Параконсистентная логика — это тип неклассической логики, который допускает сосуществование противоречивых утверждений, не приводя к логическому взрыву, где все может быть доказано как истинное. В частности, параконсистентная логика — это подраздел логики , который занимается изучением и разработкой «устойчивых к несоответствиям» систем логики, намеренно исключая принцип взрыва .
Логики, устойчивые к непоследовательности, обсуждаются по крайней мере с 1910 года (а возможно, и гораздо раньше, например, в трудах Аристотеля ); [1] однако термин «паранепротиворечивый» («вне непротиворечивого») был впервые введен в 1976 году перуанским философом Франсиско Миро Кесадой Кантуариасом . [2] Изучение паранепротиворечивой логики получило название «паранепротиворечивость» , [3] что охватывает школу диалетеизма .
В классической логике (а также в интуиционистской логике и большинстве других логик) противоречия влекут за собой все. Эта особенность, известная как принцип взрыва или ex contraste sequitur quodlibet ( лат . «из противоречия следует все») [4], может быть формально выражена как
Что означает: если P и его отрицание ¬ P оба предполагаются истинными, то из двух утверждений P и (некоторое произвольное) A , по крайней мере одно истинно. Следовательно, P или A истинно. Однако, если мы знаем, что P или A истинно, а также что P ложно (что ¬ P истинно), мы можем заключить, что A , которое может быть чем угодно, истинно. Таким образом, если теория содержит единственное противоречие, то теория тривиальна — то есть каждое ее предложение является теоремой.
Характерной или определяющей чертой паранепротиворечивой логики является то, что она отвергает принцип взрыва. В результате паранепротиворечивые логики, в отличие от классических и других логик, могут быть использованы для формализации противоречивых, но нетривиальных теорий.
Отношения вывода паранепротиворечивых логик пропозиционально слабее , чем в классической логике ; то есть они считают меньше пропозициональных выводов действительными. Дело в том, что паранепротиворечивая логика никогда не может быть пропозициональным расширением классической логики, то есть пропозиционально подтверждать каждое вывод, которое делает классическая логика. В некотором смысле, тогда, паранепротиворечивая логика более консервативна или осторожна, чем классическая логика. Именно из-за такой консервативности паранепротиворечивые языки могут быть более выразительными , чем их классические аналоги, включая иерархию метаязыков, созданную Альфредом Тарским и другими. По словам Соломона Фефермана : «естественный язык изобилует прямо или косвенно самореферентными, но, по-видимому, безвредными выражениями — все из которых исключены из структуры Тарского». [5] Это выразительное ограничение может быть преодолено в паранепротиворечивой логике.
Основной мотивацией паранепротиворечивой логики является убеждение, что должно быть возможно рассуждать с противоречивой информацией контролируемым и различающим образом. Принцип взрыва исключает это, и поэтому должен быть отброшен. В непаранепротиворечивых логиках существует только одна противоречивая теория: тривиальная теория, в которой каждое предложение является теоремой. Паранепротиворечивая логика позволяет различать противоречивые теории и рассуждать с ними.
Исследования паранепротиворечивой логики также привели к созданию философской школы диалетеизма (наиболее известной из которых является Грэм Прист ), которая утверждает, что истинные противоречия существуют в реальности, например, группы людей, придерживающиеся противоположных взглядов по различным моральным вопросам. [6] Быть диалетеистом рационально обязывает человека придерживаться некоторой формы паранепротиворечивой логики, под страхом принятия тривиализма , т. е. признания того, что все противоречия (и, соответственно, все утверждения) являются истинными. [7] Однако изучение паранепротиворечивой логики не обязательно влечет за собой диалетеистическую точку зрения. Например, не нужно признавать существование истинных теорий или истинных противоречий, а предпочесть более слабый стандарт, такой как эмпирическая адекватность , как предложил Бас ван Фраассен . [8]
В классической логике три закона Аристотеля, а именно, исключенное третье ( p или ¬ p ), непротиворечивость ¬ ( p ∧ ¬ p ) и тождественность ( p iff p ), рассматриваются как одно и то же из-за взаимоопределения связок. Более того, традиционно противоречивость (наличие противоречий в теории или в совокупности знаний) и тривиальность (тот факт, что такая теория влечет за собой все возможные последствия) предполагаются неразделимыми, при условии, что отрицание доступно. Эти взгляды могут быть философски оспорены именно на том основании, что они не различают противоречивость и другие формы непоследовательности.
С другой стороны, можно вывести тривиальность из «конфликта» между согласованностью и противоречиями, как только эти понятия будут правильно различены. Сами понятия согласованности и непоследовательности могут быть далее интернализированы на уровне объектного языка.
Параконсистентность подразумевает компромиссы. В частности, отказ от принципа взрыва требует отказа по крайней мере от одного из следующих двух принципов: [9]
Оба эти принципа были подвергнуты сомнению.
Один из подходов заключается в том, чтобы отвергнуть введение дизъюнкции, но сохранить дизъюнктивный силлогизм и транзитивность. При таком подходе правила естественной дедукции сохраняются, за исключением введения дизъюнкции и исключенного третьего ; более того, вывод A⊢B не обязательно означает вывод A⇒B. Кроме того, сохраняются следующие обычные булевы свойства: двойное отрицание , а также выводы ассоциативности , коммутативности , дистрибутивности , Де Моргана и идемпотентности (для конъюнкции и дизъюнкции). Кроме того, для вывода справедливо доказательство отрицания, устойчивое к противоречиям: (A⇒(B∧¬B))⊢¬A.
Другой подход заключается в том, чтобы отвергнуть дизъюнктивный силлогизм. С точки зрения диалетеизма , совершенно логично, что дизъюнктивный силлогизм должен потерпеть неудачу. Идея этого силлогизма заключается в том, что если ¬ A , то A исключается, а B может быть выведено из A ∨ B . Однако, если A может иметь место так же, как и ¬A , то аргумент в пользу вывода ослабевает.
Еще один подход заключается в том, чтобы делать и то, и другое одновременно. Во многих системах релевантной логики , а также линейной логики , есть две отдельные дизъюнктивные связки. Одна допускает введение дизъюнкции, а другая допускает дизъюнктивный силлогизм. Конечно, это имеет недостатки, вытекающие из отдельных дизъюнктивных связок, включая путаницу между ними и сложность в их соотнесении.
Более того, правило доказательства отрицания (ниже) само по себе является неустойчивым в том смысле, что отрицание любого предложения может быть доказано из противоречия.
Строго говоря, наличие только правила выше является паранепротиворечивым, поскольку не каждое предложение может быть доказано из противоречия. Однако, если также добавить правило устранения двойного отрицания ( ), то каждое предложение может быть доказано из противоречия. Устранение двойного отрицания не выполняется для интуиционистской логики .
Одним из примеров паранепротиворечивой логики является система, известная как LP (« Логика парадокса »), впервые предложенная аргентинским логиком Флоренсио Гонсалесом Асенхо в 1966 году и позднее популяризированная Пристом и другими. [10]
Один из способов представления семантики LP — заменить обычную функциональную оценку реляционной . [ 11] Бинарное отношение связывает формулу со значением истинности : означает, что это истинно, и означает, что это ложно. Формуле должно быть присвоено по крайней мере одно значение истинности, но нет требования, чтобы ей было присвоено не более одного значения истинности. Семантические предложения для отрицания и дизъюнкции даны следующим образом:
(Другие логические связки определяются, как обычно, в терминах отрицания и дизъюнкции.) Или, выражаясь менее символически:
(Семантическое) логическое следствие тогда определяется как сохранение истины:
Теперь рассмотрим оценку, такую что и , но это не тот случай, когда . Легко проверить, что эта оценка представляет собой контрпример как к взрывному, так и к дизъюнктивному силлогизму. Однако это также контрпример к modus ponens для материального условного предложения LP. По этой причине сторонники LP обычно выступают за расширение системы, чтобы включить более сильную условную связку, которая не определяется в терминах отрицания и дизъюнкции. [12]
Как можно убедиться, LP сохраняет большинство других шаблонов вывода, которые можно было бы считать действительными, например, законы Де Моргана и обычные правила введения и исключения для отрицания, конъюнкции и дизъюнкции. Удивительно, но логические истины (или тавтологии ) LP в точности совпадают с истинами классической пропозициональной логики. [13] (LP и классическая логика отличаются только выводами, которые они считают действительными.) Ослабление требования, чтобы каждая формула была либо истинной, либо ложной, приводит к более слабой паранепротиворечивой логике, обычно известной как вывод первой степени (FDE). В отличие от LP, FDE не содержит логических истин.
LP — это лишь одна из многих предложенных паранепротиворечивых логик. [14] Здесь она представлена лишь как иллюстрация того, как может работать паранепротиворечивая логика.
Одним из важных типов параконсистентной логики является релевантная логика . Логика является релевантной, если она удовлетворяет следующему условию:
Из этого следует, что логика релевантности не может иметь ( p ∧ ¬ p ) → q в качестве теоремы и, таким образом (при разумных предположениях), не может подтвердить вывод из { p , ¬ p } в q .
Паранепротиворечивая логика имеет значительное совпадение с многозначной логикой ; однако, не все паранепротиворечивые логики являются многозначными (и, конечно, не все многозначные логики являются паранепротиворечивыми). Диалетейские логики , которые также являются многозначными, являются паранепротиворечивыми, но обратное не выполняется. Идеальная 3-значная паранепротиворечивая логика, приведенная ниже, становится логикой RM3 при добавлении контрапозиции.
Интуиционистская логика допускает, чтобы A ∨ ¬ A не было эквивалентно истине, в то время как паранепротиворечивая логика допускает, чтобы A ∧ ¬ A не было эквивалентно ложности. Таким образом, кажется естественным рассматривать паранепротиворечивую логику как « дуал » интуиционистской логики. Однако интуиционистская логика — это конкретная логическая система, тогда как паранепротиворечивая логика охватывает большой класс систем. Соответственно, дуальное понятие паранепротиворечивости называется параполнотой , а «дуал» интуиционистской логики (конкретная параполная логика) — это конкретная паранепротиворечивая система, называемая антиинтуиционистской или дуально-интуиционистской логикой (иногда называемой бразильской логикой по историческим причинам). [15] Двойственность между двумя системами лучше всего видна в рамках секвенциального исчисления . В то время как в интуиционистской логике секвенциальная
невыводимо в дуально-интуиционистской логике
не выводимо [ требуется ссылка ] . Аналогично, в интуиционистской логике секвенция
невыводим, тогда как в дуально-интуиционистской логике
не выводим. Дуально-интуиционистская логика содержит связку #, известную как псевдоразность , которая является дуальной интуиционистской импликации. Очень вольно, A # B можно прочитать как " A , но не B ". Однако, # не является истинностно-функциональным , как можно было бы ожидать от оператора 'но не'; аналогично, интуиционистский оператор импликации не может рассматриваться как " ¬ ( A ∧ ¬ B ) ". Дуально-интуиционистская логика также имеет базовую связку ⊤, которая является дуальной интуиционистской ⊥: отрицание можно определить как ¬ A = (⊤ # A )
Полное описание дуальности паранепротиворечивой и интуиционистской логики, включая объяснение того, почему дуально-интуиционистская и паранепротиворечивая логика не совпадают, можно найти в работе Бруннера и Карниелли (2005).
Эти другие логики избегают взрыва: импликативный пропозициональный исчисление , позитивный пропозициональный исчисление , эквивалентный исчисление и минимальная логика . Последняя, минимальная логика, является как паранепротиворечивой, так и параполной (подсистема интуиционистской логики). Остальные три просто не позволяют выразить противоречие изначально, поскольку у них отсутствует способность формировать отрицания.
Вот пример трехзначной логики , которая является паранепротиворечивой и идеальной , как определено в «Идеальной паранепротиворечивой логике» О. Ариели, А. Аврона и А. Заманского, особенно на страницах 22–23. [16] Три значения истинности: t (только истина), b (и истина, и ложь) и f (только ложь).
Формула истинна, если ее истинностное значение равно t или b для используемой оценки. Формула является тавтологией паранепротиворечивой логики, если она истинна в каждой оценке, которая отображает атомарные предложения в { t , b , f }. Каждая тавтология паранепротиворечивой логики также является тавтологией классической логики. Для оценки множество истинных формул замкнуто относительно modus ponens и теоремы о дедукции . Любая тавтология классической логики, которая не содержит отрицаний, также является тавтологией паранепротиворечивой логики (путем слияния b с t ). Эту логику иногда называют «Pac» или «LFI1».
Вот некоторые тавтологии паранепротиворечивой логики:
Вот некоторые тавтологии классической логики, которые не являются тавтологиями паранепротиворечивой логики:
Предположим, что мы сталкиваемся с противоречивым набором посылок Γ и хотим избежать сведения к тривиальности. В классической логике единственный метод, который можно использовать, — это отвергнуть одну или несколько посылок в Γ. В паранепротиворечивой логике мы можем попытаться разделить противоречие. То есть ослабить логику так, чтобы Γ→ X больше не было тавтологией при условии, что пропозициональная переменная X не появляется в Γ. Однако мы не хотим ослаблять логику больше, чем это необходимо для этой цели. Поэтому мы хотим сохранить modus ponens и теорему о дедукции, а также аксиомы, которые являются правилами введения и исключения для логических связок (где это возможно).
Для этого мы добавляем третье истинностное значение b , которое будет использоваться в отсеке, содержащем противоречие. Мы делаем b фиксированной точкой всех логических связок.
Мы должны сделать b своего рода истиной (в дополнение к t ), потому что в противном случае не было бы вообще никаких тавтологий.
Чтобы гарантировать, что modus ponens работает, мы должны иметь
то есть, чтобы гарантировать, что истинная гипотеза и истинная импликация приводят к истинному заключению, мы должны иметь, что ложное ( f ) заключение и истинная ( t или b ) гипотеза приводят к ложному импликации.
Если всем пропозициональным переменным в Γ присвоить значение b , то сама Γ будет иметь значение b . Если мы придадим X значение f , то
Поэтому Γ→ X не будет тавтологией.
Ограничения: (1) Не должно быть констант для значений истинности, потому что это противоречило бы цели паранепротиворечивой логики. Наличие b изменило бы язык по сравнению с классической логикой. Наличие t или f снова позволило бы взрыв, потому что
были бы тавтологиями. Обратите внимание, что b не является неподвижной точкой этих констант, поскольку b ≠ t и b ≠ f .
(2) Способность этой логики содержать противоречия применима только к противоречиям между частными посылками, а не к противоречиям между схемами аксиом.
(3) Утрата дизъюнктивного силлогизма может привести к недостаточной приверженности разработке «правильной» альтернативы, что может нанести ущерб математике.
(4) Чтобы установить, что формула Γ эквивалентна Δ в том смысле, что любая из них может быть заменена другой везде, где они появляются в качестве подформулы, нужно показать,
Это сложнее, чем в классической логике, поскольку контрапозиции не обязательно следуют друг за другом.
Паранепротиворечивая логика применялась как средство управления несогласованностью во многих областях, включая: [17]
Логика, как она понимается в классическом смысле, основывается на трех основных правилах ( законах мышления ): законе тождества ( ЗТ ), законе непротиворечивости ( ЗН ) и законе исключенного третьего ( ЗИ ). Паранепротиворечивая логика отличается от классической логики, отказываясь принимать ЗН . Однако ЗН можно рассматривать как тесно взаимосвязанный как с ЗТ, так и с ЗН :
LoI утверждает, что A есть A ( A ≡ A ). Это означает, что A отличается от своей противоположности или отрицания ( not A или ¬ A ). В классической логике это различие поддерживается тем фактом, что когда A истинно, его противоположность не является таковой. Однако без LNC и A , и not A могут быть истинными ( A ∧¬ A ), что размывает их различие. А без различия становится сложно определить идентичность. Таким образом, отбрасывание LNC также сопряжено с риском устранения LoI .
LEM утверждает, что либо A , либо не A являются истинными ( A ∨¬ A ). Однако без LNC и A , и не A могут быть истинными ( A ∧¬ A ). Таким образом, отбрасывание LNC также влечет за собой риск устранения LEM
Следовательно, неосторожное отбрасывание LNC рискует также потерять как LOI , так и LEM . И отбрасывание всех трех классических законов не просто меняет вид логики — оно оставляет нас вообще без какой-либо функциональной системы логики. Потеря всей логики исключает возможность структурированного рассуждения. Поэтому неосторожная паранепротиворечивая логика может рисковать неодобрением любых средств мышления, кроме хаоса. Паранепротиворечивая логика стремится избежать этой опасности, используя осторожные и точные технические определения. Как следствие, большая часть критики паранепротиворечивой логики также имеет тенденцию быть весьма технической по своей природе (например, окружающие вопросы, такие как может ли парадокс быть истинным).
Однако даже на высокотехническом уровне паранепротиворечивая логика может быть сложной для аргументации. Очевидно, что паранепротиворечивая логика приводит к противоречиям. Однако паранепротиворечивый логик принимает противоречия, включая любые противоречия, которые являются частью или результатом паранепротиворечивой логики. Как следствие, большая часть критики была сосредоточена на применимости и сравнительной эффективности паранепротиворечивой логики. Это важный спор, поскольку принятие паранепротиворечивой логики сопряжено с риском потери большого количества теорем , которые составляют основу математики и физики .
Логик Стюарт Шапиро стремился привести доводы в пользу паранепротиворечивой логики как части своего аргумента в пользу плюралистического взгляда на логику (взгляда, что различные логики одинаково уместны или одинаково правильны). Он обнаружил, что можно привести доводы о том, что либо интуитоническая логика как «Единая истинная логика», либо плюрализм интуитонической логики и классической логики интересны и плодотворны. Однако, когда дело доходит до паранепротиворечивой логики, он не нашел «примеров, которые были бы ... убедительны (по крайней мере для меня)». [30]
В статье «Спасение истины от парадокса» Хартри Филд рассматривает ценность паранепротиворечивой логики как решения парадокса . [31] Филд выступает за точку зрения, которая избегает как избытка истины (где утверждение может быть как истинным, так и ложным), так и пробелов истины (где утверждение не является ни истинным, ни ложным). Одной из проблем Филда является проблема паранепротиворечивой метатеории : если сама логика позволяет противоречиям быть истинными, то метатеория, которая описывает или управляет логикой, также должна быть паранепротиворечивой. Если метатеория паранепротиворечива, то обоснование логики (почему мы должны ее принять) может быть сомнительным, потому что любой аргумент, сделанный в рамках паранепротиворечивой структуры, потенциально может быть как действительным, так и недействительным. Это создает проблему для сторонников паранепротиворечивой логики, чтобы объяснить, как их логика может быть оправдана, не впадая в парадокс или не теряя объяснительной силы. Стюарт Шапиро выразил схожие опасения: «существуют определенные понятия и концепции, которые диалетеист использует (неформально), но которые он не может адекватно выразить, если метатеория не является (полностью) последовательной. Настойчивое требование последовательной метатеории подорвет ключевой аспект диалетеизма» [32]
В своей книге «В противоречии», в которой приводятся доводы в пользу паранепротиворечивого диалетеизма, Грэм Прист признает метатеоретические трудности: «Существует ли метатеория для паранепротиворечивой логики, которая приемлема в паранепротиворечивых терминах? Ответ на этот вопрос вовсе не очевиден». [33]
Литтманн и Кит Симмонс утверждали, что теория диалетеизма непонятна: «Как только мы осознаем, что теория включает в себя не только утверждение «(L) является одновременно истинным и ложным», но и утверждение «(L) не является одновременно истинным и ложным», мы можем почувствовать себя в растерянности». [34]
Некоторые философы выступают против диалетеизма на том основании, что контринтуитивность отказа от любого из трех вышеперечисленных принципов перевешивает любую контринтуитивность, которую может иметь принцип взрыва.
Другие, такие как Дэвид Льюис , возражали против паранепротиворечивой логики на том основании, что утверждение и его отрицание просто не могут быть совместно истинными. [35] Связанное с этим возражение заключается в том, что «отрицание» в паранепротиворечивой логике на самом деле не является отрицанием ; это просто оператор формирования субпротивоположности . [36]
Существуют подходы, которые позволяют разрешать противоречивые убеждения, не нарушая никаких интуитивных логических принципов. Большинство таких систем используют многозначную логику с байесовским выводом и теорией Демпстера-Шейфера , допуская, что ни одно нетавтологическое убеждение не является полностью (на 100%) неопровержимым, поскольку оно должно основываться на неполном, абстрактном, интерпретированном, вероятно неподтвержденном, потенциально неинформированном и, возможно, неверном знании (конечно, само это предположение, если оно нетавтологично, влечет за собой свою собственную опровержимость, если под «опровержимым» мы подразумеваем «не полностью [на 100%] неопровержимое»).
Известные деятели в истории и/или современном развитии паранепротиворечивой логики включают в себя: