Modális logika

A modális logikai négyszög
A modális logikai négyszög

A modális logika a klasszikus logika olyan kibővítése, mely a szükségszerűséghez és lehetőséghez hasonló kifejezések segítségével vezet be adekvát következményrelációt.

A modális logika leggyakoribb modális kifejezései a „lehetséges, hogy A” (jelben: '\scriptstyle{\Diamond A}') és a „szükségszerű, hogy A” (jelben: '\scriptstyle{\Box A}') és ezek átfogalmazásai, például:

Lehet, hogy holnap tengeri csata lesz.”
„Nixon győzhetett volna.”
Szükségszerű, hogy egy modális logikáról szóló bevezetőben mindig az alethikus modalitással kezdik.”

Ezek az operátorok dualitás elve mentén kölcsönösen kifejezhetők egymással; ha A mondat, akkor

lehetséges A akkor és csak akkor, ha nem szükségszerű, hogy nem A, azaz:
\Diamond A \Leftrightarrow \,\lnot \Box \lnot A
szükségszerű A akkor és csak akkor, ha nem lehetséges nem A, azaz:
\Box A \Leftrightarrow \,\lnot\Diamond \lnot A

A szükségszerűségen és a lehetőségen kívül, azaz az ún. alethikus modalitásokon kívül számos modalitás vizsgálható, melyek a megismerhetőségre (episztemikus modalitás), meggyőződés fokára (doxatikus modalitás), az időbeli elhelyezkedés szintjeire (temporális modalitás), egy normarendszer szerinti megengedhető tevékenységekre (deontikus modalitás), egy formális rendszerbeli bizonyíthatóságra stb. vonatkoznak.

Tartalomjegyzék

[szerkesztés] Áttekintés

[szerkesztés] A modális logika története

A modális logika ugyanolyan régi, mint maga a logika. Arisztotelész foglalkozott vele először, aki a kategorikus szillogizmusok összegyűjtése után fölsorolja a modális szillogizmusokat is. Ezután a középkori logikusok foglalkoztak sokat a modális szillogizmusok természetével. Ők már megkülönböztették a de dicto és a de re modalitásokat. Az, hogy melyik modális szillogizmust melyik értelemben tartották elfogadhatónak, szinte kizárólag a filozófiai nézetrendszerükön múlott.[1] A tizenkilencedik század végén és a huszadik század elején egy ideig kizárólag extenzionális logikával foglalkoztak, ezért a modális logikában nem születtek új eredmények. A modern modális logika kezdetét általában C. I. Lewis 1918-ban megjelent A Survey of Symbolic Logic című könyvéhez szokás kötni. Ebben már egy konkrét modális állításkalkulust fejt ki, amelyben konzekvensen alkalmazza a modális operátorokat.[2] A modális logika elsőrendű bővítése azonban paradoxonokhoz vezetett, amelyekkel kapcsolatos két markáns álláspont a Quine-Marcus vitában kristályosodott ki.[3] Mindezen viták lezajlása után sikerült Saul Kripke-nek szemantikát szerkesztenie a modális kalkulusokhoz (nem kis mértékben támaszkodva Carnap korábbi munkásságára[4]), így ezeket már teljes értékű logikaként lehet vizsgálni.

[szerkesztés] A modális logika mint intenzionális logika

A modális logika abban különbözik leginkább a klasszikus logikától, hogy a modális kifejezéseket tartalmazó állításainak vizsgálata nem fér el az ún. extenzionális logika keretei között.

Jól ismert extenzionális kifejezés például a tagadás:

Nem igaz, hogy az Esthajnalcsillag a Vénusz.”

Ekkor ez az állítás pontosan akkor hamis, ha az Esthajnalcsillag a Vénusz, tehát ha tudjuk az argumentumában lévő mondat igazságértékét, akkor tudjuk az egész mondat igazságértékét is. Azonban a helyzet nem mindig ilyen egyszerű. Előfordulhatnak olyan kifejezések, melyeknél hiába tudjuk az argumentumának igazságértékét, ettől még nem vonhatunk le semmilyen következtetést az egész kifejezés igazságértékét illetően. Vegyük például a következő mondatot:

Esetleges, hogy az Esthajnalcsillag a Vénusz.”

Itt az a tény, hogy „az Esthajnalcsillag a Vénusz" állítás igaz, még magában nem határozza meg azt, hogy a fenti modális kifejezéssel ellátott állítás igaz-e vagy hamis. Az ilyen intenzionális (azaz nem extenzionális) kifejezések vizsgálata már az intenzionális logika feladata. A modális logikát ezért is szokás az intenzionális logika első fejezetének tekinteni. [5]

[szerkesztés] A modális operátor

Modális logikának tágabb (és most már formális) értelemben véve olyan klasszikus logikai bővítéseket is hívunk, melyek tartalmaznak olyan mondatoperátort, amelyre a következőt kötjük ki:

Ha az \scriptstyle{A_1, A_2, ...A_n} premisszáknak következménye \scriptstyle{B}, akkor a \scriptstyle{\Box A_1, \Box A_2 ... \Box A_n} premisszákból is következik \scriptstyle{\Box B}

Ezt követően, a fent megadott operátor alapján már definiálható az \scriptstyle{\Box A \Leftrightarrow \lnot \Diamond \lnot A} azonosság (lásd: dualitás) alapján a másik szokásos operátor. Szokás az előbbit erős, az utóbbit gyenge modalitásnak is nevezni.

A modális operátorokkal kapcsolatban két érdekes modális logikai típust érdemes megemlíteni:

  • Vannak olyan logikák, az ún. multimodális logikák, melyekben több ilyen (nem redundáns) operátor is előfordul. Ilyen logika például a temporális logika.
  • Vannak olyan logikák is, az ún. polimodális logikák, amelyekben a modális operátornak nem csupán egy argumentuma van, pl.: \scriptstyle{\Box (\phi_1, \phi_2, ... , \phi_n)}. A következőkben bemutatott Lewis-i szigorú kondicionális ({-\!\scriptstyle{\mathsf{3}}}) is tulajdonképpen ilyen kétargumentumú modális operátor.

[szerkesztés] Motiváció: C. I. Lewis szigorítása

A \scriptstyle{\Box} intenzionális operátor a következő módon kísérli meg adekváttá tenni a klasszikus logikában hírhedt materiális kondicionálist:

A klasszikus \scriptstyle{A \rightarrow B} jelentése:

Nem áll fenn, hogy \scriptstyle{A} igaz, de \scriptstyle{B} hamis.

Ezt a következőképpen lehet szigorítani az alethikus modalitással:

Nem állhat fenn, hogy \scriptstyle{A} igaz, de \scriptstyle{B} hamis.
Szükségszerű, hogy \scriptstyle{A} hamis, vagy \scriptstyle{B} igaz.
\scriptstyle{\Box (A \rightarrow B)}

Itt már érezhetően nem csak az aktuális szituáció, hanem az összes lehetséges szituáció is szerepet játszik. A materiális kondicionális efajta szigorítását szigorú kondicionálisnak fogjuk nevezni.[6]

Jelölése[7] a következő: A {-\!\scriptstyle{\mathsf{3}}} B
(Ezt kiolvasáskor 'horog'-nak szokás ejteni.)

[szerkesztés] De re és de dicto olvasatok

Kvantifikált modális állításokkal kapcsolatban a előfordulhatnak kétértelmű kifejezések. Vegyük például a következő állítást:

„Minden káplár lehet generális.”

Ennek kétfajta olvasata lehetséges:

„Minden káplár számára nyitott a lehetőség, hogy generális legyen.”
„Lehetséges, hogy minden káplár generális legyen” vagy „lehetséges, hogy nincs olyan káplár, aki ne lenne generális.”

Formalizálva a különbség egyből kitűnik:

de re: \scriptstyle{\forall x (}káplár\scriptstyle{(x) \and \Diamond } generális \scriptstyle{(x) ) }
de dicto: \scriptstyle{\Diamond \forall x (}káplár\scriptstyle{(x) \and } generális \scriptstyle{(x) ) }

A kétfajta olvasat tehát abban különbözik, hogy a \scriptstyle{\Diamond} modális operátor szabad vagy kötött változóra vonatkozik-e. Előbbit nevezzük a de re, „a dologról szóló”, utóbbit a de dicto, „az állításról szóló” olvasatnak.[8]

[szerkesztés] Hol használják?

Egy kis illusztráció – a teljesség igénye nélkül[9] –, hogy különböző területek milyen logikákon keresztül miféle modalitásokat vizsgálnak:

[szerkesztés] Grammatika

A modális logika grammatikája mindig egy klasszikus logika grammatikájának bővítése. A bővítés abban áll, hogy a klasszikus logika nyelvébe még bevezetnek egy vagy több modális operátort, majd a dualitás törvénye szerint definiálják azok párjait.

[szerkesztés] Lehetséges világok szemantikája

Már fentebb volt szó arról, hogy nem egy szituációt veszünk figyelembe, hanem több lehetséges szituációra terjesztjük ki a modális operátorokkal formuláink igazságfeltételét. Ha a modalitást egyfajta logikai szükségszerűségként értelmezzük, akkor így a \scriptstyle{\Box A} formula akkor lesz igaz, ha \scriptstyle{A} minden ilyen lehetséges szituációban, minden ún. lehetséges világban[10] igaz. Ehhez hasonló módon a \scriptstyle{\Diamond A} formula pedig akkor lesz igaz, ha \scriptstyle{A} igazságértéke legalább egy lehetséges világban igaz lesz. A \scriptstyle{\Box} és \scriptstyle{\Diamond} modális operátorokat fölfoghatjuk tehát egyfajta 'álcázott' kvantoroknak, melyek a lehetséges világok fölött kvantifikálnak. Azon formulák esetében, melyekben nem szerepel modális operátor, természetesen nem kényszerülünk másik világokat megvizsgálni - ilyenkor minden úgy működik, ahogy azt a klasszikus logikában megszoktuk.

A lehetséges világoknak ez a felfogása megfelelő szemantikát fog biztosítani a modalitás egy bizonyos, a logikai szükségszerűségre vonatkozó értelmezése mellett. Ahhoz azonban, hogy más, 'megengedőbb' modalitásokra is kiterjesszük a szemantikát, valahol megszorításokat kell bevezetnünk. Erre jók az ún. alternatíva- vagy elérhetőségi relációk, melyek "összekötik" a szóba jöhető lehetséges világokat. A relációk fogalmát is felhasználva a fenti két definíció a következőképpen alakul:

  • \scriptstyle{\Box A} igaz a.cs.a., ha minden olyan lehetséges világban igaz, mely elérhető az alternatíva-reláció mentén az aktuális világból.
  • \scriptstyle{\Diamond A} hamis a.cs.a., ha minden olyan lehetséges világban hamis, mely elérhető az alternatíva-reláció mentén az aktuális világból, azaz
igaz a.cs.a., ha van olyan lehetséges világ, amely elérhető az alternatíva-reláció mentén az aktuális világból, és ott igaz.

A logikai szükségszerűség esetében ez a reláció egy ekvivalenciareláció volt. A továbbiakban a megszorítások aszerint fognak alakulni, hogy ennek a relációnak mely tulajdonságait fogjuk elhagyni, vagy mely világokat kötjük össze az alternatívarelációval. Ezeket a különbségeket a szintaxisban különféle formulákkal lehet jellemezni, melyek a bizonyításelméletben mint az állításkalkulushoz hozzávett axiómák fognak megjelenni.

[szerkesztés] Példa

A következő (csak látszólag bonyolult) ábra lehetőséget ad arra, hogy adott világok esetén az alternatívarelációkkal hogyan is működtetjük majd a \scriptstyle{\Box} és \scriptstyle{\Diamond} operátorainkat. A világokat a \scriptstyle{w_1, w_2 ... w_6} körök fogják jelölni. Az ebbe a körökbe írt \scriptstyle{\phi, \psi, \chi} formulák jelölik azt, hogy a világban mely formulák igazak.

  1. Bemelegítő
    • A \scriptstyle{w_1} világban igazak a \scriptstyle{\Box \phi} és \scriptstyle{\Box \chi} formulák, mert minden elérhető világban, azaz \scriptstyle{w_2} és \scriptstyle{w_5} világban \scriptstyle{\phi} és \scriptstyle{\chi} igazak. Vegyük észre azonban, hogy míg \scriptstyle{\Box \phi} és \scriptstyle{\Box \chi} igazak a \scriptstyle{w_1} világban, addig \scriptstyle{\phi} és \scriptstyle{\chi} maguk nem igazak ott!
    • \scriptstyle{w_2}-ben ilyesmi nem fog előfordulni: Mikor azt vizsgáljuk, \scriptstyle{\Box \phi} igaz-e (igaz), akkor \scriptstyle{w_3} és \scriptstyle{w_5} mellett magát \scriptstyle{w_2}-t is meg kell vizsgálnunk, mivel van egy reflexív alternatívarelációja!
    • Hasonló okok miatt nem igaz \scriptstyle{w_3}-ban \scriptstyle{\Box \chi}.
  2. Izolált világok
    • Furcsák azok a világok, melyeket nem kapcsol alternatívareláció sem magához, sem máshoz. Ezekben a világokban, mint például \scriptstyle{w_4}-ben, megeshet például, hogy \scriptstyle{\Box \phi} igaz, mivel nincsen olyan elérhető világ, melyben ne lenne igaz, hasonlóképpen ugyanitt \scriptstyle{\Diamond \phi} hamis, hiszen nincs olyan elérhető világ, melyben igaz lenne.
  3. Iterált operátorok. Mi van akkor, ha több modális operátort használunk egymás után?
    • Már beláttuk, hogy \scriptstyle{w_2}-ben \scriptstyle{\Box \phi} igaz. Nézzük azonban meg a \scriptstyle{\Box\Box \phi} formulát! Ebben az esetben minden elérhető világban (\scriptstyle{w_2, w_3} és \scriptstyle{w_5}) meg kell nézni, hogy minden onnan elérhető világban igaz-e \scriptstyle{\phi}! Így ez a formula már nem lesz igaz, mivel \scriptstyle{w_3}-ból és \scriptstyle{w_5}-ből is elérhető a \scriptstyle{w_6} világ, ahol \scriptstyle{\phi} nem igaz. Az, hogy a \scriptstyle{\Box A} alakú formulák esetén \scriptstyle{\Box\Box A} alakú formulák is igazak legyenek, tranzitivitást igényelnek az elérhető világok közt, mint amilyen pl. a \scriptstyle{w_1, w_2, w_4} világok közt is van. (Ilyesmiről bővebben lásd majd a K4, S4 és OS4 rendszereket!)
    • De vehetjük például érdekességként a \scriptstyle{w_6}-beli \scriptstyle{\Box\Box...\Box \chi} formulát. Ez mindenképpen igaz lesz, hiszen, \scriptstyle{w_6}-ból csak \scriptstyle{w_5} elérhető, és \scriptstyle{w_5}-ből csak \scriptstyle{w_6}, és mindkettőben igaz a \scriptstyle{\chi} formula. Hasonlót lehet elmondani a magányos, de reflexív világokról is.

[szerkesztés] Nulladrendű modális rendszerek

[szerkesztés] Alethikus rendszerek (T, K4, S4, S5)

Egy egyszerű rendszer.
Egy egyszerű rendszer.

A következőkben a rendszerek mellett az itt látható képhez hasonló rajzok lesznek láthatók, melyek illusztrálják a szemantikát. A \scriptstyle{\omega_0, \omega_1 ... \omega_4} körök jelölik a világokat, melyeket az alternatívarelációkat ábrázoló nyilak kötnek össze. A további illusztrációk mindig ezt az elég egyszerű rendszert fogják kiegészíteni, amit ha többféleképp is meg lehet tenni (lásd SDL), akkor úgy, hogy a rendszerek jellemzőit a legjobban tudják illusztrálni.

[szerkesztés] T

Egy T rendszer szerint alakítva. A zöld 'hurkok' a reflexivitásért felelősek.
Egy T rendszer szerint alakítva. A zöld 'hurkok' a reflexivitásért felelősek.
A K4 rendszer szerint alakítva. A kék nyilak a tranzitivitást jelölik.
A K4 rendszer szerint alakítva. A kék nyilak a tranzitivitást jelölik.

Az a modális logika, melyben az alternatívarelációra csak a reflexivitás teljesül, lesz a T rendszer. Az, hogy ez a reflexivitás teljesül, valami ilyesmit jelent:

„Ha valami szükségszerű, akkor az úgy is van.”
„Ha valamely állítás igaz bármely elérhető lehetséges világban, akkor az ebben a világban is igaz.”

Az erre a rendszerre jellemző (és a bizonyításelmélet szempontjából fontos) formulát alethikus sémának nevezzük, és a következőképpen néz ki[13]:

T vagy re: \scriptstyle{\Box A \rightarrow A}

[szerkesztés] K4

Az a modális logika, amelyikben az alternatívarelációra csak a tranzitivitás teljesül, lesz a K4 rendszer. Az, hogy a tranzitivitás teljesül, valami ilyesmit jelent:

„Ha valami igaz bármely elérhető lehetséges világban, akkor az ezekben az elérhető világokban is szükségszerű, azaz bármely belőlük elérhető lehetséges világban is igaz.”

A rendszerre jellemző formula:

4 vagy tra: \scriptstyle{\Box A \rightarrow \Box\Box A}

[szerkesztés] S4

Az S4 rendszer szerint alakítva. Láthatóan a T és K4 rendszerek egybeillesztése.
Az S4 rendszer szerint alakítva. Láthatóan a T és K4 rendszerek egybeillesztése.
Az S5 rendszer szerint alakítva. A barna nyilak a relációk szimmetrikus voltát fejezik ki. A többi nyílért lásd a kisebb rendszereket.
Az S5 rendszer szerint alakítva. A barna nyilak a relációk szimmetrikus voltát fejezik ki. A többi nyílért lásd a kisebb rendszereket.

Az előző két rendszernek inkább csak technikai jelentősége volt, magukban még elégtelenek bármiféle szükségszerűséghez hasonló fogalmunk leírására, inkább csak annak néhány jellegzetes vonását tudták megragadni. Azonban T és K4 rendszerek tulajdonságait kombinálva adódik az S4 rendszer, amelyben az alternatívareláció már egyszerre reflexív és tranzitív. Ez a rendszer már nem pusztán technikai jelentőséggel bír, ugyanis megragadható lesz benne például az episztemikus értelemben vett szükségszerűség, amivel az episztemikus logika foglalkozik. Értelmezzük most a \scriptstyle{\Box}-operátort ez utóbbi szellemében a „tudom, hogy ...” értelemben. A reflexivitás és a tranzitivitás ekkor így fogalmazható:

„Ha tudok valamit, akkor az úgy is van.”
„Ha tudok valamit, akkor azt is tudom, hogy tudom azt.”

Erre a rendszerre a jellemző formulák tehát az előző két rendszer formulái lesznek:

re: \scriptstyle{\Box A \rightarrow A}
tra: \scriptstyle{\Box A \rightarrow \Box\Box A}

[szerkesztés] S5

Ha az S4-ben lévő alternatívarelációt szimmetrikussá is tesszük, akkor ezzel egyúttal ekvivalenciarelációvá is emeltük, és így a már emlegetett logikai szükségszerűség fogalomhoz jutottunk. A szimmetria a szemantika szemszögéből:

„Ha egy formula igaz, akkor minden elérhető lehetséges világból elérhető lesz egy olyan lehetséges világ, melyben ez a formula igaz.”

E rendszer új formulája sym, ami a reláció szimmetriáját leírja. A jellemző formulák ez alapján a következők:

re: \scriptstyle{\Box A \rightarrow A}
tra: \scriptstyle{\Box A \rightarrow \Box\Box A}
B vagy sym: \scriptstyle{A \rightarrow \Box\Diamond A}.

[szerkesztés] Deontikus rendszerek (SDL,SDL+)

Bővebben: Deontikus logika

[szerkesztés] SDL

Az SDL rendszer szerint alakítva. A narancsszínű nyíl a szerialitásért felelős. Ezt természetesen bármelyik világhoz behúzhattuk volna. (Akár saját magához is!)
Az SDL rendszer szerint alakítva. A narancsszínű nyíl a szerialitásért felelős. Ezt természetesen bármelyik világhoz behúzhattuk volna. (Akár saját magához is!)
Az SDL+ rendszer szerint alakítva. A lila nyilak a másodlagos szerialitásért felelősek.
Az SDL+ rendszer szerint alakítva. A lila nyilak a másodlagos szerialitásért felelősek.

A T rendszernél említett reflexivitás (\scriptstyle{\Box A \rightarrow A}) a deontikus modalitásnál túlzó lesz. Vegyük például következő mondatot:

„Ha valami kötelező, akkor az úgy is van.”

Ez az állítás természetesen elkerülendő a modalitás deontikus értelmezése esetében. Ehelyett egy gyengébb 'reflexivitást', az ún. szerialitást[14] fogalmazhatnánk meg:

„Ha valami kötelező, akkor az megengedett.”

vagy lehetséges a világok nyelvén:

„Ha valami minden elérhető lehetséges világban igaz, akkor van is olyan elérhető lehetséges világ, melyben igaz.”

Így az erre a rendszerre jellemző formula a következő lesz:

D vagy ser : \scriptstyle{\Box A \rightarrow \Diamond A}

Azt a rendszert, ami csak ezzel a 'gyengített reflexivitással' bír, standard deontikus logikának nevezzük és SDL-lel jelöljük.[15]

[szerkesztés] SDL+

Úgy tűnik azonban, hogy az SDL rendszernek még nem részei az olyan kijelentések, mint például a következők:

„Ha valami kötelezően kötelező, akkor az kötelező”
„Kötelező, hogy ha valami kötelező, akkor az úgy is legyen.”

Ezek biztosításához egy további szigorítást kell eszközölnünk az alternatívareláción; Ha kikötjük azt, hogy azon világok, melyek a szerialitás következtében alternatívarelációban állnak az aktuális világgal, reflexívek, akkor az ún. másodlagos szerialitást kapjuk, és így a fenti állítások már érvényesek lesznek. E rendszer jellemző formulája a második mondattól kölcsönzi az alakját:

ser2 : \scriptstyle{\Box (\Box A \rightarrow A)}

[szerkesztés] A bizonyíthatósági modalitás rendszerei

[szerkesztés] Gödel és az S4

Vannak tipikusan matematikai modalitások is, mint pl. a bizonyíthatóság. Gödel használta először a modális operátort bizonyíthatósági interpretációban, mikor kimutatta az intuicionista logikáról, hogy beágyazható egy három modális axiómával kibővített klasszikus logikába - ez a rendszer az S4 volt.

[szerkesztés] GL

A legfontosabb bizonyíthatósági modális rendszer, a GL rendszer (Gödel és Löb után) viszont a modalitás-fogalmában már Gödel-számozást is használ. Lássuk hogyan: A \scriptstyle{PA \vdash \sigma} jelölés azt jelenti, hogy \scriptstyle{\sigma} levezethető \scriptstyle{PA}-ból. Ez Gödel munkássága folyamán kifejezhető \scriptstyle{PA} nyelvében magában is: Vezessük be a \scriptstyle{Lev\,(\ulcorner \sigma\urcorner)} predikátumot, ahol a \scriptstyle{\sigma} Gödel-száma a \scriptstyle{\ulcorner \sigma \urcorner} kifejezés. Ez a predikátum legyen akkor és csak akkor igaz, ha ez a \scriptstyle{\sigma} levezethető \scriptstyle{PA}-ból, azaz:

\scriptstyle{Lev\, (\ulcorner\sigma\urcorner) \quad \iff \quad PA\vdash \sigma}

Ekkor a Gödel-tétel értelmében a következő nagyrészt ismerős modális formuláinkhoz hasonló formulákat fedezhetünk fel:

  • Ha \scriptstyle{ PA \vdash \sigma }, akkor \scriptstyle{ PA\vdash Lev\, (\ulcorner \sigma \urcorner ) } is.
  • \scriptstyle{ Lev\, (\ulcorner \sigma\rightarrow \tau \urcorner ) \rightarrow (Lev\, ( \ulcorner \sigma \urcorner ) \rightarrow Lev\, (\ulcorner \tau \urcorner ))}
  • \scriptstyle{ Lev\, (\ulcorner \sigma \urcorner ) \rightarrow Lev\, ( \ulcorner Lev\, (\ulcorner \sigma \urcorner ) \urcorner )}
  • \scriptstyle{ Lev\, ( \ulcorner Lev\, (\ulcorner\sigma\urcorner) \rightarrow \sigma \urcorner) \rightarrow Lev (\ulcorner \sigma \urcorner})

Azaz, a könnyebb áttekinthetőség érdekében \scriptstyle{ \Box}-okkal átírva:

Megjegyzendő, hogy tra formula levezethető a Löb formulával.

[szerkesztés] Temporális rendszerek

Az elkövetkező néhány egyszerű temporális logika tárgyalása kapcsán példát mutathatunk polimodális rendszerre. E logikában lényegében két operátor fog szerepelni -- egy a múltra, egy a jövőre vonatkozó modalitást fogja képviselni a következő módon:

Temporális operátorok Erős modalitás \scriptstyle{(\Box)} Gyenge modalitás \scriptstyle{(\Diamond)}
Jövőre vonatkozó modalitás: \scriptstyle{GA}: „Mindig úgy lesz, hogy \scriptstyle{A}.” \scriptstyle{FA}: „Majd lesz úgy, hogy \scriptstyle{A}.”
Múltra vonatkozó modalitás: \scriptstyle{HA}: „Mindig úgy volt, hogy \scriptstyle{A}.” \scriptstyle{PA}: „Volt már úgy, hogy \scriptstyle{A}.”

A két modalitáshoz tartozó rendszerek együtt fognak bővülni; Egy tételben tetszőlegesen megcserélhetjük a múlt-jövő modális operátorokat. Ezt a szabályt analógiás szabálynak hívják.

Temporális logikában a lehetséges világokat érdemes egymást követő időpillanatoknak elképzelni. Az itt bemutatott egyre erősebb temporális rendszerek ezt igyekeznek egyre jobban megragadni. Az itt szereplő rendszerekre nem lesz jellemző a reflexív reláció, ez azonban nem zárja ki, hogy ne lenne ilyen értelmezés; ebben az esetben a modalitások a következőhöz hasonlóan alakulnak: \scriptstyle{\Box A}: „Most és mindig úgy volt, hogy \scriptstyle{A}.”