卡爾納普語言哲學筆記4——模態語言的量化與必然性(2)

A proposition p is logically necessary if and only if a sentence expressing p is logically true.

——Rudolf Carnap

我一直以來都是在為自己整理知識的目的來記筆記和寫專欄了,一直忽視了內容的趣味性還有話題是否是大家所關心的等等要素。不過我前兩天了解了大佬 @Ding 「一切為了讀者」的寫作目的,就感覺是不是也應該考慮在後面的寫作中添加一些有可讀性的內容。畢竟雖然很少,但這個專題(卡爾納普哲學)似乎也會有幾個固定的讀者在關注。而且我也通過閱讀很多專欄文章度過了很充實的時間,在接受的同時,我很想把知識和讓自己快樂的東西分享給別人。

我很希望先從閱讀的讀者那裡得到一些回饋,首先想要知道關於卡爾納普哲學讀者們有哪些感興趣的話題。比如句法學體系,模態邏輯,分析性問題及分析性的悖論(奎因的dogma),約定真理,意義與驗證的理論,科學的統一,概率邏輯,數學的邏輯主義等等方面都可以,或者他和弗雷格,羅素,Church,維特根斯坦,Ramsey,Yehoshua Bar-Hillel,奎因,以及很多後來者包括Kaplan,大森庄藏和永井成男等哲學家的思想經緯估計我也在某種程度上應付得來。我打算如果收到上述有關的有益反饋的話,後面幾篇先就跳過原先預定的計劃,先為讀者們寫你們想看的話題。


  1. Modalities and Quantification概覽

其實關於卡爾納普Modalities and Quantification(下稱MQ)的論文下面這篇IEP的詞條(作者是M.J.Cresswell)總結的就非常好了,而且把卡爾納普的很多符號表記都轉換成了現在通用的表記法。初讀的話讀這個比較合適,而不是我的筆記。我的這個筆記在很多地方都有參考這個詞條。不過這個詞條還是省略了一些細節,我會在下列筆記中比較全的整理出卡爾納普論文的框架同時,補充一下我認為重要的一些細節。

https://www.iep.utm.edu/cmlogic/?

www.iep.utm.edu

  • 幾個簡稱:

命題邏輯(PL),函項邏輯即謂詞邏輯(FL),模態命題邏輯(MPL),模態函項邏輯即模態謂詞邏輯(MFL),這些都包含在語義系統中,是語義學討論的話題。

命題演算(PC),函項邏輯即謂詞演算(FC),模態命題演算(MPC),模態函項演算即模態謂詞演算(MFC),這些都包含在句法系統中,是句法學討論的話題。

卡爾納普使用上的語義學的L-用語和句法學的C-用語的關係在[I]最後一章有詳細講,但是我前面筆記中沒有提到。不過讀者可以大致從這篇筆記裡面判定程序的方法(卡爾納普稱之為decision method ,這種關係的統合也僅與此有關)中推測出來,所以就不寫了,可參考[I]。

根據Cresswell提示,L-真對應現在的術語「妥當(valid)」,L-偽對應「不滿足(unsatisfiable)」

  • 必然性的解釋

卡爾納普的基本構想是用語義學概念L-真來給出模態邏輯中必然性這一概念以合適的語義。也就是說:命題p為邏輯必然,當且僅當表達p的語句在邏輯上為真。這兩概念是相對應的。其中,必然性的概念比較模糊,為被解釋項,比較清晰的語義學概念:狀態記述和變程,L-真概念,為解釋項。我們給出約定:

約定1:若『…』為系統S中包含『N』的任一語句,則對應的語句『N(…)』為真,當且僅當『…』在S中為L-真。(N(…)為真的條件)

而在模態語義體系MPL與MFL中,我們後面將給出的這些系統的語義規則來上述約定。

  • 在進入這兩個語義系統的構成之前我們進一步先解決一個問題,這決定了我們根據這個語義解釋選擇什麼樣的句法系統。

(1)若『N(…)』為真,那它是否是L-真,若是的話,『NN(…)』為真, Npsupset NNp 為真;

(2)若『N(…)』為偽,那它是否是L-偽,若是的話,『 sim N(…)』為真,進而 Nsim N(…) 為真,sim Npsupset Nsim Np為真。

我們以是否僅由句法規則為真,是否需要事實的考察來給L-真概念以清晰的定義,給予形式正確的語句(wff)比如 Avee sim A 為L-真。則我們可知 N(Avee sim A) 不需要事實的檢驗,因此為L-真。

於是我們可以進一步給出比約定1更為準確的約定2。

約定2:若『…』為L-真,則N(…)為L-真,否則N(…)為L-偽。

我們會建立一套N的規則(MQ第9章的定理)來滿足這個約定。

只是我們要牢記:我們同樣可以建立其他的句法和語義體系來給出N關於(1)和(2)的其他解釋,也就是說,卡爾納普對N的語義的解釋可以不是唯一的,只要其他方案能夠給出N同樣融貫合理的語義解釋。但是,卡爾納普有自信沒有比自己更好的語義系統可以給出必然性概念更好的解釋。(不過可能很多人都知道後來模態邏輯語義學的發展打了卡爾納普的臉。有意思的是,後來Gerhard Schurz(2000)Rudolf Carnap』s Modal Logic認為卡爾納普的語義系統是滿足「邏輯必然性」概念的唯一一個語義系統,雖然說當然必然性不光只是在邏輯上是必然的,自然也有其他解釋,但是我們足以認為要理解邏輯必然性概念,卡爾納普的語義系統是最好的甚至唯一的。)

  • 我們同樣要給帶有量化的語句中的N以語義解釋,在帶有 (x)[N(..x..)] 形式的全稱量化模態語句中,我們可以對N給出以下約定。

約定3:『N』被解釋為,任何(x)[N(..x..)] 形式的語句都L-等值於(i.e. the same as)語句 N[(x)(..x..)]

原因參見我的前一篇專欄文章。下面開始很多地方只給出基本的論證思路還有必要的定義和定理。有很多技術細節是在理解[I]的基礎上才能理解的,有可能會有難懂的地方。另外由於打代碼很麻煩,我在LaTex上打下來截圖上去又顯得很白痴,於是有些定義和定理就直接截原圖了。


2. 命題邏輯

  • 命題邏輯(PL)和命題演算(PC)(MQ第2節)

首先,我們可以看作FL以及其擴張MFL包含了PL,也就是說,包含了命題邏輯的結合子和語義規則。

作為FL的基本符號,除了否定,析取,合取三個結合子,還包括t表示恆真語句(恆真式)等等,另外的元語言的符號也和[I]基本相同,不加贅述。

類比PL,我們也可以認為計算體系K包含了PC,也就是說:令K『是K的子/下位演算體系(sub-calculus),包含了PC所需要的蘊含規則和基本句(primitive sentences)。mathfrak{S_i} 於PC為C-true(可證明),當 mathfrak{S_i} 於K『為C-true(可證明)。

語義系統S和演算系統K的關係如下定理給出(可參考[I])。

  • P-還原(P-reduction)(MQ第3節)

為了準備合取標準型(合取範式,conjunctive normal form)的方法執行判定程續,我們可以給出一些規則構成行列式 mathfrak{M_i} (當然也包括語句)的P-簡化。這種P-還原可以同時應用於PL和PC中。我們可以根據P-還原這種更為簡練的方法很容易得到PC的完全性,也就是:若mathfrak{S_i}於PL為L-真,則於PC為C-真。

3. 模態命題邏輯

  • MPL和MPC(第4節)

我們知道MFL包含MPL。所以類比PL中L-真的定義,我們可以給出MPL中L-真的定義。

定義:mathfrak{S_i} 在S中於MPL為L-真 =_{Df} S包含MPL;mathfrak{S_i} 屬於S;所有以下列方法具備mathfrak{S_i} 形式的語句都在S中為L-真:mathfrak{S_i} 中基本的MPL-構成部分(這些語句除了mathfrak{S_i}自身還有結合子和N,不包含其他語句)可以被S中的任何語句置換(即某個構成部分的出現可被替換為對應的相同語句的出現)。

因為K包含MPC,所以我們按照卡爾納普的思路通過K來表達MPL的演算系統,這個系統等值於Lewis的S5系統:

  • MP-還原(MP-reduction)(第5節)

MP-還原的方法是P-還原的擴張。我們也不需要把簡化即還原的過程在這裡完全記錄下來。我們根據這種方法,首先可以得到的是一個完全進行MP-還原,並包含MPL語義系統或MPC演算系統的行列式所具備的形式,這些形式作為公理被使用。

  • MPC與MPL的關係,以及證明MPC完全性的判定程序(第6節)

我們來進而通過這種還原證明MPC的完全性,即所有MPL中為L-真的語句都在MPC中為C-真。這個證明分為兩步(1)證明每個L-真的語句都可還原為『t』,(2)若每個語句都可以還原為『t』,那麼此語句為L-真。因此一個語句 mathfrak{S_i} 為L-真,它也為C-真。


4. 謂詞邏輯

  • 謂詞邏輯(FL)(第7節)

首先,我們要明確一個個體只能被一個個體定元所指稱,不同的個體定元指稱不同個體。這個在MN中也討論過,即坐標語言的問題。

另外狀態記述 mathfrak{K_i} ,以及全變程(universal range)及空變程(null range)也不多贅述。用Cresswell的話來說,狀態記述就是給原子語句的真值分配(指派,assignment)。我們可以像[I]中那樣給出FL的變程規則來定義變程(range),然後使用這些規則所定義的變程概念定義各種L-概念。卡爾納普又補充了3個定理來補充說明L-概念,後面模態謂詞演算體系MFC的形式規則中要包含這幾項L-概念的規則。

這三個定理是用來排除兩種難以解釋L-概念的反例,第一個定理要求 sim (a=b) 為L-真,但 sim(a=a) 不為L-真,第二個定義要求 a
e b 為L-真,但 (y)(x)[x
e y] 不為L-真,除非 (y)(x)[x= yvee x
e y] 。後面MFC時候具體來看。

  • 謂詞演算(FC)(第8節)

FC的基本語句具有如下形式,不過Cresswell給出了現代版本的翻譯,所以推薦參考。

然後卡爾納普證明了FC的完全性,即若不包含「=」的語句 mathfrak{S_i} 於FL中為L-真,則 mathfrak{S_i} 於FC為C-真。

5. 模態謂詞邏輯

終於到模態謂詞邏輯了。。。

  • 模態謂詞邏輯(MFL)(第9節)

MFL語義體系沒有什麼好贅述的。FL加上必然性運算元N罷了。

  • 模態謂詞演算(MFC)(第10節)

MFC的基本語句的形式如下:也就是Lweis的S5系統的簡化版。同樣可參考Cresswell的改寫。

後列出了幾個由MFC導出的定理,還有C-可置換性(C-interchangeable)的定義以及MFC中的置換定理。

  • MF-還原(MF-reduction)(第11節)

MF-還原是一種將MFL或MFC的語句轉換為一種範式,讓被給予的語句在MFL中L-等值,且在MFC中C-等值的方法。是MP-還原的擴張。

不過卡爾納普提醒我們,和MP-還原不同的是,MF-還原雖然可以表明:語句 mathfrak{S_i} 向『t』的還原是 mathfrak{S_i} 同時為L-真且C-真的必要條件,但是卻不能說明其為必要條件(這樣的話也就無法實現公理化)。(已被Church證明)

關於構建MF-還原在這裡提示一點要注意的問題。也就是說所構成的MF-還原中每一個『N』的作用域都是一個非模態語句,也就是FL和FC中的語句,也就是 Nmathfrak{M}_imathfrak{M}_i 在以下兩種任一的條件可滿足(i)不包含『N』;(ii)是閉語句。若行列式中不包含變元的話,(i)就很容易滿足。但是若包含變元的話,情況就比較複雜,所以要在構建MF-還原時引入一些技術性的消除規則來消除變元。具體規則就不寫了。

  • MFC和MFL的關係(第12節)

卡爾納普證明了MFL為MFC的一個L-真的解釋,並證明了MFC足以強到能夠覆蓋由MF-還原所得到的轉換。但是,由於卡爾納普無法為FL提供一種判定程序,所以FC和MFC都無法說是完全的。我們只能給出MFC為完全的條件如下,卡爾納普給出了以下條件下的MFC完全性的證明:

mathfrak{S_i} 為MF-還原且此還原中不出現『=』和『 sim N(...) 』。則若 mathfrak{S_i} 在MFL中為L-真,在MFC中為C-真。

但『 sim N(...) 』明顯是符合L-真解釋的。(原因:按照Cresswell的翻譯簡單來說,對於一個原子式p,必有狀態記述 mathfrak{K} 滿足 sim Pinmathfrak{K} 。也就是說對於全部狀態記述 mathfrak{K} 來說, mathfrak{K} ╡Np,進而 mathfrak{K}vDash sim Np ,也就是 sim Np 為L-真。)


PS:

卡爾納普的這篇論文在技術層面上採用和我們熟悉的符號邏輯不同的表記方法以及技術處理方法,且整篇論文中有很多技術細節,導致我遇到有些覺得困難的地方沒有深究就略過了,但後面讀完各種參考文獻會在筆記上有所補充。有些技術細節需要參考[II],而[II]明顯要比[I]和[III]困難很多,看來要完全掌握卡爾納普的語義學體系其實並不輕鬆。

我有點糾結要不要寫[II]的筆記,我只讀了一小部分,之前認為似乎和我關心的領域關係不大就沒再讀下去了,現在可能是拾起來並開始整理的好時機。


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