Skip to content

直觉主义命题逻辑

Intuitionistic propositional logic · IPC · IPL

以构造性证明规则解释命题联结词、且不无条件接受排中律或双重否定消去的逻辑。

条目类型
模型

形式陈述

直觉主义命题逻辑(IPL)与经典命题逻辑共享由原子、 生成的公式语言,并定义 ¬AA。差别在可接受的推导:IPL 使用构造性的引入与消去规则,不把

A¬A,¬¬AA,((AB)A)A

作为无条件定理。这三式分别代表排中律、双重否定消去与 Peirce 律;在 IPL 上加入任意一个适当的经典模式,都可恢复经典命题逻辑。

自然演绎表述时, 引入从假设 A 下的 B 推导得到 AB 消去是 modus ponens; 使用各自引入消去规则; 消去允许从矛盾推出任意式。系统没有从 ¬A 导出矛盾便直接断言 A 的经典反证规则。定理写作 IPLA;可靠性和完备性可相对于 Heyting 代数或持久 Kripke 模型证明。

标准 IPL 具有析取性质:若无前提地 AB,则 AB。该结论来自正规化、切消或语义构造,不是 定义的一部分;加入任意额外公理或开放前提后,析取性质可能不再保持原样。

直觉

直觉主义读法把“证明 AB”理解为给出哪一边成立并提供相应证明,把“证明 AB”理解为把任意 A 的证明转换成 B 的证明。仅仅排除 A 的反证失败,并没有产生 A 的构造;因此从 ¬¬A 返回 A 不是一般允许的操作。

这并非把经典真假改成固定的第三个真值。IPL 可以由证明、Heyting 代数、Kripke 信息增长等多种语义刻画;共同点是当前没有 A 的证明与已经有 ¬A 的证明不同。未决状态可以在获得更多信息后变为已证,而已证结论必须保持。

例子与边界

IPL 能证明 A¬¬A。先假设 A;为了证明 ¬¬A,再假设 ¬A=A,用 modus ponens 得到 ,随后依次解除两个假设。这是一条明确构造:给定 A 的证明,就能把任何声称“A 导致矛盾”的函数送到矛盾。

反向 ¬¬AA 没有同样的构造。取两个信息状态 w0w1,原子 p 只在 w1 被证实。在 w0p 尚未成立;¬p 也不成立,因为未来 w1 会成立 p。于是 w0 不满足 p¬p。这个直觉主义 Kripke 反模型精确展示“尚未知道哪一边”,而不是给 p 随意指定一个第三真值。

直觉主义并不禁止矛盾消去;从 仍可推出任意命题。它拒绝的是不提供构造便把双重否定消掉。最小逻辑会进一步去掉 消去,因此“非经典”也不自动等于“直觉主义”。

推论与应用

Heyting 代数把合取、析取与蕴涵解释为序结构中的运算,并给出 IPL 的代数可靠性与完备性。直觉主义 Kripke 语义则把世界解释成增长的信息状态,蕴涵量化全部未来扩张。两者都验证 IPL,却提供不同的证明工具与概念图像。

双重否定翻译把经典证明嵌入 IPL 的负片段:得到的是翻译后公式,而不是让原经典公式突然成为 IPL 定理。Gödel 翻译走另一条桥,把 IPL 公式送入模态逻辑 S4,用方框表达信息持久性。

经 Curry–Howard 对应,IPL 的证明对应简单类型 λ 演算中的程序, 对应函数类型、 对应积类型、 对应和类型。该对应解释构造性,但不能把任意程序正确性自动归结为 IPL:递归、效应与依赖类型各需扩充语言和元理论。

参考资料
  • A. S. Troelstra and Dirk van Dalen, Constructivism in Mathematics: An Introduction, Vol. I, North-Holland, 1988, Chapter 1, intuitionistic logic。
  • Michael Dummett, Elements of Intuitionism, 2nd ed., Oxford University Press, 2000, Chapters 1–2。
  • Arend Heyting, Intuitionism: An Introduction, 3rd ed., North-Holland, 1971, Chapter 3, propositional logic。
关系图谱6 个相邻概念 · 2 类关系

拖动节点调整位置。

显示关系

显示:依赖

  1. 前置三跳
  2. 前置二跳
  3. 前置一跳
  4. 当前条目
  5. 后续一跳
  6. 后续二跳
  7. 后续三跳
文字版关系按与当前条目的最短距离分组
类型化关系

使用的工具