高中数学中的逻辑推理范例(3篇)

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高中数学中的逻辑推理范文篇1

【关键词】数学教育逻辑思维能力培养

【中图分类号】G633.6【文献标识码】A【文章编号】1674-4772(2014)03-018-01

在数学知识的学习过程中,对概念进行分类、对定理进行证明、对公式法则进行推导等过程中具需应用到逻辑推理思维。由此可见,数学知识的学习过程实际上也是一个逻辑推理思维的培养和应用过程。培养学生形成良好的逻辑推理思维能力不仅可有效提高数学教学效果,同时还可以提升数学教育的社会价值和意义。

一、培养逻辑思维能力的重要性

在日常工作生活中,人们只有掌握了正确的逻辑思维能力,才可对事物进行正确、合理的比较、观察、分析、判断等一系列的活动。数学逻辑思维是人类理性精神产生的主要动力源泉,是人们理性认知世界的根源。逻辑思维能力的培养关系到整体国民素质的提高,其不仅关系到人们学习、工作的成效,更与人们事业的成败有直接的关系。因此,培养逻辑思维能力不仅是数学教育的主要教学目标,更是提高国民素质的必要手段。

二、在数学教育中培养逻辑思维能力的具体措施

中学阶段是学生逻辑思维最为活跃的阶段,因此,在这个阶段通过数学教育,对学生逻辑思维能力有效培养,可有效促进学生逻辑思维能力的提高,促进学生形成正确、合理的逻辑思维判断能力。

(一)在课程编制上注重知识与能力训练同步进行

在数学课程上,目前的编制体系均以知识的编写为主要内容,能力训练占较小比重。在数学教学过程中,每个课时都会有一个或多个知识点要求,但能力训练要求往往是多个课时才有一个。在这种教学活动中,对学生逻辑思维理论培养较多,而实际训练机会较少,导致学生实际逻辑思维能力无法得到提高。因此,在课程编制上,应该对知识与能力训练的编写进行调整和优化。合理安排知识教学与能力训练教学的分配。教师在进行教学活动过程中,需将能力训练教学付诸实践。教学需正确认识和区分以能力训练为目标的教学活动,以能力完成为目标的教学活动。教学过程中,重视设置和进行以能力训练为目标的教学活动,使学生在学习过程中能真正得到逻辑思维能力的训练,通过不断训练以达到提高逻辑思维能力的最终目的。

(二)加强对学生进行数学语言记忆及表达的训练

在数学知识体系的学习过程中,数学思维能力包含数学运算、数学建模、空间想象、推理证明、逻辑思维、归纳猜想、创新意识等多种内容。在这些内容中涉及到口头与书面两种表达方式。数学是一个具有严谨性的符号体系和科学语言。在教学过程中,教师应跟进行语言学科教学一样,重视对学生进行相应的听、说、读、写、译等基本能力的训练,只有进行这样的教学,才能使学生的思维表述、思维理解、思维活动等能力得到全方位地训练并逐步形成和完善。在数学教育中,“听”指的是听懂教师的数学语言;“说”指的是应用数学语言来表达自己的理解和观点;“读”指的是根据自身知识能力对数学知识进行自学;“写”指的是应用数学符号准确地表现出自己的思考过程及思考结果;“译”指的是根据具体问题,进行相应的数学运算和表达。

(三)注重用规范的计算和证明方法引导学生形成正确的思维方式

在数学的学习过程中,数学证明的实质就是应用已知定理、公理,根据一定的证明方式来完成对新命题的真假情况进行判断的过程。数学中常用的逻辑证明方法包括分析法、综合法、归纳法等。分析法指的是的以命题的结论作为出发点进行追溯,使命题的结论成为充分条件的一种逻辑推理。简单的说就是一种“执果索因”的证明方法。综合法指的是以命题的已知条件和真实结论作为出发点,进行相应推理演算,最总将命题为真的条件导出的一种推理方法,是由因到果的证明方法。归纳法指的是以个已知几种为出发点,对结论的正确性进行证明,进而证明一般命题也可成立的证明方法。在数学教育中,多数教师认为只有几何证明才是培养逻辑思维的有效方式和途径,其实,数学基本证明与运算才是培养学生逻辑思维能力的基础性素材。因为所谓推理进行的过程均需以相应的公式或法则为前提条件。如果在数学教育中,学生仅掌握不需思考的运算,那么其逻辑思维能力便很难得到培养和提高。因此,在数学教育中,须注重用规范的计算和证明方法引导学生形成正确运算和证明,促进其逻辑思维的形成。

(四)注重设计具有思考价值的问题

疑惑是思维展开的根本原因,有问题的存在,才会产生思考的理由,进而才会出现解决问题的思考目标。进行解决问题思考的前提是发现问题,因此,在数学教学中,教师须向学生提出具有思考意义和价值的问题。例如,提出椭圆方程为什么叫方程,其与二元一次方程中方程的概念有何区别?如何可以画出一个任意锐角三角形?加法和乘法存在怎样的关系?等等问题。这些问题看似简单,但却能有效激发学生好奇心和求知欲,引导他们进行深入思考,在思考和解决问题的过程中实现对数学本质及规律性的理解和掌握。

三、结语

中学阶段是人类逻辑思维能力开发和形成的关键阶段,数学教育是培养人类逻辑思维能力的有效手段。因此,在初中阶段的数学教育中,教师在进行教学活动时须高度重视对学习进行逻辑思维能力的培养,促进学生逻辑思维能力的正确形成和提高,不断提高学生的创新思维能力综合思维能力。

[参考文献]

高中数学中的逻辑推理范文

什么是逻辑?要清楚明确地回答这一问题,要将各种各样冠以“逻辑”的学科都统一在一个明确清晰的“逻辑”的定义之下,这是很困难的,甚至是不可能的。

不妨先对逻辑发展史作一简单考察。

在西方,公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德集其前人研究之大成,写成了逻辑巨著《工具论》(由亚氏的六部著作编排而成:《范畴篇》、《解释篇》、《前分析篇》、《后分析篇》、《论辩篇》、《辨谬篇》)。虽然在亚氏的著作中他并没有明确地使用“逻辑”这一名称,也没有明确地以“逻辑”这一术语命名其学说,但是,历史事实是,亚氏使形式逻辑从哲学、认识论中分化出来,形成了一门以推理为中心,特别是以三段论为中心的独立的科学。因此,可以说,亚里士多德是形式逻辑的创始人。

亚氏之后,亚里士多德学派即逍遥学派和斯多葛学派都以不同形式发展了亚氏的形式逻辑理论——逍遥学派的德奥弗拉斯特和欧德慕给亚里士多德逻辑的推理形式增补了一些新的形式与内容,提出了命题逻辑问题,斯多葛学派克里西普斯等人则构造了一个与亚里士多德词项逻辑不同的命题逻辑理论。

弗兰西斯·培根是英国近代唯物主义哲学家,也是近代归纳逻辑的创始人,他在总结前人归纳法的基础上,在批判了经院逻辑和亚里士多德逻辑之后,以其古典归纳逻辑名著《新工具》为标志,奠定了归纳逻辑的基础。

18-19世纪,德国古典哲学家康德、黑格尔等,对人类思维的辩证运动与发展进行了深入研究,建立了另一种新的思辩逻辑——辩证逻辑。

与此同时,以亚里士多德逻辑为基础的形式逻辑在发展与变化中也进入了新的阶段——数理逻辑阶段。数理逻辑也称符号逻辑,或谓狭义的现代逻辑,奠基人是德国哲学家、数学家莱布尼兹。他主张建立“表意的、普遍的语言”来研究思维问题,使推理的有效性可以用数学方法来进行。莱布尼兹的这些设想虽然在许多方面并未实现,但他提出的“把逻辑加以数学化”的伟大构想,对逻辑学发展的贡献却是意义深远的,正如逻辑史家肖尔兹所说,“人们提起莱布尼兹的名字就好象在谈到日出一样。他使亚里士多德逻辑开始了‘新生’,这种新生的逻辑在今天的最完美的表现就是采作逻辑斯蒂形式的现代精确逻辑。”(注:肖尔兹著,张家龙译:《简明逻辑史》,商务印书馆1997年版,第50页。)莱氏之后,经过英国数学家、哲学家、逻辑学家哈米尔顿、德摩根的研究,英国数学家布尔于1847年建立了逻辑代数,这是第一个成功的数理逻辑系统。1879年,德国数学家、逻辑学家弗雷格在《概念文字——一种模仿算术语言构造的纯思维的形式语言》这部88页的著作中发表了历史上第一个初步自足的、包括命题演算在内的谓词演算公理系统,从而创建了现代数理逻辑。之后,英国哲学家、逻辑学家罗素和怀特海于1910年发表了三大卷的《数学原理》,建立了带等词的一阶谓词系统,从而使得数理逻辑成熟与发展起来。

上述数理逻辑,以两个演算——命题演算与谓词演算作为核心,被称之为现代形式逻辑或狭义的现代逻辑。在当代,以现代逻辑为基础,将现代逻辑应用于各个领域、各个学科,从而出现了广义的各种各样的现代逻辑分支。

从以上对古代、近代、现当代逻辑学说发展的简单考察可以看出,逻辑的范围是十分广泛的。它至少包括了以亚里士多德逻辑为基础的传统演绎逻辑、以数理逻辑为核心及基础的现代逻辑及其分支、归纳逻辑、辩证逻辑等等,而这些逻辑相互之间的特性又是十分不同甚至十分对立的。所以,要用一个明确的定义把这些历史上所谓的逻辑都包含进去,确实是很难的。事实上,“逻辑”一词是可以有不同的涵义的,逻辑可以有广义与狭义之分。

英国逻辑学家哈克在谈到逻辑的范围时,认为逻辑是一个十分庞大的学科群,其分支主要包括如下:

1.传统逻辑:亚里士多德的三段论

2.经典逻辑:二值的命题演算与谓词演算

3.扩展的逻辑:模态逻辑、时态逻辑、道义逻辑、认识论逻辑、优选逻辑、命令句逻辑、问题逻辑

4.异常的逻辑:多值逻辑、直觉主义逻辑、量子逻辑、自由逻辑

5.归纳逻辑(注:S.Haack:Philosophyoflogics,CambridgeUniversityPress,1978,P.4,221-231.)

在这里,哈克所谓的“扩展的逻辑”,是指在经典的命题演算与谓词演算中增加一些相应的公理、规则及其新的逻辑算子,使其形式系统扩展到一些原为非形式的推演,由此而形成的不同于经典逻辑的现代逻辑分支;至于“异常的逻辑”,则是指其形成过程一方面使用与经典逻辑相同的词汇,但另一方面,这些系统又对经典逻辑的公理与规则进行了限制甚至根本性的修改,从而使之脱离了经典逻辑的轨道的那些现代逻辑分支。“扩展的逻辑”与“异常的逻辑”统称为“非经典逻辑”。

以哈克的上述分类为基础,从逻辑学发展的历史与现实来看,逻辑是有不同的涵义的,因此,逻辑的范围是有宽有窄的:首先,逻辑指经典逻辑,即二值的命题演算与谓词演算,不严格地,也可以叫数理逻辑,这是最“标准”、最“正统”的逻辑,也是最狭义的逻辑;其次,逻辑还包括现代非经典逻辑,不严格地,也可以叫哲学逻辑,即哈克所讲的扩展的逻辑与异常的逻辑;再次,逻辑还包括传统演绎逻辑,它是以亚里士多德逻辑为基础的关于非模态的直言命题及其演绎推理的直观理论,其主要内容一般包括词项(概念)、命题、推理、证明特别是三段论等。此外,逻辑还可以包括归纳逻辑(包括现代归纳逻辑与传统归纳法)、辩证逻辑。将逻辑局限于经典逻辑、非经典逻辑,这就是狭义的逻辑,而将逻辑包括传统逻辑、归纳逻辑与辩证逻辑,则是广义的逻辑。以这一取向为标准,狭义的逻辑基本上可以对应于“逻辑是研究推理有效性的科学,即如何将有效的推理形式从无效的推理形式中区分开来的科学”这一定义,而广义的逻辑则可以基本上对应于“逻辑是研究思维形式、逻辑基本规律及简单的逻辑方法的科学”这一定义。

由此可见,逻辑学的发展是多层面的,站在不同的角度,就可以从不同的方面来考察逻辑学的不同层面及不同涵义:

(1)从现代逻辑的视野看,逻辑学的发展从古到今的过程是从传统逻辑到经典逻辑再到非经典逻辑的过程。这一点上面已有论述,此不多说。

(2)从逻辑学兼具理论科学与应用科学的角度,可以确切地把逻辑分成纯逻辑与应用逻辑两大层面。可以说,纯逻辑制定出一系列完全抽象的机械性装置(例如公理与推导规则),它们只展示推理论证的结构而不与某一具体领域或学科挂钩,是“通论”性的,而应用逻辑则是将纯逻辑理论应用于某一领域或某一主题,从而将这一具体主题与纯逻辑理论相结合而形成的特定的逻辑系统,它相当于逻辑的某一“分论”。在纯逻辑这一层面,还可以分成理论逻辑与元逻辑,所谓元逻辑,是以逻辑本身为研究对象的元理论,是刻划、研究逻辑系统形式面貌与形式性质的逻辑学科,它研究诸如逻辑系统的一致性、可满足性、完全性等等。不言而喻,元逻辑之外的纯逻辑部分,统称为理论逻辑。以这种分法为基础,如果说纯逻辑是狭义的逻辑的话,则应用逻辑就是广义的逻辑。

(3)从逻辑学对表达式意义的不同研究层次,可以把逻辑分成外延逻辑、内涵逻辑与语言逻辑。传统逻辑与经典逻辑对语言表达式(词或句子)意义的研究基本上停留在表达式的外延上,认为表达式的外延就是其意义(如认为词的意义就是其所指,句子的意义就是其真值),因此,它们是外延逻辑。对表达式意义的研究不只是停留在其外延上,认为不仅要研究表达式的外延,也要研究表达式的内涵,这样的逻辑就是内涵逻辑。可以看出,外延逻辑与内涵逻辑对表达式意义的研究都只是停留在语形或语义层面,而实际上,表达式总是在具体的语言环境下使用的,因此,逻辑对语言表达式意义的研究还可以也应该深入到语言表达式的具体的使用中去,对其进行语用研究,这一考虑,就促成了所谓的自然语言逻辑或语言逻辑的研究。所谓自然语言逻辑,按我的理解,就是通过对自然语言的语形、语义与语用分析来研究自然语言中的推理的科学。因此,如果说狭义的逻辑是一种语形或语义逻辑、它们只研究语形或语义推理的话,则广义的逻辑则是一种语用逻辑,它还要研究语用推理。

二、现代逻辑背景下的逻辑一元论、多元论与工具论

从上面的论述可以看出,在当代,现代逻辑的发展呈现出多层次、全方位发展的态势,逻辑学正在从单一学科逐步形成为由既相对独立又有内在联系的诸多学科组成的科学体系的逻辑科学。现代逻辑发展的这一趋势,就使得一方面大量的、各种各样的现代逻辑分支、各种各样的逻辑系统不断涌现,比如,既有作为经典逻辑的命题演算与谓词演算,也有作为对经典逻辑的扩展或背离的非经典逻辑。另一方面,不同于传统逻辑或经典逻辑所具有的直观性,非经典逻辑系统越来越远离直观甚至在某些意义上与直观相背。在这种背景下,逻辑学家就必然面临如下需要回答的问题:

(1)逻辑系统有无正确与不正确之分?说一个逻辑系统是正确的或不正确的是什么意思?

(2)是否一定要期望一个逻辑系统成为总体应用的即可以应用于代表任何主题的推理的?或者说,逻辑可以是局部地正确,即在一个特定的讨论区域内正确的吗?

(3)经典逻辑与非经典逻辑特别是其中的异常逻辑之间的关系如何?它们是否是相互对立的?

对上述问题的不同回答,就区分出了关于逻辑的一元论、多元论与工具主义。

不管是一元论还是多元论,都认为逻辑系统有正确与不正确之分,逻辑系统的正确与否依赖于“相对于系统本身的有效性或逻辑真理”与“系统外的有效性或逻辑真理”是否一致。如果某一逻辑系统中的有效的形式论证与那些在系统外的意义上有效的非形式论证相一致,并且那些在某一系统中逻辑地真的合式公式与那些在系统外的意义上也逻辑地真的陈述相一致,则该逻辑系统就是正确的,反之则为不正确的。以这一认识为基础,一元论认为只有一个唯一地在此意义下正确的逻辑系统,而多元论则认为存在多个如此的逻辑系统。

工具主义则认为,谈论一个逻辑系统是否正确或不正确是没有意义的,不存在所谓正确或不正确的逻辑系统,“正确的”这个词是不合适的。就工具主义来说,他们只允许这样一个“内部”问题:一个逻辑系统是否是“完善的”(Sound)?即是说,逻辑系统的定理或语法地有效的论证是否全部地并且唯一地是在该系统内逻辑地真或有效的?(注:S.Haack:Philosophyoflogics,CambridgeUniversityPress,1978,P.4,221-231.)

多元论又可以分为总体多元论与局部多元论。局部多元论认为,不同的逻辑系统是由于应用于讨论的不同领域而形成的,因此,局部多元论把系统外的有效性和逻辑真理从而也把逻辑系统的正确性看作是讨论的一个特定领域,认为一个论证并不是无条件地有效的,而是在讨论中有效的,所以,逻辑可以是局部地正确的,即在某一特定的讨论区域内正确的。而总体多元论则持有与一元论相同的假定:逻辑原理可以应用于任何主题,因此,一个逻辑系统应该是总体应用的即可以应用于代表任何主题的推理的。

就经典逻辑与非经典逻辑特别是异常逻辑之间的关系而言,一元论者强迫人们在经典系统与异常系统中二者择一,而多元论者则认为经典逻辑与扩展的逻辑都是正确的。因此,一元论者断言经典逻辑与异常逻辑在是否正确地代表了系统外的有效论证或逻辑真理的形式上是相互对立的,而多元论者则认为经典逻辑与异常逻辑两者在某一或其他途径下的对立只是表面的。

就逻辑科学发展的现实而言,从传统逻辑到经典逻辑再到非经典逻辑的道路,也是逻辑科学特别是逻辑系统发展由比较单一走向丰富多样的过程。以传统逻辑来说,它来自于人们的日常思维和推理的实际,可以说是对人们的日常思维特别是推理活动的概括和总结,因此,传统逻辑的内容是比较直观的,与现实也是比较吻合的。而经典逻辑是传统逻辑的现展阶段,是以形式化的方法对传统逻辑理论特别是推理理论的新的研究,因此,与传统逻辑一样,经典逻辑的内容仍是具有直观基础的——经典逻辑的公理与定理大都可以在日常思维中找到相对应的思维与推理的实例予以佐证,人们对它们的理解与解释也不会感到与日常思维特别是推理的实际过于异常。所以,在传统逻辑与经典逻辑的层面,用“系统内的有效性”与“系统外的有效性”的一致来说明一个逻辑系统的正确性是合适的,这种说明的实质就是要求逻辑系统这种“主观”的产物与思维的客观实际相一致。

相对而言,在经典逻辑基础上发展起来的各种非经典逻辑,它的直观性、与人们日常思维特别是推理的吻合性就大大不如经典逻辑,甚至与经典逻辑背道而驰。以模态命题系统为例(应该说,相对而言,模态命题逻辑在非经典逻辑中是较为直观的),如果说系统T满足对模态逻辑系统的直观要求,它所断定的是没有争论的一些结论的话,则系统S4、S5就难以说具有直观性以及与人们日常思维特别是推理的吻合性了:在系统S4和S5中都出现了模态算子的重叠,因而象pp、pp这样的公式大量出现,而这些公式几乎没有什么直观性。至于非经典逻辑中的直觉主义逻辑、多值逻辑,它们离人们的日常思维特别是推理的实际更远,更显得“反常”。同时,同一个领域比如模态逻辑或时态逻辑,由于方法和着眼点不同,可以构造出各种不同的系统。在这种情况下,一些学者作出逻辑系统无正确性可言、逻辑系统纯粹只是人们思考的工具的工具主义结论也就不足为怪了。应该说,工具主义的观点是有一定的可取之处的:它看到了逻辑系统特别是各种非经典逻辑系统远离日常思维与推理和作为“纯思维产物”的高度抽象性,看到了逻辑学家在建构各种逻辑系统时的高度的创造性或“主观能动性”。但是,另一方面,从本质来看,工具主义的这种观点是不正确的,也是不可取的。它完全抹杀了逻辑系统建构的客观基础,否定了逻辑系统最终是人们特别是逻辑学家的主观对思维实际、推理实际的反映。这种观点最终的结果就是导致逻辑无用论,最终取消逻辑。这显然是不符合逻辑科学发展的实际和逻辑科学的学科性质的。

而一元论对逻辑系统的“正确性”的理解过于狭窄,也过于严厉,这种观点难以解释在今天各种不同的逻辑系统之间相互并存、互为补充的现实。从本质上讲,尽管任何逻辑系统都是逻辑学家构造出来的,但是,它们是有客观基础的——它总是在一定程度上反映了人类思维特别是推理实际的某一方面或某一领域(否则,它就是没有实际意义的,最终难以存在下去),所以,逻辑系统是有“正确”与“不正确”之分的——正确地反映了人类思维特别是推理实际的逻辑系统就是正确的,反之则是不正确的。应该说,这一点是一元论与多元论都可以同意的,但是,在承认这一说法的同时,还应该看到,“正确地反映人类思维特别是推理的实际”是可以有不同的程度、不同的层次的:逻辑系统对人类思维特别是推理实际的反映可以是比较普遍、一般的(比如传统逻辑与经典逻辑),也可以是比较特殊、具体的(比如某些非经典逻辑系统,它所反映的就是相对于某一特定主题或领域的特定的思维与推理);逻辑系统对人类思维特别是推理实际的反映可以是比较直观、与日常较为吻合的,也可以是相对来说较为抽象、远离现实的。从这个意义上来讲,逻辑系统的“正确性”是多样的,不可绝对化和唯一化。所以,我认为,一元论坚持“只有一个正确的、唯一的逻辑”是不妥的,相反,多元论的观点则是可以接受的。

如果按哈克的分析把非经典逻辑分成“扩展的逻辑”与“异常的逻辑”的话,那么,很显然,扩展的逻辑是以经典逻辑为基础,将经典逻辑理论应用于某一领域或学科而形成的对经典逻辑的扩充,它们之间并不存在互斥、对立的情况,它们都可以是“正确的”。至于“异常的逻辑”,它的某些性质与特征确实可能与经典逻辑不同甚至相矛盾(例如在直觉主义逻辑、多值逻辑中排中律的失效等等),因此,它们有“对立”的地方,但就经典逻辑与某一异常逻辑分支相比而言,它们的对立或不一致只是在某些方面,而从整个系统的性质来看,它们的互通之处更多,因此,经典逻辑与某一异常逻辑分支之间的所谓“对立”之处,恰恰是该异常逻辑分支的独特之处,也是它对某一问题的不同于经典逻辑的处理和解决之处,所以,从这个意义上讲,它对经典逻辑的意义不在于“否定”了经典逻辑的某些定理或规则,而在于对经典逻辑忽略了的或无法处理的地方进行了自己的独特的处理。所以,经典逻辑与异常逻辑之间的“对立”是表面上的,其实质是它们之间的互补。

【内容提要】逻辑学的发展是多层面的,逻辑的涵义也是分层次的,逻辑可以有广义与狭义之分。对现代逻辑背景下出现的关于逻辑的一元论、多元论与工具主义要作具体分析。事实上,每种观点都有一定的道理,但总体上来说,多元论更符合现代逻辑科学发展的实际。

【关键词】逻辑/广义与狭义/一元论/多元论/工具主义

【参考文献】

[1]陈波.逻辑哲学导论[M].北京:中国人民大学出版社,2000.

[2]冯棉,等.哲学逻辑与逻辑哲学[M].上海:华东师范大学出版社,1991.

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[4]杨百顺.西方逻辑史[M].成都:四川人民出版社,1984.

[5]江天骥,等.西方逻辑史研究[M].北京:人民出版社,1984.

高中数学中的逻辑推理范文

【英文摘要】Philosophicallogicisapolysemantincontemporarylogicalliterature.Webelieveit'sanon-classicallogicwithphiloso-phicalpurportorcause.Itsrisearosesalotoftheoreticalproblems.Thisessayexpoundsthelimitsofclassicallogic,non-monotonyanddeduction,logicalmathematicalizationanddepart-mentalization,theownershipofinductivelogic,etc.

【关键词】经典逻辑/非经典逻辑/演绎性/数学化/部门化/哲学逻辑classicallogic/non-classicallogic/deduction/mathematicalization/departmentalization/philosophicallogic

【正文】

哲学逻辑的崛起引发一系列理论问题。我们仅就其中几个提出一些不成熟的看法。

一、经典逻辑和非经典逻辑的界限

在这里经典逻辑是指标准的一阶谓词演算(CQC),它的语义学是模型论。随着非经典逻辑分支不断出现,使得我们对经典逻辑和非经逻辑的界限的认识逐步加深。就目前情况看,经典逻辑具有下述特征:二值性、外延性、存在性、单调性、陈述性和协调性。

传统的主流观点:每个命题(语句)或是真的或是假的。这条被称做克吕西波(Chrysippus)原则一直被大多数逻辑学家所恪守。20年代初卢卡西维茨(J.Lukasiwicz)建立三值逻辑系统,从而打破了二值性原则的一统天下,出现了多值逻辑、部分逻辑(偏逻辑)等一系列非二值型的逻辑。

经典逻辑是外延逻辑。外延性逻辑具有下述特点:第一,这种逻辑认为每个表达式(词项、语句)的外延就是它们的意义。每个个体词都指称解释域中的个体;而语句的外延是它们的真值。第二,每个复合表达式的值是由组成它的各部分表达式的值所决定,也就是说,复合表达式的意义是其各部分表达式意义的函项,第三,同一性替换规则和等值置换定理在外延关系推理中成立。也是在20年代初,刘易士(C.I.Lewis)在构造严格蕴涵系统时,引入初始模态概念“相容性”(或“可能性”),并进一步构建模态系统S1-S5。从而引发一系列非外延型的逻辑系统出现,如模态逻辑、时态逻辑、道义逻辑和认知逻辑等等出现。

从弗雷格始,经典逻辑系统的语义学中,总是假定一个非空的解释域,要求个体词项解释域是非空的。这就是说,经典逻辑对量词的解释中隐含着“存在假设”,在60年代被命名为“自由逻辑”的非存型的逻辑出现了。自由逻辑的重要任务就在于:(1)把经典逻辑中隐含的存在假设变明显;(2)区分开逻辑中的两种情况:一种与存在假设有关的推理,另一种与它无关。

在经典逻辑范围内,由已知事实的集合推出结论,永远不会被进一步推演所否定,即无论增加多少新信息作前提,也不会废除原来的结论。这就是说经典逻辑推理具有单调性。然而于70年代末,里特(R.Reiter)提出缺省(Default)推理系统,于是一系列非单调逻辑出现。

经典逻辑总是从真假角度研究命题间关系。因而只考察陈述句间关系的逻辑,像祈使句、疑问句、感叹句就被排斥在逻辑学直接研究之外。自50年代始,命令句逻辑、疑问句逻辑相继出现。于是,非陈述型的逻辑存在已成事实。

经典逻辑中有这样两条定理:(p∧q)(矛盾律)和p∧pq(司各特律),前者表明:在一个系统内禁不协调的命题作为论题,后者说的是:由矛盾可推出一切命题。也就是说,如果一个系统是不协调的,那么一切命题都是它的定理。这样的系统是不足道的(trivial)。柯斯塔(M.C.A.daCosta)于1958年构造逻辑系统Cn(1〈n≤ω)。矛盾律和司各特律在该系统中不普遍有效,而其他最重要模式和推理规则得以保留。这就开创了非经典逻辑一个新方向弗协调逻辑。

综上所述非经典逻辑诸分支从不同方面突破经典逻辑某些原则。于是,我们可以以上面六种特征作为划分经典逻辑与非经典逻辑的根据。凡是不具有上述六种性质之一的逻辑系统均属非经典逻辑范畴。

二、非单调性与演绎性

通常这样来刻画演绎:相对于语句集合Γ,对于任一语句S,满足下述条件的其最后语句为S的有穷序列是S由Γ演绎的:序列中每个语句或者是公理,或者是Г的元素,或者根据推理规则由前面的语句获得的。它的一个同义词是导出(derivation)。演绎是相对于系统的概念,说一个公式(或语句)是演绎的只是相对于一不定的公理和推理规则的具体系统而言的。演绎概念是证明概念的概括。一个证明是语句这样的有穷序列:它的每个语句或是公理或是根据推理规则由前面的语句得出的。在序列中最后一个语句是定理。

现在我们考察单调逻辑中演绎情况。令W是一阶逻辑公式的集合,D为缺省推理的可数集,cons(D)为D中缺省的后承的集合。我们来建立公式Φ的缺省证明概念:首先我们必须确定从WUcons(D[,0])。导出Φ这种性质的缺省集合D[,0]。为确保在D[,0]中缺省的适用性,我们须确定缺省集合D[,1],致使能从WUcons(D[,1])中得出在D[,0]中缺省的所有必须的预备条件。我们从这种方式操作直至某一空的D[,K]。这意谓着从W得出在D[,K-1]中的必须的预备条件。然后我们确定一个证明,只是我们不陷入矛盾,即是W必须跟包括在证明中的所有缺省后承的集合相一致。例如,给定缺省理论:

T=({p},{δ[,1]=p:r/r,δ[,2]=r:ps/pS})

({δ[,2]}),{δ[,1]},Φ是S在T中的缺省证明。

形式地说,Φ在正规缺省理论T=(W,D)中的一个缺省证明是满足下述条件的D的子集合的有穷序列(D[,0],D[,1],…D[,K]):

(i)Φ从WUcons(D[,0])得出。

(ii)对于所有i〈K,从Wucona(D[,i+1])得出缺省的所有预备条件。

(iii)D[,K]=Φ。

(iV)WUcons(U[,i]D[,i])是一致的。

由上面可以看出缺省推理中的证明是与通常的演绎证明是不同的,前者比后者要宽广些。

附图

由此可见,缺省逻辑中的推出关系比经典逻辑中的要宽。因而相应扩大了“演绎性”概念的外延。于是可把演绎性分为:强演绎性和弱演绎性。后者是随着作为前提的信息逐步完善,而导出的结论逐步逼近真的结论。

三、逻辑的数学化和部门化。

正如有人所指出的那样,“逻辑学在智力图谱中占有战略地位,它联结着数学、语言学、哲学和计算机科学不同学科。”[2]作为构建各学科系统的元科学手段的逻辑与各门科学联系越来越密切。它在当展中,表现出两个重要特征:数学化和部门化。

逻辑学日益数学化,这表现为:(1)逻辑采取更多的数学方法,因而技术性程度越来越高。一些逻辑问题(如系统特征问题)的解决需要复杂的证明技术和数学技巧。(2)它更侧重于数学形式化的问题。其实数学化的本质是抽象化、理想化和泛化(普遍化)。这对像逻辑这样的形式科学显然是非常重要的,近一个世纪逻辑迅速发展就证明了这一点。逻辑方法论的数学化在本世纪下半叶正在加速。这给予逻辑的一些重要结论以复杂的结构和深入的处理,使逻辑变得更精确更丰富。但是,由于逻辑中数学专门化已定型并且限定了它自己,所以逻辑需向其他领域扩张,拓宽其研究领域就势所必然。

逻辑向其他学科领域的延伸并吸收营养,于是出现了各种部门逻辑,如认知逻辑、道义逻辑、量子逻辑等等。我们把逻辑学这种延伸和部门逻辑出现称做逻辑部门化。

哲学逻辑就是逻辑部门化的产物,它是方面逻辑或部门逻辑。众所周知,经典逻辑演算的理论、方法和运算技术具有高度的概括性,它适用于一切领域、一切语言所表达的演绎推理形式。所以,它具有普遍性,是一般的逻辑。有人认为一阶演算完全性定理表明“采用现代数学方法和数学语言来刻画的全体‘演绎推理规律’恰好就是人们在思维中所用的演绎推理规律的全体,不多也不少!”[3]。表达一阶逻辑规律的公式是普通有效的,即是这些公式在任何一种解释中都是真的。而哲学逻辑各分支只是研究某一方面或领域的演绎推理规律,表达这些规律的公式只是在一定条件下在某一领域是有效的,即是它们在具有某种条件解释下是真的。例如,模态公式(D)PP,(T)PP,(B)PP,(4)PP,(E)PP,分别在串行的、自反的、对称的、传递的、欧几里得的模型中有效。而动态逻辑的一些规律只适用于像计算程序那样的由一种状态过渡到另一种状态转换的动态关系。

部门逻辑另一种含义是为某一特定领域提供逻辑工具。例如,当人们找出描述一个微观物理系统在某一时刻的可观察属性的命题的一般形式。对其进行运算时,发现一些经典逻辑规律失效,如分配律对这里定义的合取、析取运算不成立。于是人们构造一种能够描述微观物理世界新的逻辑系统,这就是量子逻辑。

四、哲学逻辑划界问题

哲学逻辑形形色色并且难于表征。在现代逻辑文献中,“哲学逻辑”是个多义词。它的涵义主要的有三种:它的第一种涵义是指关于现代逻辑中一些重要概念和论题的理论研究。例如,对于名称(词项)、摹状词、量词、模态词、命题、分析性、真理、意义、指涉、命题态度、悖论、存在乃至索引等概念及与它们相关的论题的理论研究以及利用形式逻辑工具处理逻辑和语言的逻辑结构的哲学争论。它的第二种涵义是指非经典逻辑中一个学科群体,它包括模态逻辑、多值逻辑等等众多逻辑分支。它的第三种涵义是兼指上述两种涵义的“哲学逻辑”。

我们认为,第一种涵义上的“哲学逻辑”不是研究推理有效式意义上的逻辑,而是逻辑哲学。我们赞成在第二种涵义上使用“哲学逻辑”一词。于是可以给出下述定义:哲学逻辑是具有哲学旨趣或涉及哲学事业的非经典逻辑,在这里应对“哲学”做广义的理解。哲学逻辑不仅与传统哲学中的概念和论题有直接或间接联系。而且也涉及各门科学中具有方法论性质的问题和其他元科学问题。

在我们看来,“归纳”和“演绎”一样,是传统哲学所关注的重要哲学概念,而且也是现代一些哲学家所争议的问题之一。同时归纳逻辑方法的启发作用在认知过程中不可低估,归纳的一些方法和技术同样是一些学科的元科学因素,是发现真理构建学科系统不可少的。因此,它应属于哲学逻辑。《哲学逻辑杂志》亦把它列入哲学逻辑诸分支之首。

问题在于,归纳推理的复杂性,对它的形式刻画和找出能行程序遇到不易克服的困难,致使其成果与演绎推理所获得成果相比,显得不那么丰硕。然而,由于人工智能等技术上的需要,推动着更多的人研究归纳推理,总会有一天,归纳逻辑也像演绎逻辑那样用形式方法来处理。

参考文献

[1]Antoniou,G.:1997,NonmontonicReasoning,TheMITPress,Cambridge,Masschusetts.

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