莱布尼兹“逻辑加”等词项定义、还有公理和公设-逻辑与算法之十二
莱布尼兹“逻辑加”等词项定义、还有公理和公设-逻辑与算法之十二
相同和不同是莱布尼兹片断20中,最为基础的定义。展开莱布尼兹关于普遍演算的设想,余下的定义,公理和公设都不可缺,然后才能开始命题的证明。本篇继续以文本片断20为据,先给出余下的定义3-6,继而给出公理1-2和公设2的部分。
很难想象,这个世界如果没有2000年前《几何原本》的存在,今天会是什么样子。开启人类科学时代的那些如牛顿、莱布尼兹这样的大科学家,他们关于人类智能的新发现,几乎就是按照《几何原本》的模式构造的。简直就可以说,没有《几何原本》这个希腊原创,就没有今天的科学。定义,公理,公设,命题,这个《几何原本》首卷平面几何基础奠定的模式,是人类为这个世界留下的永恒。
接续上篇定义2,有几个依据定义1和2来证明的命题1-4。它们有了简单证明后,定义3-6就随之出现。这些有关词项的定义,仿佛让人看到亚里士多德三段论的影子,包含、下属、合成、全异等,这类用来刻画古典三段论词项之间关系的一些性质,出现在莱氏的普遍演算设想之中。
定义3:包含(contain)
A在L中,或者L包含A,这等于是说,L可以由多个词项组合而成,A是其中的一个。
图形1 包含
定义4:组合或者合成(实际上是逻辑加⊕的一种定义)
所有那些集合在一起的词项,包含在L中。这些集合起来的词项,称作相关于L而组合或者构成。
例如,B⊕N=L意指B在L中;并且意指B和N一起构成了或者组合成了L。在有更大数量词项的时候,这样构成的东西都是成立的。
定义5:下属(subalternates)
现有两个词项,如果其中的一个词项在另一个词项之中,则包含在内的那个词项,就是内包它的那个词项的下属。
例如A和B两个词项,如果或者A在B中,或者B在A中,则A在B中的A,就是B的下属,而B在A中的B,就是A的下属。
图形3 下属
定义6:全异(disparate)
两个词项,其中没有一个词项在另一个词项之中,我称这两个词项全异。
图形4 全异
公理1:逻辑加的交换律
B⊕N=N⊕B,这里的交换没有改变任何东西。
公设2:任意多的词项,例如A和B,可以加起来构成一个单一的词项,或者是A⊕B,或者是L。
公理2:逻辑加的幂等律
A⊕A=A,如果没有新东西加进去,那么也就没有新结果,或者说,这里的重复没有改变任何东西。(因为4个铜币加上另外4个铜币是8个铜币,但并不是,4个铜币加上已经数过的这4个铜币也是8个铜币。)
莱布尼兹的整个片断20,余下的就是命题了。我们且把命题及其证明部分留给下篇,对本篇的定义、公设、还有公理,结合文本片断19做一简单评述。
回看莱氏片断19,你会看到,片断19中,除给出了逻辑加“⊕”,也给出了逻辑减“─”。片断19中的定义5就是逻辑减法的定义。
片断19定义5:
如果A在L中,L除A之外还有另外词项N。而这个N,在移掉A中的所有东西之后,全都属于L,即A没有任何东西属于L,所有的剩余全都属于N,那么,这个A就被说成是被减掉了(subtracted),或者说被拿走了(removeri),N则被称为余数。
也就是:L-A=N。
这个片断19和片断20,是莱布尼兹尝试建立逻辑演算的一个缩影。建立一个仅有逻辑加运算的普遍演算,虽然仍旧有许多问题,但这个建立过程并非一蹴而就,而是一个渐进的,在试错中不断完善的过程。
莱布尼兹对于普遍演算的最早尝试,是直接用数字来表述文字概念。例如,他曾设想用素数来表达简单概念,比如用3来表述“理性”,用7来表述“动物”。用两者的相乘表示合成词项,3*7=21,就成为合成词“理性动物”。但这些使用数字的方法全都行不通,最后都被莱布尼兹放弃。(见《符号逻辑概览》第11-12页)
图形5 减法示意图
片断19引入的减法,和前述引入数字表述概念一样,放在他的演算之中也行不通。因为如果A、B、L、N表示任意概念,若L-A=N,其中的A和N就一定是互不相容的,如果相容,这个减法就失去了它在算术中曾有过的功能。但概念间的关系,我们都能够感知,他和自然数数字之间的关系很不相同。不同自然数之间只有全异关系,不同概念,或者说不同词项之间的关系,则是多种多样的。
于是,在片断20中,莱布尼兹去掉了减法,仅留下逻辑加法。这可是一个了不起的算术概念延伸,目下还不知道,是否还有更早的数学家提出过这个逻辑加的创意。如果没有,自然,莱布尼兹就是逻辑加符号的创始人。
仅留下逻辑加运算的结果,使得片断20中的演算,有更多的命题得到证明,而不是像片断19中,仅有13个定理得到证明。我们回看片断19之后,似乎就看到这两个片断之间的传承关系,片断20是片断19的升级。我们该回到片断20,继续我们对于余下命题的几何图形证明。2019/11/17