргумент применим к любой многозначной логике L, полной относительно логической матрицы, все элементы которой имеют имя на языке L. ) {\displaystyle \top} {\displaystyle \bot}
  • Правило Крейзеля - Патнэма (также известное как правило Харропа или правило независимости посылок )
( К П Р ) ¬ п д г ( ¬ п д ) ( ¬ п г ) {\displaystyle ({\mathit {KPR}})\qquad {\frac {\neg p\to q\lor r}{(\neg p\to q)\lor (\neg p\to r)}}}
допустимо в интуиционистском пропозициональном исчислении ( ИПС ). Фактически, оно допустимо в любой суперинтуиционистской логике. [7] С другой стороны, формула
( ¬ п д г ) ( ( ¬ п д ) ( ¬ п г ) ) {\displaystyle (\neg p\to q\lor r)\to ((\neg p\to q)\lor (\neg p\to r))}
не является интуиционистской теоремой; следовательно, KPR невыводима в IPC . В частности, IPC не является структурно полной.
  • Правило
п п {\displaystyle {\frac {\Box p}{p}}}
допустимо во многих модальных логиках, таких как K , D , K 4 , S 4 , GL (см. эту таблицу для названий модальных логик). Оно выводимо в S 4 , но не выводимо в K , D , K 4 или GL .
  • Правило
п ¬ п {\displaystyle {\frac {\Diamond p\land \Diamond \neg p}{\bot }}}
допустимо в нормальной логике . [8] Оно выводимо в GL и S 4.1, но не выводимо в K , D , K 4 , S 4 или S 5. Л С 4.3 {\displaystyle L\supseteq S4.3}
( Л Р ) п п п {\displaystyle ({\mathit {LR}})\qquad {\frac {\Box p\to p}{p}}}
допустимо (но не выводимо) в базовой модальной логике K и выводимо в GL . Однако LR недопустимо в K 4. В частности, в общем случае неверно , что правило, допустимое в логике L, должно быть допустимым в ее расширениях.

Разрешимость и сокращенные правила

Основной вопрос о допустимых правилах данной логики заключается в том, разрешимо ли множество всех допустимых правил . Обратите внимание, что проблема нетривиальна, даже если сама логика (т. е. ее множество теорем) разрешима : определение допустимости правила A / B включает неограниченный всеобщий квантор по всем пропозициональным подстановкам. Следовательно, априори мы знаем только, что допустимость правила в разрешимой логике (т. е. ее дополнение рекурсивно перечислимо ). Например, известно, что допустимость в бимодальных логиках K u и K 4 u (расширения K или K 4 с универсальной модальностью) неразрешима. [11] Примечательно, что разрешимость допустимости в базовой модальной логике K является крупной открытой проблемой. П 1 0 {\displaystyle \Пи _{1}^{0}}

Тем не менее, известно, что допустимость правил разрешима во многих модальных и суперинтуиционистских логиках. Первые процедуры принятия решений для допустимых правил в базовых транзитивных модальных логиках были построены Рыбаковым с использованием редуцированной формы правил . [12] Модальное правило от переменных p 0 , ... , p k называется редуцированным, если оно имеет вид

я = 0 н ( дж = 0 к ¬ я , дж 0 п дж дж = 0 к ¬ я , дж 1 п дж ) п 0 , {\displaystyle {\frac {\bigvee _{i=0}^{n}{\bigl (}\bigwedge _{j=0}^{k}\neg _{i,j}^{0}p_{j}\land \bigwedge _{j=0}^{k}\neg _{i,j}^{1}\Box p_{j}{\bigr )}}{p_{0}}},}

где каждое из них либо пустое, либо отрицание . Для каждого правила r мы можем эффективно построить сокращенное правило s (называемое сокращенной формой r ), такое, что любая логика допускает (или выводит) r тогда и только тогда, когда она допускает (или выводит) s , вводя переменные расширения для всех подформул в A и выражая результат в полной дизъюнктивной нормальной форме . Таким образом, достаточно построить алгоритм принятия решения о допустимости сокращенных правил. ¬ я , дж ты {\displaystyle \neg _{i,j}^{u}} ¬ {\displaystyle \отрицательный}

Пусть будет приведенным правилом, как указано выше. Мы отождествляем каждую конъюнкцию с множеством ее конъюнктов. Для любого подмножества W множества всех конъюнкций определим модель Крипке следующим образом: я = 0 н φ я / п 0 {\displaystyle \textstyle \bigvee _{i=0}^{n}\varphi _{i}/p_{0}} φ я {\displaystyle \varphi _{i}} { ¬ я , дж 0 п дж , ¬ я , дж 1 п дж дж к } {\displaystyle \{\neg _{i,j}^{0}p_{j},\neg _{i,j}^{1}\Box p_{j}\mid j\leq k\}} { φ я я н } {\displaystyle \{\varphi _{i}\mid i\leq n\}} М = Вт , Р , {\displaystyle M=\langle W,R,{\Vdash }\rangle }

φ i p j p j φ i , {\displaystyle \varphi _{i}\Vdash p_{j}\iff p_{j}\in \varphi _{i},}
φ i R φ i j k ( p j φ i { p j , p j } φ i ) . {\displaystyle \varphi _{i}\,R\,\varphi _{i'}\iff \forall j\leq k\,(\Box p_{j}\in \varphi _{i}\Rightarrow \{p_{j},\Box p_{j}\}\subseteq \varphi _{i'}).}

Тогда следующее дает алгоритмический критерий допустимости в K 4: [13]

Теорема . Правило недопустимо в K 4 тогда и только тогда , когда существует множество такое, что i = 0 n φ i / p 0 {\displaystyle \textstyle \bigvee _{i=0}^{n}\varphi _{i}/p_{0}} W { φ i i n } {\displaystyle W\subseteq \{\varphi _{i}\mid i\leq n\}}

  1. φ i p 0 {\displaystyle \varphi _{i}\nVdash p_{0}} для некоторых i n , {\displaystyle i\leq n,}
  2. φ i φ i {\displaystyle \varphi _{i}\Vdash \varphi _{i}} для каждого i n , {\displaystyle i\leq n,}
  3. для каждого подмножества D из W существуют элементы, такие что эквивалентности α , β W {\displaystyle \alpha ,\beta \in W}
α p j {\displaystyle \alpha \Vdash \Box p_{j}} тогда и только тогда, когда для каждого φ p j p j {\displaystyle \varphi \Vdash p_{j}\land \Box p_{j}} φ D {\displaystyle \varphi \in D}
α p j {\displaystyle \alpha \Vdash \Box p_{j}} тогда и только тогда, когда и для каждого α p j {\displaystyle \alpha \Vdash p_{j}} φ p j p j {\displaystyle \varphi \Vdash p_{j}\land \Box p_{j}} φ D {\displaystyle \varphi \in D}
справедливо для всех j .

Аналогичные критерии можно найти для логик S4 , GL и Grz . [14] Более того, допустимость в интуиционистской логике можно свести к допустимости в Grz с помощью перевода Гёделя–МакКинси–Тарского : [15]

A | I P C B {\displaystyle A\,|\!\!\!\sim _{IPC}B} если и только если T ( A ) | G r z T ( B ) . {\displaystyle T(A)\,|\!\!\!\sim _{Grz}T(B).}

Рыбаков (1997) разработал гораздо более сложные методы для демонстрации разрешимости допустимости, которые применяются к надежному (бесконечному) классу транзитивных (т.е. расширяющих K 4 или IPC ) модальных и суперинтуиционистских логик, включая, например, S 4.1, S 4.2, S 4.3, KC , T k (а также вышеупомянутые логики IPC , K 4, S 4, GL , Grz ). [16]

Несмотря на разрешимость, проблема допустимости имеет относительно высокую вычислительную сложность , даже в простых логиках: допустимость правил в базовых транзитивных логиках IPC , K4 , S4 , GL , Grz является coNEXP -полной. [17] Это следует противопоставить проблеме выводимости (для правил или формул) в этих логиках, которая является PSPACE -полной. [18]

Проективность и унификация

Допустимость в пропозициональных логиках тесно связана с унификацией в эквациональной теории модальных или гейтинговых алгебр . Связь была разработана Гиларди (1999, 2000). В логической установке унификатор формулы A в языке логики L ( сокращенно L -унификатор) — это подстановка σ такая, что σA — теорема L. (Используя это понятие, мы можем перефразировать допустимость правила A / B в L как «каждый L -унификатор A является L -унификатором B ».) L - унификатор σ менее общий , чем L -унификатор τ , записываемый как στ , если существует подстановка υ такая, что

L σ p υ τ p {\displaystyle \vdash _{L}\sigma p\leftrightarrow \upsilon \tau p}

для каждой переменной p . Полный набор унификаторов формулы A — это набор S L -унификаторов A такой, что каждый L -унификатор A менее общий, чем некоторый унификатор из S . Самый общий унификатор (MGU) A — это унификатор σ такой, что { σ } — полный набор унификаторов A . Отсюда следует, что если S — полный набор унификаторов A , то правило A / B является L -допустимым тогда и только тогда, когда каждый σ в S является L -унификатором B . Таким образом, мы можем охарактеризовать допустимые правила, если мы можем найти хорошо ведущие себя полные наборы унификаторов.

Важным классом формул, имеющих наиболее общий объединитель, являются проективные формулы : это формулы A , такие, что существует объединитель σ формулы A, такой что

A L B σ B {\displaystyle A\vdash _{L}B\leftrightarrow \sigma B}

для каждой формулы B . Обратите внимание, что σ является МГУ A . В транзитивных модальных и суперинтуиционистских логиках со свойством конечной модели можно семантически охарактеризовать проективные формулы как те, набор конечных L -моделей которых имеет свойство расширения : [19] если M является конечной L -моделью Крипке с корнем r , кластер которого является синглетоном , и формула A верна во всех точках M , за исключением r , то мы можем изменить оценку переменных в r так, чтобы сделать A истинной и в r . Более того, доказательство дает явное построение МГУ для заданной проективной формулы A .

В основных транзитивных логиках IPC , K4 , S4 , GL , Grz (и, в более общем смысле, в любой транзитивной логике со свойством конечной модели, множество конечной рамки которой удовлетворяет другому виду свойства расширения) мы можем эффективно построить для любой формулы A ее проективное приближение Π( A ): [20] конечное множество проективных формул, такое что

  1. P L A {\displaystyle P\vdash _{L}A} для каждого P Π ( A ) , {\displaystyle P\in \Pi (A),}
  2. каждый объединитель A является объединителем формулы из Π( A ).

Отсюда следует, что множество MGU элементов Π( A ) является полным множеством унификаторов A . Кроме того, если P является проективной формулой, то

P | L B {\displaystyle P\,|\!\!\!\sim _{L}B} если и только если P L B {\displaystyle P\vdash _{L}B}

для любой формулы B. Таким образом, мы получаем следующую эффективную характеристику допустимых правил: [21]

A | L B {\displaystyle A\,|\!\!\!\sim _{L}B} если и только если P Π ( A ) ( P L B ) . {\displaystyle \forall P\in \Pi (A)\,(P\vdash _{L}B).}

Основы допустимых правил

Пусть L — логика. Множество R L -допустимых правил называется базисом [22] допустимых правил, если каждое допустимое правило Γ/ B может быть выведено из R и выводимых правил L с помощью подстановки, композиции и ослабления. Другими словами, R является базисом тогда и только тогда, когда — наименьшее структурное отношение следования, включающее и R . . | L {\displaystyle {\phantom {.}}\!{|\!\!\!\sim _{L}}} L {\displaystyle \vdash _{L}}

Обратите внимание, что разрешимость допустимых правил разрешимой логики эквивалентна существованию рекурсивных (или рекурсивно перечислимых ) базисов: с одной стороны, множество всех допустимых правил является рекурсивным базисом, если допустимость разрешима. С другой стороны, множество допустимых правил всегда ко-рекурсивно перечислимо, и если у нас далее есть рекурсивно перечислимый базис, множество допустимых правил также рекурсивно перечислимо; следовательно, оно разрешимо. (Другими словами, мы можем решить о допустимости A / B с помощью следующего алгоритма : мы запускаем параллельно два исчерпывающих поиска , один для подстановки σ , которая объединяет A, но не B , и один для вывода A / B из R и . Один из поисков должен в конечном итоге дать ответ.) Помимо разрешимости, явные базы допустимых правил полезны для некоторых приложений, например, при оценке сложности доказательств . [23] L {\displaystyle \vdash _{L}}

Для данной логики мы можем спросить, имеет ли она рекурсивный или конечный базис допустимых правил, и предоставить явный базис. Если логика не имеет конечного базиса, она тем не менее может иметь независимый базис : базис R такой, что ни одно собственное подмножество R не является базисом.

В общем, очень мало можно сказать о существовании баз с желаемыми свойствами. Например, в то время как табличные логики, как правило, хорошо себя ведут и всегда конечно аксиоматизируемы, существуют табличные модальные логики без конечного или независимого базиса правил. [24] Конечные базисы относительно редки: даже базовые транзитивные логики IPC , K4 , S4 , GL , Grz не имеют конечного базиса допустимых правил, [25] хотя они имеют независимые базисы. [26]

Примеры баз

  • Пустое множество является базой L -допустимых правил тогда и только тогда, когда L структурно полно.
  • Каждое расширение модальной логики S 4.3 (включая, в частности, S 5) имеет конечную основу, состоящую из одного правила [27]
p ¬ p . {\displaystyle {\frac {\Diamond p\land \Diamond \neg p}{\bot }}.}
  • Правила Виссера  [nl]
( i = 1 n ( p i q i ) p n + 1 p n + 2 ) r j = 1 n + 2 ( i = 1 n ( p i q i ) p j ) r , n 1 {\displaystyle {\frac {\displaystyle {\Bigl (}\bigwedge _{i=1}^{n}(p_{i}\to q_{i})\to p_{n+1}\lor p_{n+2}{\Bigr )}\lor r}{\displaystyle \bigvee _{j=1}^{n+2}{\Bigl (}\bigwedge _{i=1}^{n}(p_{i}\to q_{i})\to p_{j}{\Bigr )}\lor r}},\qquad n\geq 1}
являются основой допустимых правил в МПК или КС . [28]
  • Правила
( q i = 1 n p i ) r i = 1 n ( q q p i ) r , n 0 {\displaystyle {\frac {\displaystyle \Box {\Bigl (}\Box q\to \bigvee _{i=1}^{n}\Box p_{i}{\Bigr )}\lor \Box r}{\displaystyle \bigvee _{i=1}^{n}\Box (q\land \Box q\to p_{i})\lor r}},\qquad n\geq 0}
являются основой допустимых правил GL . [29] (Обратите внимание, что пустая дизъюнкция определяется как .) {\displaystyle \bot }
  • Правила
( ( q q ) i = 1 n p i ) r i = 1 n ( q p i ) r , n 0 {\displaystyle {\frac {\displaystyle \Box {\Bigl (}\Box (q\to \Box q)\to \bigvee _{i=1}^{n}\Box p_{i}{\Bigr )}\lor \Box r}{\displaystyle \bigvee _{i=1}^{n}\Box (\Box q\to p_{i})\lor r}},\qquad n\geq 0}
являются основой допустимых правил S 4 или Grz . [30]

Семантика допустимых правил

Правило Γ/ B справедливо в модальной или интуиционистской системе Крипке , если для каждой оценки в F справедливо следующее : F = W , R {\displaystyle F=\langle W,R\rangle } {\displaystyle \Vdash }

если для всех , то . A Γ {\displaystyle A\in \Gamma } x W ( x A ) {\displaystyle \forall x\in W\,(x\Vdash A)} x W ( x B ) {\displaystyle \forall x\in W\,(x\Vdash B)}

( При необходимости определение легко обобщается на общие рамки .)

Пусть X — подмножество W , а t — точка в W. Мы говорим, что t — это

  • рефлексивный плотный предшественник X , если для каждого y в W : t R y тогда и только тогда, когда t = y или для некоторого x в X : x = y или x R y ,
  • иррефлексивный плотный предшественник X , если для каждого y из W : t R y тогда и только тогда, когда для некоторого x из X : x = y или x R y .

Мы говорим , что фрейм F имеет рефлексивных (иррефлексивных) плотных предшественников, если для каждого конечного подмножества X из W существует рефлексивный (иррефлексивный) плотный предшественник X в W.

У нас есть: [31]

  • правило допустимо в МПК тогда и только тогда, когда оно действительно во всех интуиционистских фреймах, имеющих рефлексивных плотных предшественников,
  • правило допустимо в K 4 тогда и только тогда, когда оно действительно во всех транзитивных фреймах, имеющих рефлексивных и иррефлексивных плотных предшественников,
  • правило допустимо в S 4 тогда и только тогда, когда оно действительно во всех транзитивных рефлексивных фреймах, имеющих рефлексивных плотных предшественников,
  • Правило допустимо в GL тогда и только тогда, когда оно действительно во всех транзитивных обратных вполне обоснованных фреймах, имеющих нерефлексивных плотных предшественников.

Обратите внимание, что, за исключением нескольких тривиальных случаев, фреймы с плотными предшественниками должны быть бесконечными. Следовательно, допустимые правила в базовых транзитивных логиках не обладают свойством конечной модели.

Структурная завершенность

Хотя общая классификация структурно полных логик — непростая задача, мы хорошо разбираемся в некоторых частных случаях.

Интуиционистская логика сама по себе не является структурно полной, но ее фрагменты могут вести себя по-разному. А именно, любое правило без дизъюнкций или правило без импликаций, допустимое в суперинтуиционистской логике, выводимо. [32] С другой стороны, правило Минца

( p q ) p r ( ( p q ) p ) ( ( p q ) r ) {\displaystyle {\frac {(p\to q)\to p\lor r}{((p\to q)\to p)\lor ((p\to q)\to r)}}}

допустимо в интуиционистской логике, но невыводимо и содержит только импликации и дизъюнкции.

Мы знаем максимальные структурно неполные транзитивные логики. Логика называется наследственно структурно полной , если любое расширение структурно полно. Например, классическая логика, а также логики LC и Grz .3, упомянутые выше, являются наследственно структурно полными. Полное описание наследственно структурно полных суперинтуиционистских и транзитивных модальных логик было дано соответственно Циткиным и Рыбаковым. А именно, суперинтуиционистская логика является наследственно структурно полной тогда и только тогда, когда она не верна ни в одной из пяти рамок Крипке [9]

Аналогично, расширение K4 является наследственно структурно полным тогда и только тогда, когда оно недействительно ни в одной из двадцати определенных систем Крипке (включая пять интуиционистских систем, указанных выше). [9]

Существуют структурно полные логики, которые не являются наследственно структурно полными: например, логика Медведева структурно полна, [33] но она входит в структурно неполную логику KC .

Варианты

Правило с параметрами — это правило вида

A ( p 1 , , p n , s 1 , , s k ) B ( p 1 , , p n , s 1 , , s k ) , {\displaystyle {\frac {A(p_{1},\dots ,p_{n},s_{1},\dots ,s_{k})}{B(p_{1},\dots ,p_{n},s_{1},\dots ,s_{k})}},}

чьи переменные делятся на "обычные" переменные p i и параметры s i . Правило является L -допустимым, если каждый L -объединитель σ для A такой, что σs i  =  s i для каждого i, является также унификатором B . Основные результаты разрешимости для допустимых правил также переносятся на правила с параметрами. [34]

Правило множественного вывода — это пара (Γ,Δ) двух конечных наборов формул, записанная как

A 1 , , A n B 1 , , B m or A 1 , , A n / B 1 , , B m . {\displaystyle {\frac {A_{1},\dots ,A_{n}}{B_{1},\dots ,B_{m}}}\qquad {\text{or}}\qquad A_{1},\dots ,A_{n}/B_{1},\dots ,B_{m}.}

Такое правило допустимо, если каждый объединитель Γ является также объединителем некоторой формулы из Δ. [35] Например, логика L непротиворечива , если и только если она допускает правило

, {\displaystyle {\frac {\;\bot \;}{}},}

и суперинтуиционистская логика имеет свойство дизъюнкции тогда и только тогда, когда она допускает правило

p q p , q . {\displaystyle {\frac {p\lor q}{p,q}}.}

Опять же, основные результаты по допустимым правилам легко обобщаются на правила множественного вывода. [36] В логиках с вариантом свойства дизъюнкции правила множественного вывода имеют ту же выразительную силу, что и правила единственного вывода: например, в S 4 правило выше эквивалентно

A 1 , , A n B 1 B m . {\displaystyle {\frac {A_{1},\dots ,A_{n}}{\Box B_{1}\lor \dots \lor \Box B_{m}}}.}

Тем не менее, правила множественных выводов часто можно использовать для упрощения аргументов.

В теории доказательств допустимость часто рассматривается в контексте секвенциальных исчислений , где основными объектами являются секвенции, а не формулы. Например, можно перефразировать теорему об исключении сечения , сказав, что секвенциальное исчисление без сечения допускает правило сечения

Γ A , Δ Π , A Λ Γ , Π Δ , Λ . {\displaystyle {\frac {\Gamma \vdash A,\Delta \qquad \Pi ,A\vdash \Lambda }{\Gamma ,\Pi \vdash \Delta ,\Lambda }}.}

(Иногда, злоупотребляя языком, говорят, что (полное) секвенциальное исчисление допускает разрез, имея в виду его версию без разрезов.) Однако допустимость в секвенциальном исчислении обычно является лишь вариантом обозначения допустимости в соответствующей логике: любое полное исчисление для (скажем) интуиционистской логики допускает правило секвенции тогда и только тогда, когда IPC допускает правило формулы, которое мы получаем, переводя каждую секвенцию в ее характеристическую формулу . Γ Δ {\displaystyle \Gamma \vdash \Delta } Γ Δ {\displaystyle \bigwedge \Gamma \to \bigvee \Delta }

Примечания

  1. ^ Блок и Пигоцци (1989), Крахт (2007)
  2. ^ Рыбаков (1997), Опр. 1.1.3
  3. ^ Рыбаков (1997), Опр. 1.7.2
  4. ^ От теоремы де Йонга к интуиционистской логике доказательств
  5. ^ Рыбаков (1997), Опр. 1.7.7
  6. ^ Чагров и Захарьящев (1997), Thm. 1,25
  7. ^ Prucnal (1979), см. Iemhoff (2006)
  8. ^ Рыбаков (1997), стр. 439
  9. ^ abc Рыбаков (1997), Теория 5.4.4, 5.4.8
  10. ^ Синтула и Меткалф (2009)
  11. ^ Вольтер и Захарьящев (2008)
  12. ^ Рыбаков (1997), §3.9
  13. ^ Рыбаков (1997), Теория 3.9.3
  14. Рыбаков (1997), Теория 3.9.6, 3.9.9, 3.9.12; ср. Чагров и Захарьящев (1997), §16.7
  15. ^ Рыбаков (1997), Теория 3.2.2
  16. ^ Рыбаков (1997), §3.5
  17. ^ Ержабек (2007)
  18. ^ Чагров и Захарьящев (1997), §18.5
  19. ^ Гиларди (2000), Теория 2.2
  20. ^ Гиларди (2000), стр. 196
  21. ^ Гиларди (2000), Теория 3.6
  22. ^ Рыбаков (1997), Опр. 1.4.13
  23. ^ Минц и Кожевников (2004)
  24. ^ Рыбаков (1997), Теория 4.5.5
  25. ^ Рыбаков (1997), §4.2
  26. ^ Ержабек (2008)
  27. ^ Рыбаков (1997), Кор. 4.3.20
  28. ^ Йемхофф (2001, 2005), Розьер (1992)
  29. ^ Ержабек (2005)
  30. ^ Ержабек (2005, 2008)
  31. ^ Иемхофф (2001), Ержабек (2005)
  32. ^ Рыбаков (1997), Thms. 5.5.6, 5.5.9
  33. ^ Прукнал (1976)
  34. ^ Рыбаков (1997), §6.1
  35. ^ Ержабек (2005); ср. Крахт (2007), §7
  36. ^ Ержабек (2005, 2007, 2008)

Ссылки

  • В. Блок, Д. Пигоцци, Алгебраизуемые логики , Мемуары Американского математического общества 77 (1989), № 396, 1989.
  • А. Чагров и М. Захарьящев, Модальная логика , Oxford Logic Guides т. 35, Oxford University Press, 1997. ISBN  0-19-853779-4
  • П. Синтула и Г. Меткалф, Структурная полнота в нечетких логиках , Notre Dame Journal of Formal Logic 50 (2009), № 2, стр. 153–182. doi :10.1215/00294527-2009-004
  • А.И. Циткин, О структурно полных суперинтуиционистских логиках , Советская математика - Доклады, т. 19 (1978), с. 816–819.
  • S. Ghilardi, Унификация в интуиционистской логике , Журнал символической логики 64 (1999), № 2, стр. 859–880. Проект Euclid JSTOR
  • S. Ghilardi, Лучшее решение модальных уравнений , Annals of Pure and Applied Logic 102 (2000), № 3, стр. 183–198. doi :10.1016/S0168-0072(99)00032-9
  • Р. Йемхофф , О допустимых правилах интуиционистской пропозициональной логики , Журнал символической логики 66 (2001), № 1, стр. 281–294. Проект Евклид JSTOR
  • Р. Йемхофф, Промежуточные логики и правила Виссера , Notre Dame Journal of Formal Logic 46 (2005), № 1, стр. 65–81. doi :10.1305/ndjfl/1107220674
  • Р. Иемхофф, О правилах промежуточной логики , Архив математической логики , 45 (2006), № 5, стр. 581–599. doi :10.1007/s00153-006-0320-8
  • Э. Ержабек, Допустимые правила модальной логики , Журнал логики и вычислений 15 (2005), № 4, стр. 411–431. doi :10.1093/logcom/exi029
  • Э. Ержабек, Сложность допустимых правил , Архив математической логики 46 (2007), № 2, стр. 73–92. doi :10.1007/s00153-006-0028-9
  • Э. Ержабек, Независимые основания допустимых правил , Logic Journal of the IGPL 16 (2008), № 3, стр. 249–267. doi :10.1093/jigpal/jzn004
  • M. Kracht, Modal Consequence Relations , в: Handbook of Modal Logic (P. Blackburn, J. van Benthem, and F. Wolter, eds.), Studies of Logic and Practical Reasoning, т. 3, Elsevier, 2007, стр. 492–545. ISBN 978-0-444-51690-9 
  • П. Лоренцен, Einführung in die оперативной логике и математике , Grundlehren der mathematischen Wissenschaften vol. 78, Спрингер-Верлаг, 1955.
  • Минц Г., Кожевников А., Интуиционистские системы Фреге полиномиально эквивалентны , Записки научных семинаров ПОМИ 316 (2004), стр. 129–146. сжатый PS
  • Т. Прукнал, Структурная полнота исчисления высказываний Медведева , Отчеты по математической логике 6 (1976), стр. 103–105.
  • T. Prucnal, О двух проблемах Харви Фридмана , Studia Logica 38 (1979), № 3, стр. 247–262. doi :10.1007/BF00405383
  • П. Розьер, «Правила, допустимые в интуитивных вычислениях» , доктор философии. диссертация, Парижский университет VII , 1992. PDF
  • В. В. Рыбаков, Допустимость правил логического вывода , Исследования по логике и основаниям математики, т. 136, Elsevier, 1997. ISBN 0-444-89505-1 
  • Ф. Вольтер, М. Захарьящев, Неразрешимость проблем унификации и допустимости для модальных и дескриптивных логик , ACM Transactions on Computational Logic 9 (2008), № 4, статья № 25. doi :10.1145/1380572.1380574 PDF
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Admissible_rule&oldid=1209750641"