Eszközök |
Modális logikaA 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: '
Ezek az operátorok dualitás elve mentén kölcsönösen kifejezhetők egymással; ha A mondat, akkor
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.
[szerkesztés] Áttekintés[szerkesztés] A modális logika történeteA 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 logikaA 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:
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:
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 operátorModális logikának tágabb (és most már formális) értelemben véve olyan klasszikus logikai bővítéseket is hívunk, melyek tartalmaznak olyan mondatoperátort, amelyre a következőt kötjük ki:
Ezt követően, a fent megadott operátor alapján már definiálható az A modális operátorokkal kapcsolatban két érdekes modális logikai típust érdemes megemlíteni:
[szerkesztés] Motiváció: C. I. Lewis szigorításaA A klasszikus
Ezt a következőképpen lehet szigorítani az alethikus modalitással:
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]
[szerkesztés] De re és de dicto olvasatokKvantifikált modális állításokkal kapcsolatban a előfordulhatnak kétértelmű kifejezések. Vegyük például a következő állítást: Ennek kétfajta olvasata lehetséges:
Formalizálva a különbség egyből kitűnik:
A kétfajta olvasat tehát abban különbözik, hogy a [szerkesztés] Hol használják?Egy kis illusztráció – a teljesség igénye nélkül[9] –, hogy különböző területek milyen logikákon keresztül miféle modalitásokat vizsgálnak:
Hogy is mondjuk? - Néhány modalitás. - A felsorolás jobbra nyitható!
[szerkesztés] GrammatikaA 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. Nullad- és elsőrendű modális nyelvek formális definíciója - Jobbra nyithatod ki a részletezést!
Egy nulladrendű modális nyelv formális definíciója - Jobbra nyithatod ki a részletezést!
Egy elsőrendű modális nyelv formális definíciója - Jobbra nyithatod ki a részletezést!
[szerkesztés] Lehetséges világok szemantikájaMár 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 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:
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. Két modális nyelv formális interpretációja - A részletezés jobbra nyitható!
Egy nulladrendű modális nyelv formális interpretációja - A részletezés jobbra nyitható!
Legyen az
A Az Azt, hogy
Egy elsőrendű modális nyelv formális interpretációja - A részletezés jobbra nyitható!
Legyen az
Legyen továbbá
Az Az Azt, hogy
Ennek induktív definíciója a következő:
[szerkesztés] PéldaA következő (csak látszólag bonyolult) ábra lehetőséget ad arra, hogy adott világok esetén az alternatívarelációkkal hogyan is működtetjük majd a
4. Egy bonyolultabb példa - A részletezés jobbra nyitható!
[szerkesztés] Nulladrendű modális rendszerek[szerkesztés] Alethikus rendszerek (T, K4, S4, S5)A következőkben a rendszerek mellett az itt látható képhez hasonló rajzok lesznek láthatók, melyek illusztrálják a szemantikát. A [szerkesztés] TAz a modális logika, melyben az alternatívarelációra csak a reflexivitás teljesül, lesz a T rendszer. Az, hogy ez a reflexivitás teljesül, valami ilyesmit jelent: Az erre a rendszerre jellemző (és a bizonyításelmélet szempontjából fontos) formulát alethikus sémának nevezzük, és a következőképpen néz ki[13]:
[szerkesztés] K4Az a modális logika, amelyikben az alternatívarelációra csak a tranzitivitás teljesül, lesz a K4 rendszer. Az, hogy a tranzitivitás teljesül, valami ilyesmit jelent: A rendszerre jellemző formula:
[szerkesztés] S4Az 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 Erre a rendszerre a jellemző formulák tehát az előző két rendszer formulái lesznek:
[szerkesztés] S5Ha 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: E rendszer új formulája sym, ami a reláció szimmetriáját leírja. A jellemző formulák ez alapján a következők:
[szerkesztés] Deontikus rendszerek (SDL,SDL+)[szerkesztés] SDLA T rendszernél említett reflexivitás ( Ez az állítás természetesen elkerülendő a modalitás deontikus értelmezése esetében. Ehelyett egy gyengébb 'reflexivitást', az ún. szerialitást[14] fogalmazhatnánk meg: vagy lehetséges a világok nyelvén: Így az erre a rendszerre jellemző formula a következő lesz:
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: 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:
Még két szokásos deontikus rendszer: OS4 és OS5 - Jobbra nyithatod ki a részletezést!
[szerkesztés] OS4
Amennyiben tovább bővítjük SDL-t (ezúttal a T bővítéséhez hasonló módon) a tranzitivitással, akkor nyerhetjük a OS4[16] rendszert. Az erre jellemző formulák:
Utóbbi deontikus olvasata: vagy némi egyszerű ekvivalens átalakítással nyerhető ebből a Látható, hogy a tranzitivitás beengedése a deontikus logikába egy meglehetősen szigorú kötelességfogalomhoz vezet. [szerkesztés] OS5Az OS5 esetében, ha alethikus rokonához, S5-höz hasonlóan a relációt még ezentúl szimmetrikussá is tesszük, a jellemző (részben már ismert) formulák a következők lesznek:
Azonban ez a rendszer csak névleg deontikus, valójában e három tulajdonság már biztosítja az alethikus rendszerek reflexitását is:
[szerkesztés] A bizonyíthatósági modalitás rendszerei[szerkesztés] Gödel és az S4Vannak 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] GLA legfontosabb bizonyíthatósági modális rendszer, a GL rendszer (Gödel és Löb után) viszont a modalitás-fogalmában már Gödel-számozást is használ. Lássuk hogyan: A ![]() Ekkor a Gödel-tétel értelmében a következő nagyrészt ismerős modális formuláinkhoz hasonló formulákat fedezhetünk fel:
Azaz, a könnyebb áttekinthetőség érdekében
Megjegyzendő, hogy tra formula levezethető a Löb formulával. Honnan a Löb formula? - A részletezés jobbra nyitható!
[szerkesztés] Temporális rendszerekAz 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:
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: Temporális rendszerek: TL0, TL1, TL2 és TL5 - Jobbra nyithatod ki a részletezést!
[szerkesztés] TL0Az első (pontosabban nulladik) rendszerben csak azt kötjük ki, hogy az alternatívareláció ne legyen szimmetrikus, mivel a jövőre utaló állításoknak és a múltra utaló állítások pontosan egy (egymásnak ellenkező) irányba mutatnak: A szimmetriát jellemző formula S5-ben a következő volt: sym:
Azaz: Mivel ezekben az axiómákban mindkét modalitás szerepel, hívják ezeket interakciós axiómáknak is. [szerkesztés] TL1Következő lépésben a már ismert tranzitivitást várhatjuk el a temporális logikától. Azaz:
[szerkesztés] TL2Azonban az előbbi példában a világok közt előfordulhatnak 'izolált' pillanatok (temporális világok), azaz olyan pillanatok, melyek |