第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
2。符号系统的说明A这一章并不属于逻辑史。
它的目的是根据现代形式逻辑的要求,但与亚里士多德本人所陈述的观念密切联系,构造一个非模态三段论的系统。
现代形式逻辑是严格地形式化的。
为了得到一个精确的形式化理论,使用一套为此目的而发明的符号系统,比起使用有着自己的语法规律的普通语言要方便得多。
所以,我必须从这样一套符号系统的说明开始。
由于亚里士多德的三段论系统包括着命题逻辑的最基本部分(即演绎理论)
,我将同时说明这两个理论系统的符号表示法。
在这两个理论系统中,都有变项和常项出现。
变项由小写拉丁字母表示,常项由大写拉丁字母表示。
我用起首的字母a,b,c,d,…,表示亚里士多德逻辑的词项变项(termvariCables)。
这些词项变项以普遍词项作为它的值,如“人”或“动物”。
我用大写字母A,E,I,O表示亚里士多德逻辑的常项(中世纪的逻辑学家已经在这个意义上使用这些符号)。
借助于这两类字母,我构成亚里士多德逻辑的四个函项,书写时把常项置于变项之前:
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211第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
Aab表示 所有a是b或b属于所有a,Eab表示 没有a是b或b属于无一a,Iab表示 有些a是b或b属于有些a,Oab表示 有些a不是b或b不属于有些a。
常项A,E,I,O都叫函子,a和b叫做它们的变元(arguments)。
所有亚里士多德的三段论都是由彼此相联系的这四种函项借助于“如果”和“并且”等词而组成。
“如果”
、“并且”
等词也表示函子,但它是与亚里士多德逻辑常项不同的另一类:它们的变元不是词项表达词(term-expresion)
,即具体词项或词项变项,而是命题表达式(propositional
exCpresion)
,即是像“所有人都是动物”那样的命题,像“Aab”那样的命题函项或命题变项。
我用p,q,r,s,…,表示命题变项,用C表示函子“如果”
,用K表示函子“并且”。
表达式Cpq即是“如果p,则q”的意思(“则”可以省去)
,并且叫做以p为前件,q为后件的“蕴涵式”。
C并不属于前件,它仅仅把前后件联系起来。
表达式Kpq即是“p并且q”
的意思,并称为“合取式”。
在有些证明中我们还会遇到命题逻辑的第三个函子,即命题的否定。
它是一个变元的函子,用N表示。
要把函项Np翻译为英语或任何其它现代语言都是困难的,因为没有与命题否定相当的单个的字眼①。
我们只得用一种绕弯子的方式说“p不是真的”
(it-is-not-true-that
p)或“不是p那种情况”
(it-is-not-the-case-that
p)。
为了简便起见,我采用表达式“非p”
(not-p)。
①D斯多亚派用一个词‘ι(即“非”
,“不”。
——译者注)
表示命题的否定。
J F L
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2。符号系统的说明A 31
我的表示法的原则是将函子写在变元之前,用这种办法,我能够不用括弧。
我发明的、并从1929年起在我的逻辑论文中使用的这一套不用括弧的符号①,可用于数学,同样也可用于逻辑。
加法的结合律在原来的表示法中是这样写的:(a+b)+c=a+(b+c)
,而且不能不用括弧来陈述。
然而如果你把函子+写在它的变元之前,你得到:
(a+b)+c=++abc以及a+(b+c)=+a+bc。
结合律现在就可以不用括号而写出了:++abc=+a+bc。
现在,我要解释一下有些用这种符号表示法写出的表达式。
一个三段论的符号表达式是易于了解的。
以Barbara式为例:如果所有b是c并且所有a是b,则所有a是c。
用符号写成:CKAbc
Aab
Aac前提Abc和Aab的合取式,即KAbc
Aab,是公式的前件,结论Aac是它的后件。
有些演绎理论的表达式是很复杂的。
如假言三段论如果(如果p,则q)
,那么[如果(如果q,则r)则(如果p,则r)
]的符号表达式写成:
①例如,见卢卡西维茨与塔斯基:“关于命题演算的研究”
,《华沙科学与文学学会会刊》,xi卷(1930年)
,第Ⅲ类,第31—32页。
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411第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
Cpq
Cqr
Cpr。
为了了解这个公式的结构,你们必须记住:C是直接在C之后的两个命题变元的函子。
这两个命题变元与C一起构成一个新的复杂命题表达式。
公式中的表达式Cpq,Cqr与Cpr即属于这一类。
在它们每一个的周围画上括弧,就得到表达式:C(Cpq)C(Cqr)
(Cpr)。
现在你们能够容易地看到C(Cpq)是整个公式的前件,而其余的,即C(Cqr)(Cpr)是后件。
这个后件本身又是以(Cqr)为前件和C(pr)为后件的。
以同样的方式我们可以分析所有其它表达式,如除了C之外还包含N和K的下面的例子:CKpqrCKNrqNp。
记住K与C一样也是两个变元的函子,而N是一个变元的函子。
使用不同种类的括弧我们得到表达式:C[C(Kpq)
r]{C[K(Nr)q](Np)
}。
[C(Kpq)
r]在这里是整个公式的前件,而{C[K(Nr)
q](Np)
}是后件,这个后件又有合取式[K(Nr)q]为自己的前件以及否定式(Np)为自己的后件。
23。演绎理论A所有其它逻辑系统都建立于其上的那个最基本的逻辑系统乃是演绎理论。
因此每一个逻辑学家都应当知道这个系统,我在这里将对它作一简单描述。
根据什么函子被选择作为原始词项,演绎理论可以用几种不同方式加以公理化。
最简单的一种是按照弗莱格的方式。
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23。演绎理论A 51
他采用蕴涵与否定这两个函子作为原始词项,这在我们的符号系统中就是C和N。
这个C-N系统有很多组公理;其中最简单和几乎普遍赞许的一组,是我自己在1929年以前所发明的①。
它包含三条公理:T1。
CpqCqrCprT2。
CNpT3。
CpCNpq。
第一条公理是已经在前面一节中解释过的假言三段论定律。
第二条公理,在文字上读作:“如果(如果非p,则p)
,那么p“
,欧几里德曾用于一条数学定理的证明②。
我把它叫做克拉维乌斯定律,因为克拉维乌斯(一位博学的耶稣会士,生活于十六世纪后半期,西方新历——格列高里历法的创造人之一)
在注释欧几里德时首先注意到这个定律。
第三条公理在文字上就是“如果p,那么如果非p,则q”
,就我所知,它第一次出现在据说是邓斯司各脱的关于亚里士多德的注释中;我W称之为邓斯司各脱定律③。
这条定律遏制着通常加之于矛盾W的诽谤:如果两个矛盾的语句,如α与Nα,同真,我们能够用这个定律从它们引出任意的命题q,亦即无论任何命题。
属于这个系统的有两条推论规则:代入规则和分离规则。
代入规则允许我们从这系统里已断定的命题中,用一个
①第一次发表于用波兰文写的“论数理逻辑的重要性与必要性”
《波兰科学》(Nauka
polska)卷Ⅹ,华沙(1929年)第610—612页。
又参见本书第98页注②所引用德文写的论文:命题6,第35页。
②见前,第67页。
③参看第64页注所引用的我的论文。
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611第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
同样的有意义的表达式替换其中每一个相同的变项,从而导出一个新的断定命题。
有意义的表达式用以下方式归纳地定义为:(a)任何命题变项是一个有意义的表达式;(b)如果α是一个有意义的表达式的话,Nα也是一个有意义的表达式;(c)
如果α和β都是有意义的表达式,则Cαβ也是有意义的表达式。
分离规则就是前面谈到过的斯多亚派的“肯定前件的假言推理”
:如果Cαβ这种类型的命题被断定为真,并且它的前件α也被断定为真,那么就可以允许断定它的后件β,而把它从蕴涵式中分离出来作为一个新的断定命题。
用这两条规则我们能从我们这组公理推导出所有CN系统的真断定命题。
在这个系统中,如果我们要有除C和N之外的其它的函子,如像K,我们必须用定义来引进它们。
这可以用两种不同方式来作到,如我将在K的例子中表明的那样。
合取式“p并且q”的意思犹如“(如果p,则非q)这不是真的”一样。
Kpq与NCpNq之间的这个联系可以表达于这个公式中:Kpq=NCpNq,其中记号=相当于文字“意思犹如……一样”。
这种定义需要一个特殊的推论规则,它允许我们用被定义项替换定义项,并且反之亦然。
或者我们可以用等值来表示Kpq与NCpNq之间的这个联系,但因为等值不是我们系统的原始词项,所以用两个彼此可以替换的蕴涵式来表示这个联系:
CKpqNCpNq与CNCpNqKpq。
在这个情况下就不需要特殊的定义规则。
我将使用第一种定
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23。演绎理论A 71
义。
现在让我们用一个例子来表明借助于推论规则如何能从公理引出新的断定命题。
我将从公理T1-T3推导出同一律Cp。
这一推导要求两次使用代入规则以及两次使用分离规则;它是这样进行的:
T1。
qCNpq×CT3-T4]
T4。
CNpqrCpr
T4。
qp,rp×CT2-T5] ]
T5Cp。
第一行叫做“导出行”
(derivational
line)。
它包含以×号相互隔开的两个部分。
第一部分,T1。
qCNpq,意思是在T1中]CNpq应当代替q。
由此代替所产生的断定命题为了节省篇幅而省略了。
它将是以下形式:(1)CCpCNpqCNpqrCpr第二部分,CT3-T4,表明了这个省略了的断定命题是怎样构造的,使得分离规则可以应用于它这一点成为显然。
断定命题(1)以C开始,接着是公理T3作为它的前件,和断定命题T4
作为后件。
所以,我们可以把T4,分离出来作为一个新的断定命题。
在T5之前的导出行作同样的理解。
斜线()
是替换的记]号,短线(—)是分离的记号。
几乎所有以后的推导都是以相同的方式进行的。
当一个人想要从公理T1-T3推导出交换律CCpCqrCCqCpr,或者甚至推出简化律CpCqp,那么,他在进行这样的证明时,必须非常熟练。
因此,我将说明一个容易的方法来验证我们系统中的表达式而不用从公理来推导它们。
这个方法
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811第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
是美国逻辑学家查尔士S皮尔士在185年左右发明的。
它W基于所谓二值原则(principle
of
bivalence)
,这就是把每一个命题看作或是真的或是假的,也就是说每一个命题具有两个可能的真值中的一个也仅仅一个:真或假。
这个原则一定不要与排中律相混淆,根据排中律,两个矛盾命题中的一个必定是真的。
二值原则曾被斯多亚派,特别是克里西普斯当作逻辑的基础来陈述①。
所有演绎理论的函项都是真值函项,亦即,它们的真假仅仅依靠它们的变元的真假。
让我们用0表示常假命题,用1表示常真命题。
我们可以用以下方式定义否定:
N0=1与N1=0这个意思是说:假命题的否定与真命题的意思是一样的(或简言之,是真的)
,而真命题的否定是假的。
对于蕴涵式我们有以下四条定义:
C0=1,C01=1,C10=0,C1=1。
这个意思是:一个蕴涵式仅当其前件真而后件假时,它才是假的;在所有其它情况下都是真的。
这是蕴涵式的最古老的定义,曾经由麦加拉的菲罗陈述并为斯多亚派采用②。
对于合取
①西塞罗,《学院研究前篇》i。
95,“辩论术的基础乃是所有的陈述(他们称之为α‘ιDωμα)或者是真的,或者是假的”
;《论命运》21“这样,克里西普斯集\中全力于这个论证,即所有α‘ιDωμα或者是真的或者是假的”。
在斯多亚派的术语\中,α‘ιDωμα的意思是“命题”而不是“公理”。
\②塞克斯都恩披里可,《反数学家》vi。
13,“菲罗说蕴涵式成为真的,当W其并非前件真而后件假时,所以蕴涵式本身在三种情况下是真的,而在一种情况下是假的。”
-- 131
24。量 词A 91
式我们有四个明显的等式:
K0=0,K01=0,K10=0,K1=1。
一个合取式只有当它的变元都真时才是真的;在所有其它情况下它都是假的。
现在,如果我们要验证演绎理论的一个有意义的表达式,它包含函子C,N和K的全部或者其中的某些,我们就要用符号0与1的所有可能的排列去代替在这个表达式中出现的各个变项,并将这样得到的公式根据上面给出的等式加以推演。
如果在推演之后所有的公式最后都得出1,那么这个表达式就是真的或者是一个断定命题;如果其中之任一公式最后得出0,这个表达式就是假的。
让我们以易位律CCpqCNqNp作为第一类的例子;我们得到:对于p0,q0:C0CN0N0=C1C1=C1=1,]对于p0,q1:C01CN1N0=C1C01=C1=1,]对于p1
q0:C10CN0N1=C0C10=C0=1,]对于p1
q1:C1CN1N1=C1C0=C1=1。
] ]因为对于所有的替换而言最后得出的都是1,所以易位律是我们系统的断定命题。
让我们举出表达式CKpNqq作为第二类的例子。
只要试一试一个替换就够了:
p1,q0:CK1N0=CK10=C10=0。
]这个替换最后得出了0,所以表达式CKpNqq是假的。
在亚里士多德三段论系统中作为辅助前提使用的所有演绎理论的断定命题,我们都可以用同样的方法加以检查。
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021第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
24。量词A亚里士多德没有量词的明确观念并且没有在他的著作中使用它们;因而我们不能把它们引入他的三段论系统。
但如我们所已经看到的,在他的系统中有两点,如果我们应用量词来解释的话,我们就能较好地理解它们。
全称量词与所谓“三段论的必然性”相联系,存在量词或特称量词与显示法证明相联系。
现在,我将把在第19节述说的、用存在量词来作的证明以及在第5节提到的依赖全称量词的论证翻译为符号。
我用大写的希腊字母表示量词,用Ⅱ表示全称量词,而用后表示特称或存在量词。
Ⅱ可以读作“对于所有而言”
,^而可以读作“对于有些而言”或“有”
;例如cKAcbAca^的意思用语言说出来就是:“有一个c使得所有c是b并且所有c是a”
,或者更简短地说:“对于有些c而言,所有c是b并且所有c是a”。
每一个带量词的表达式,例如cKAcbAca,^包含三个部分:第一部分,在我们的例子中就是,总是一个^量词;第二部分,在这里就是c,总是一个用前面的量词约束着的变项;第三部分,在这里就是KAcbAca,总是一个命题表达式,它包含着恰好被量词当作自由变项约束起来了的变项。
由于把c放在KAcbAca之前,最后这个公式中的自由^变项c就变成被约束的了。
我们可以简单地说:(第一部^分)约束c(第二部分)于KAcbAca(第三部分)之中。
存在量词的规则已经在第19节中陈述过了。
在各导出行中,我用1表示允许我们把置于一个真蕴涵式的前件之前^ X的规则,并且2表示允许我们把置于一个真蕴涵式的后件^ X
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24。量 词A 121
之前的规则。
以下的推导将是易于了解的。
因为它们都是第19节中用文字作出的推导的翻译,相应的断定命题带有相同的番号(runing
number)
,并且用相应的小写字母作为变项以代替大写字母。
I前提换位的证明:设定为真而不用证明的断定命题:(1)CIabcKAcbAca^(2)CcKAcbAcaIab。
^断定命题(1)和(2)能用作Ⅰ前提的定义。
(3)CKpqKqp(合取的交换律)
(3)pAcb,qAca×(4)
](4)CKAcbAcaKAcaAcb(4)2c×(5)
^(5)CKAcbAcacKAcaAcb^(5)1c×(6)
^(6)CcKAcbAcacKAcaAcb^T1。
CpqCqrCpr(假言三段论定律)
T1。
pIab,qcKAcbAca,rcKAcaAcb×C] ^ ^(1)—C(6)—(7)
:(7)CIabcKAcaAcb^(2)ba,ab×(8)
](8)CcKAcaAcbIba^T1。
pIab,qcKAcaAcb,rIba×C(7)—C] ^(8)—(9)
-- 134
21第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
(9)CIabIba这些推导行表明,(4)与(8)仅用替换而从其它断定命题得到,而(7)与(9)乃用替换与两次分离而得到。
读者可按这种方式自己试作Darapti式的证明,它是容易的。
Bocardo式的证明(第19节所用的变项P、R和S必须改换字母,因为相应的小写字母p,r和s是用以表示命题变项的,把p改写为d,R改为a,S改为b)
不加证明而设定的断定命题:(15)CObdcKAcbEcd^两个三段论取作前提:(16)CKAcbAbaAca(Barbara)
(17)CKAcaEcdOad(Felapton)
T6。
CKpqrCKrstCKpqst这就是人们认为由亚里士多德发现的“综合定理”。
T6。
pAcb,qAba,rAca,sEcd,tOad×C](16)—C(17)—(18)
(18)CKAcbAbaEcdOadT7。
CKpqrsCKprCqs(辅助断定命题)
T7。
pAcd,qAba,rEcd,sOad×C(18)—](19)
(19)CKAcbEcdCAbaOad(19)1c×(20)
^(20)CcKAcbEcdCAbaOad^
-- 135
24。量 词A 321
T1。
CpqCqrCprT1。
pObd,qcKAcbEcd,rCAbaOad×C] ^(15)—C(20)—(21)
(21)CObdCAbaOad这就是Bocardo式的蕴涵形式。
如果我们希望有这个式的通常的合取形式,我们必须应用所谓输入律(law
of
imporCtation)
:T8。
CpCqrCKpqr于(21)
,我们得到:
T8。
pObd,qAba,rOad×C(21)—(2)
](2)CKObdAbaOad(Bocardo)。
用所谓输出律(law
of
exportation)
T9。
CKpqrCpCqr。
(它是输入律的转换)
,我们可以从Bocardo式的合取形式倒退回去得到它的蕴涵形式。
全称量词的规则与第19节陈述的特称量词的规则是相似的。
全称量词能够无条件地放在真蕴涵式的前件的前面,以约束出现于前件中的自由变项。
只有满足这样的条件,即在后件中被约束的变项不在前件中作为自由变项出现时,才可以在真蕴涵式的后件之前加上全称量词。
我用1,表示这个规则_的头一条,用2表示第二条。
_从以上全称量词的原始规则,得到两条导出规则:第一,(从规则2及简化定律)
一个真表达式,在约束出现于其中的_自由变项时,允许把全称量词置于它的前面;第二,(从规则1及命题的同一律)
,允许消掉位于真表达式之前的全称X
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421第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
量词。
这些规则怎样可以导出,我将用Ⅰ前提的换位律为例来加以说明。
从换位律:(9)CIabIba就得到量化了的表达式(26)abCIabIba`而从量化了的表达式(26)又得到非量化的换位律(9)。
首先,从(9)到(26)
T10。
CpCqp(简化定律)
T10。
pCIabIba×C(9)—(23)
](23)CqCIabIba应用规则2于这个断定命题以约束b并随后约束a,因为b_与a都不在前件中出现:(23)2b×(24)
`(24)CqbCIabIba`(24)2a×(25)
`(25)CqabCIabIba`(25)qCpCq×CT10-(26)
](26)abCIabIba`其次:从(26)到(9)。
T5Cpp(同一律)
T5。
pCIabIba×(27)
](27)CCIabIbaCIabIba我们应用规则1于这个断定命题以约束b并随后约束a:_(27)1b×(28)
`
-- 137
25。三段论系统的基本要素A 521
(28)CbCIabIbaCIabIba`(28)1a×(29)
`(29)CabCIabIbaCIabIba`(29)×C(26)—(9)
(9)CIabIba亚里士多德断定:“如果有些a是b,那么,有些b应是a就是必然的”
,依我看,“就是必然的”这表达词只能有这个意思:要找到变项a和b的那样的值,它会确证前件而不能确证后件,那是不可能的。
换句话说,那就是指“对于所有a与所有b而言,如果有些a是b,则有些b是a。”这就是我们的量化的断定命题(26)。
这个断定命题与非量化的换位律“如果有些a是b,则有些b是a”
(它不包含必然性的记号)
是等值的,这是已经证明了的。
由于三段论的必然性是与全称量词等价的,所以它可以被省略,因为一个全称量词在真公式之前是可以省略的。
25。三段论系统的基本要素A每一个公理化的演绎系统都以三项基本要素为基础:原始词项,公理,和推论规则。
我从对断定的表达式而言的基本要素开始,对排斥的表达式而言的基本要素将于以后给出。
我取常项A和I为原始词项,用它们来定义其它两个常项E和O:
Df1
Eab=NIab
f2
Oab=NAab。
为了把证明缩短我将使用下面的两条推论规则来代替上述定
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621第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
义:规则RE:NI在任何地方均可用E去替换,反之亦然。
规则RO:NA在任何地方均可用O去替换,反之亦然。
当作公理来断定的这个系统的四条断定命题就是两条同一律和Barbara式及Datisi式:1。
Aa2。
Ia3。
CKAbcAabAac(Barbara)
4。
CKAbcIbaIac(Datisi)。
除了规则RE与RO之外,我采用以下两条对于断定的表达式的推论规则:(a)代入规则:如果a是这一系统的一个断定的表达式,那么,用正确的代入从α得出的任何表达式也是一个断定的表达式。
唯一正确的代入是对词项变项a,b,c,代以其它的词项变项,如以b代a。
(b)分离规则:如果Cαβ与α都是这系统的断定的表达式,那么β也是断定的表达式。
我采取带有被定义的函子K的演绎理论的C—N系统,作为辅助理论。
命题变项可以代之以三段论的命题表达式,如Aab,Iac,KEbcAab,等等。
在所有以后的证明中(并且也对排斥的表达式)我将只用下面十四条用罗马数字指明的断定命题:Ⅰ。
CpCqp(简化定律)
Ⅱ。
CqrCpqCpr(假言三段论定律、第二个形式)
Ⅲ。
CpCqrCqCpr(分配律)
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25。三段论系统的基本要素A 721
Ⅳ。
CpCNpq(邓斯司各脱定律)
WⅤ。
CNpp(克拉维乌斯定律)
Ⅵ。
CpqCNqNp(易位律)
Ⅶ。
CKpqrCpCqr(输出律)[奇+书+网]
Ⅷ。
CpCKpqrCqrⅨ。
CspCKpqrCKsqrⅩ。
CKpqrCsqCKpsrⅪ。
CrsCKpqrCKqpsXI。
CKpqrCKpNrNqXI。
CKpqrCKNrqNpXIV。
CKpNqNrCKprq断定命题Ⅷ是输出律的一个形式,断定命题Ⅸ—Ⅺ都是复合的假言三段论定律,而Ⅻ—是复杂的易位律。
所有这些,用第23节所说的0—1方法,都是易于验证的。
断定命题Ⅳ、Ⅴ与Ⅱ、Ⅲ一起给出全部C—N系统,但Ⅳ、Ⅴ只是对排斥的表达式的证明才是需要的。
公理1—4的系统是一致的,也就是说是无矛盾的。
无矛盾性的最容易的证明是把词项变项当作命题变项,以及把函项A和I定义为常真(即令Aab=Iab=KCaCb)
而作出的。
于是公理1—4作为演绎理论的断定命题都是真的,而且已知这演绎理论是无矛盾的,所以三段论系统也是无矛盾的。
我们系统的所有公理都是彼此独立的。
这一点的证明可以用演绎理论范围内的解释来作出。
在后面的解释中,词项变项作为命题变项处理。
公理1的独立性:取K代替A,取C代替I,公理1就不
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821第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
能确证了,因为Aa=Ka,而Kaa在a0时,得出0。
如同用]0—1方法所能看出的那样,其它公理均可确证。
公理2的独立性:取C代替A,与K代替I,公理2就不能确证了,因为Ia=Ka。
其它公理均可确证。
公理4的独立性:取C代替A与I,公理4就不能确证了,因为CKAbcIbaIac=CKCbcCbaCac在b0,a1,c0时,它] ] ]得出0其它均可确证。
公理3的独立性:在只有0与1二值的演绎理论的基础上证明这条公理的独立性是不可能的。
我们必须引入第三个真值,令其为2,它可看作是代表真,亦即1的另一个符号。
对于第23节所作出的C,N和K的诸等值式,我们还要加上下面这些公式:C02=C12=C21=C2=1。
C20=0,N2=0,K02=K20=0,K12=K21=K2=1。
在这些条件下,所有C—N系统的断定命题都可确证,这能很容易地表明。
让我们现在把Iab定义为常真的函项,亦即对于a与b的所有的值而言,Iab=1,而把Aab定义为具有以下诸值的函项:Aa=1,A01=A12=1,以及A02=0(其余均无关)。
公理1,2与4都可确证,但从公理3用代入b1,c2,a0我们得]到:CKA12A01A02=CK10=C10=0。
用在自然数域的解释来作独立性的证明也是可能的。
例如,我们要证明公理3独立于其余公理,我们能够把Aab定义为a+1b,而把Iab定义为a+b=b+a,Iab是常真的,因而,
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26。三段论的断定命题的推导A 921
公理2与4确证了,公理1也确证了,因为a+1总是不同于a的。
但公理3,即“如果b+1c并且a+1b,则a+1C”
a就不能确证。
取3替a,2替b,以及4替c,则前提将会是真的,而结论是假的。
从以上的独立性证明得出:没有三段论的单个的公理或“原则”。
1—4这四条公理可以机械地用“并且”
这个字联结成为一个命题,但是它们在这个没有有机联系的合取式中,仍然保留着差别而并不代表一个单个的观念。
26。三段论的断定命题的推导A用我们的推论规则以及借助于演绎理论从公理1—4我们能够引出亚里士多德逻辑的所有断定命题。
我希望在作了前面几节的解释之后,以后的证明就会是完全可以理解的。
在所有三段论的式中,大项用c表示,中项用b表示,小项用a表示。
大前提首先陈述,以便易于将公式与各式的传统名称相比较①。
A。换位定律Ⅶ。
pAbc,qIba,rIac×C4—5] ] ]5。
CAbcCIbaIac5。
ba,ca,ab×C1—6]①在1929年出版的我的波兰文教科书《数理逻辑初步》(Elements
of
mathe-maticalogic)
(见第62页,注①)中,我第一次表明已知的三段论的断定命题怎样可以从公理1—4形式地推出(第180—190页)。
在上述教科书中说明的方法,由I。
M。
波亨斯基教授在他的论文“论直言三段论”
中稍作修改后加以采纳。
见《多明尼卡研究》(Dominican
studies)卷i,牛津1948年版。
-- 142
031第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
6。
CIabIba(I前提的换位律)
Ⅲ。
pAbc,qIba,rIac×C57] C7。
CIbaCAbcIac7。
ba,cb×C2—8]8。
CAabIab(肯定前提的从属律)
Ⅱ。
qIab,rIba×C6—9] ]9。
CpIabCpIba9。
pAab×C8—10]10。
CAabIba(A前提的换位律)
6。
ab,ba×1]1。
CIbaIabⅥ。
pIba,qIab×C1—12] ]12。
CNIabNIba12。
RE×1313。
CEabEba(E前提的换位律)
Ⅵ。
pAab,qIab×C8—14] ]14。
CNIabNAab14。
RE,RO×1515。
CEabOab(否定前提的从属律)
B。肯定式Ⅹ。
pAbc,qIba,rIac×C4—16]16。
CsIbaCKAbcsIac16。
sIab×C6—17]17。
CKAbcIabIac(Dari)
16。
sAab×C10—18]
-- 143
26。三段论的断定命题的推导A 131
18。
CKAbcAabIac(Barbari)
8。
ab,ba×19]19。
CAbaIba16。
sAba×C19—20]20。
CKAbcAbaIac(Darapti)
Ⅺ。
rIba,sIab×C1—21] ]21。
CKpqIbaCKqpIab4。
ca,ac×2]2。
CKAbaIbcIca21。
pAba,qIbc,bc×C2—23]23。
CKIbcAbaIac(Disamis)
17。
ca,ac×24] ]24。
CKAbaIcbIca21。
pAba,qIcb,bc×C24—25]25。
CKIcbAbaIac(Dimaris)
18。
ca,ac×26] ]26。
CKAbaAcbIca21。
pAba,qAcb,bc×C26—27] ] ]27。
CKAcbAbaIac(Bramantip)
C。否定式
XI。
pIbc,qAba,rIac×C23—28]28。
CKNIacAbaNIbc28。
RE×2929。
CKEacAbaEbc29。
ab,ba×30]
-- 144
231第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
30。
CKEbcAabEac(Celarent)
Ⅸ。
sEab,pEba×C13—31]31。
CKEbaqrCKEabqr31。
ac,qAab,rEac×C30—32]32。
CKEcbAabEac(Cesare)
Ⅺ。
rEab,sEba×C13—33] ]3。
CKpqEabCKqpEba32。
ca,ac×34]34。
CKEabAcbEca3。
pEab,qAcb,ac,ba×C34—35]35。
CKAcbEabEac(Camestres)
30。
ca,ac×36] ]36。
CKEbaAcbEca3。
pEba,qAcb,ac,ba×C36—37]37。
CKAcbEbaEac(Camenes)
Ⅱ。
qEab,rOab×C15—38] ]38。
CpEabCpOab38。
pKEbcAab,bc×C30—39] ]39。
CKEbcAabOac(Celaront)
38。
pKEcbAab,bc×C32—40]40。
CKEcbAabOac(Cesaro)
38。
pKAcbEab,bc×C35—41] ]41。
CKAcbEabOac(Camestrop)
38。
pKAcbEba,bc×C37—42]42。
CKAcbEbaOac(Camenop)
-- 145
26。三段论的断定命题的推导A 331
XI。
pAbc,qIba,rIac×C5—43]43。
CKNIacIbaNAbc43。
RE,RO×4。
CKEacIbaObc4。
ab,ba×45] ]45。
CKEbcIabOac(Ferio)
31。
ac,qIab,rOac×C45—46]46。
CKEcbIabOac(Festino)
Ⅹ。
pEbc,qIab,rOac×C45—47]47。
CsIabCKEbcsOac47。
sIba×C1—48]48。
CKEbcIbaOac(Ferison)
31。
ac,qIba,rOac×C48—49]49。
CKEcbIbaOac(Fresison)
10。
ab,ba×50]50。
CAbaIab47。
sAba×C50—51]51。
CKEbcAbaOac(Felapton)
31。
ac,qAba,rOac×C51—52] ] ]52。
CKEcbAbaOac(Fesapo)
作为所有这些推导的一个结果,一个显著的事实值得我们注意:有二十个三段论的式勿需使用公理3,即Barbara式,就可能推导出来。
甚至Barbari也可以不用Barbara式而得到证明。
公理3是三段论系统的最重要的断定命题,因为它是唯一能产生全称肯定结论的三段论,但在简单三段论系统中它
-- 146
431第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
只有次等的地位,只有在证明Baroco与Bocardo式时,才是必需的。
以下就是这两个证明:Ⅻ。
pAbc,qAab,rAac×C3—53]53。
CKAbcNAacNAab53。
RO×5454。
CKAbcOacOab54。
bc,cb×5]5。
CKAcbOabOac(Baroco)
XI。
pAbc,qAab,rAac×C3—56]56。
CKNAacAabNAbc56。
RO×5757。
CKOacAabObc57。
ab,ba×58]58。
CKObcAbaOac(Bocardo)
27。排斥的表达式的公理和规则A关于断定一个命题和排斥一个命题这两种智力活动,①
现代形式逻辑只就第一种加以考虑。
弗莱格把断定的概念和断定符号()引进了逻辑,它们在以后又得到《数学原b理》的作者们的承认。
然而,就我所知,排斥的概念,从过去到现在一直都被忽略了。
我们断定真命题而排斥假命题。
只有真命题才能加以断
①我把这个区别归功于弗朗茨布伦塔诺(Franz
Brentano)
,他把信赖的W活动描述为承认(anerkenen)与排斥(verwerfen)。
-- 147
27。排斥的表达式的公理和规则A 531
定,因为断定一个原来不真的命题就是一个错误。
关于排斥则不能作类似性质的断定:并非只有假命题才应加以排斥。
每一个命题或真或假,这当然是真的,但也有既不真也不假的命题表达式。
所谓命题函项就是属于这一类的。
命题函项就是包含着自由变项的表达式,对于它们的有些值而言,它可以成为真的,而对于另外一些值而言,它可以成为假的。
以p这个命题变项为例,它既不是真的,也不是假的,因为,对p1它]就成为真的,而对p0它就成为假的了。
现在,关于两个矛盾]命题,a与非a,一个必定是真的而另一个必是假的,所以一个应当被断定而另一个应被排斥。
但是两个矛盾的命题函项p与Np中的任何一个都不能加以断定,因为它们之中的任何一个都不是真的;它们两者都要被排斥。
被亚里士多德排斥的三段论形式都不是命题而是命题函项。
让我们举一个例子。
亚里士多德说,在第一格中当第一个词项属于所有中项,而不属于任何最后的词项时,就不会出现任何三段论。
所以这个三段论形式:(i)CKAbcEabIac没有被他作为正确的三段论来断定,而是加以排斥。
亚里士多德本人提出具体的词项来反驳上述形式:用“人”代b,“动物”代c,以及“石头”代a。
但还有其它的值使得公式(i)能被确证:把变项a与c等同起来我们就可以得到一个真蕴涵式CKAbaEabIa,因为它的前提是假的而其后件是真的。
公式(i)的否定:(j)NCKAbcEabIac因此也必须被排斥,因为对于ca它是假的。
]
-- 148
631第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
把量词引入这个系统我们就能勿需要排斥。
我们能够断定下面的断定命题以代替对形式(i)的排斥。
(k)abcNCKAbcEabIac。
^这个就是说:有词项a,b和c确证(i)的否定。
所以,(i)这形式对于所有a,b和c不是真的,而且不能是正确的三段论。
同样,代替对表达式(j)的排斥,我们可以断定这个断定命题:(1)abcCKAbcEabIac^但亚里士多德不知道有关量词的任何东西;他使用排斥来代替将带量词的新断定命题加在他的系统中。
因为,排斥似乎是比量化较为简单的概念,让我们随着亚里士多德的步骤来考察。
亚里士多德排斥绝大多数的不正确的三段论形式都是用具体词项来举例说明。
这是我们唯一不能追随他的地方,因为我们不能把像“人”或“动物”这样的具体词项引入逻辑中来。
有些形式必须公理地加以排斥。
我曾发现①如果我们公理地排斥第二格的以下两个式:CKAcbAabIacCKEcbEabIac,那么借助于两条排斥的规则也可以排斥所有其它不正确的三段论形式:(c)排斥的分离规则:如果蕴涵式“如果α,则β”被断定了,但后件β被排斥,那么前件α必定也要被排
①见第20节。
-- 149
27。排斥的表达式的公理和规则A 731
斥。
(d)
排斥的代入规则:如果β是α的一个代入,而且β被排斥了,那么α也必定要被排斥。
两条规则都是十分明显的。
三段论形式的数目一共是4×43=256;24个形式是正确的三段论,2个形式是公理地排斥了的。
证明其余230个不正确的形式都可以用我们的公理和规则来排斥,那将是冗长而可厌的。
我将只用带有前提Abc和Eab的第一格三段论形式的例子来表明,我们的排斥规则如何在第一条排斥的公理的基础上进行证明。
排斥的表达式我用一个星号加在它们的序数之前来表示。
这样,我们有:
P59。
CKAcbAabIac(公理)
P59a。
CKEcbEabIac(公理)
I。
pIac,qKAcbAab×60] ]60。
CIacCKAcbAabIac60×CP61—P59P61。
Iac这里第一次应用了排斥的分离规则。
断定的蕴涵式60有一个排斥的后件,P59;所以它的前件,P61,必定也被排斥。
用同样的方法我得到排斥的表达式P64,P67,P71,P74,和P7。
Ⅴ。
pIac×62]62。
CNIacIacIac62。
RE×63
-- 150
831第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
63。
CEacIacIac63×CP64—P61P64CEacIac1。
ac×65]65。
AcⅧ。
pAc,qEac,rIac×C65—66] ] ]6。
CKAcEacIacCEacIac6×CP67—P64P67。
CKAcEacIac
P67×P68。
bc] P68。
CKAbcEabIac这里应用了排斥的代入规则。
表达式P68必须被排斥,因为在P68中用c替代b,我们就得到排斥的表达式P67。
这个同样的规则也用以得出P75。
Ⅱ。
qAab,rIab×C8—69]69。
CpAabCpIab69。
pKAbcEab,bc×70] ]70。
CKAbcEabAacCKAbcEabIac70×CP71—P68P71。
CKAbcEabAacXIV。
pAcb,qIac,rAab×72]72。
CKAcbNIacNAabCKAcbAabIac72。
RE,RO×7373。
CKAcbEacOabCKAcbAabIac73×CP74—P59
-- 151
28。我们的公理和规则不充分A 931
P74。
CKAcbEacOab
P74×P75。
bc
cb] P75。
CKAbcEabOac38。
pKAbcEab,bc×76]76。
CKAbcEabEacCKAbcEabOac76×CP77—P75P7。
CKAbcEabEac排斥的表达式P68,P71,P75与P77是带有前提Abc与Eab的第一格的四个可能的形式。
在第一格中,从这些前提不能得出任何正确的结论。
用同样的方法,在两条公理地排斥的形式的基础上,我们能够证明所有四个格中的一切其它不正确的三段论形式也必定被排斥。
28。我们的公理和规则不充分A用我们的公理和断定规则来证明亚里士多德逻辑的所有已知断定命题,以及用我们的公理和排斥规则来反驳所有不正确的三段论形式,虽然都是可能的,结果仍然远远不能令人满意。
理由在于:在亚里士多德逻辑中,除了三段论的形式外,还有其它许多有意义的表达式。
实际上它们是无穷的,以致于我们不能确信这个三段论系统的所有真表达式是否都能从我们的公理和规则的系统中推导出来,而所有的假表达式是否都能被排斥。
事实上,要找出一个用我们的公理和排斥规则不能排斥的假表达式,是容易的。
例如,那样的表达式有:(F1)CIabCNAabAba它的意思是:“如果有些a是b,那么如果并非所有a是b,则
-- 152
041第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
所有b是a“。
这个表达式在亚里士多德逻辑中不是真的,而且不能用断定的公理来证明,但它与这些公理是不矛盾的,把它加在公理之中,并不推出任何不正确的三段论形式。
我们来考虑一下如此扩展的这个三段论的系统是值得的。
从亚里士多德的逻辑定律:8。
CAabIab与50。
CAbaIab以及演绎理论定律:(m)CCprCqrCNpqr我们能够得出下面的新断定命题78:(m)pAab
qAba,rIab×C8—C50—78]78。
CNAabAbaIab。
这个断定命题是(F1)的换位蕴涵式,它与(F1)一起给出一个等值式。
在这个等值式的基础上,我们可以用函子A定义函子I:(F2)
Iab=CNAabAba。
这个定义读作:“‘有些a是b’的意思同于‘如果并非所有a是b,则所有b是a。
‘“因为表达式”如果非p,则q“与另一表达式”或者p或者q“是等值的,我们也能够说:”’有些a是b‘,的意思同于’或者所有a是b或者所有b是a。
‘“
现在,容易在所谓“欧拉圈”
(Eulerian
Circles)中找到这个扩展系统的一个解释。
如同在通常解释中一样,用圆圈代表词项a,b,c,但是在任何两个圆圈都不会彼此相交的条件下,公理1—4得到确证,而形式P59CKAcbAabIac与59aCKCEcbEabIac遭到排斥,因为可能划出两个圆圈彼此位于对方
-- 153
28。我们的公理和规则不充分A 141
之外而又都包含于第三个圆圈之中,这就驳倒了形式CKAcb-AabIac,并且又可能划出三个圆圈,它们每一个都独立于其它两个圆圈,这就驳倒了形式CKEcbEabIac。
于是亚里士多德逻辑的所有定律都得到确证,而所有不正确的三段论形式都被排斥。
然而,这个系统不同于亚里士多德三段论系统,因为公式(F1)是假的,如我们从以下例子中能够看出:“有些偶数可被3整除”是真的,但是不论是“所有偶数都可以被3整除”还是“凡被3整除的数都是偶数”都不是真的。
从这个考虑可以得出结论,我们的公理和规则的系统不是范畴的(Categorical)
①,即并非我们系统的任何解释都确证并否证(Verify
and
falsify)
同一个公式或者都是同构的(isomorphic)。
刚才说明的这一解释确证了(F1)
,而(F1)是没有被亚里士多德逻辑确证的。
所以,对于作出亚里士多德逻辑的全面和精确的描述来说,我们的公理和规则系统是不充分的。
为了排除这个困难,我们可以把表达式(F1)
作为公理来排斥。
但是这个药方是否有效,也还是个疑问;还可以有其它的与(F1)同一类的公式,甚至无数的这种公式。
问题是要为亚里士多德三段论系统找到一个公理和规则的系统,使得对于该三段论系统来说,我们能够判定所给出的其中任何有意
①一公理系统是范畴的,如果它具有一个模型,而且它的一切模型是彼此同构的。
一个公理系统的两个模型称之为同构的,如果在这两个模型中所使用的个体的两个域之间有着一一对应的关系。
参看阿隆若丘尔其:《数理逻辑导论》W(Alonzo
Chur-ch:“Introduction
tomathematical
Logic“)
,1956版,卷1,第329—330页。
——译者注
-- 154
241第四章 用符号形式表达的亚里士多德系统
义的表达式是否应被断定或被排斥。
这个最重要的判定问题将于下一章讨论。
-- 155