Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Непейвода. Прикладная логика

.PDF
Скачиваний:
901
Добавлен:
10.08.2013
Размер:
2.27 Mб
Скачать

13.6. ФОРМАЛИЗАЦИЯ НЕФОРМАЛИЗУЕМЫХ ПОНЯТИЙ

381

Принцип Понятия могут описываться лишь в их взаимо связи Совокупность1. взаимосвязанных понятий может быть- описана. как сигнатура называемой в гуманитарных ис следованиях тезаурус σ ( -

)29.

Скажем понятия любви и ревности тесно взаимосвязаны и принадле жат одному, и тому же тезаурусу. - Принцип Объем понятия является производным от его

содержания2.и взаимосвязей с другими понятиями30.

Принцип Для гуманитарных понятий и их объемы и их взаимосвязи3. все время меняются их нельзя однозначно, за фиксировать31. , -

Принцип Имеется оператор диагонализации выдающий по любой 4эффективно. заданной последовательности, уточ нений рассматриваемых понятий новое уточнение не со- впадающее ни с одним из членов последовательности, 32. -

Принцип Имеется оператор альтернативы выдающий по каждой паре5. уточнений где расширяет, но вое уточнение Φ2, расширяющее0, Φ1), Φ0,Φно1 несовместимоеΦ0, с-

Φ1.33

 

Принцип 6. Имеются абсолютно общепризнанные соотно-

шения между понятиями (трюизмы), но они

самые бес-

полезные из всех соотношений.

 

В самом деле трюизмом является скажем описание ревности как от рицательного,чувства к объекту действительного, , или предполагаемого-

29 Данный постулат не принимался Белякиным но давно уже использовался часто неявно) в работах Тарского, Карнапа, Витгенштейна, и др. ( 30 Пожалуй, впервые этот принцип явно сформулировал Карнап.

31 А это часто утверждали многие гуманитарии отрицая возможность применения ма тематики для анализа их понятий. Ну что же, в данном, пункте мы с ними согласны. - 32 Н.В. Белякин.

ние33 А этого у него не было, поскольку он первоначально не рассматривал даже отрица-

.

382 ГЛАВА 13. НЕПОЛНОТА И НЕФОРМАЛИЗУЕМОСТЬ

увлечения любимого (любимой). Из этого определения, вполне почтен-

ного для какого-либо научного трактата, никаких позитивных выводов

не сделаешь. Зато принципы (принадлежащие противоположным куль-

турам любовных отношений):

Если ты

джигит, зарежь подонка, посягающего на твою

любимую!

 

Если ты светский человек не дай чувству ревности проявитьсянаружу! ,

позитивны дают конкретную стратегию поведения в соответствующей ситуации но, полностью несовместимы друг с другом

Теперь, надо строить математическую модель Следующие. принци пы говорят уже о формализации только что перечисленных. содержа- тельных положений на базе теоремы Гёделя о неполноте и ее обобще-

ний. Принцип В каждый данный момент для данной конкрет - ной цели взаимоотношения7. понятий описываются как клас- сическая теория Эта теория называется ипостасью си- стемы неформализуемыхT hα. понятий34. -

Заметим что здесь сделано сильное предположение о том что каждая ипостась, описывается теорией применяющей классическую, логику Это предположение нуждается в проверке, и проверка была произведена. в первой же работе описывавшей теорию, неформализуемых понятий В ней было показано, что при естественных предположениях а именно[22].

принцип уже для, неклассической арифметики не удается( постро, ить нетривиальной10) системы расширений описывающей арифметиче- ские понятия как неформализуемые Таким, образом теория неформа- лизуемых понятий еще ярче подчеркивает. исключительную, роль клас- сической логики в системе известных логик. -

Принцип Среди этих теорий есть теория являюща яся подтеорией8. любой T hα. T h0, -

34 Ипостась в христианском богословии одно из конкретных проявлений непости жимой и бесконечнойсущности единого Бога в нашем мире Ипостасями являются Бог- Отец, Бог-Сын и Бог-Дух Святой. Аналогичное понятие имеется. и в иудаизме. -

13.6. ФОРМАЛИЗАЦИЯ НЕФОРМАЛИЗУЕМЫХ ПОНЯТИЙ

383

Принцип 9. Имеется вычислимая функция ϕ, строящая по

 

каждой паре теорий T hα T hβ, теорию T hϕ(α,β), расши-

 

ряющую T hα, но несовместимую с T hβ.

 

Таким образом, каждое расширение теории имеет альтернативу.

 

Следующий принцип также является сильным предположением, по-

казавшим свою эффективность при описании систем неформализуемых

понятий. Он говорит о том, что никакой из новых результатов, получен-

ных в расширениях данной ипостаси, не может считаться даже относи-

тельно бесспорным (неопровержимым в других расширениях).

 

Принцип Пересечением множества теорем всех теорий расширяющих10. T hα, являются теоремы самой T hα. ,

Этот принцип сразу же отметает в качестве основы для систем нефор-

мализуемых понятий теории, базирующиеся на многих известных не-

классических логиках.

 

 

Теория неформализуемых понятий позволила дать подходы к реше-

нию некоторых задач,

связанных с несоответствием понятий в языках

программирования. Появились и логические следствия. Одно из них мы

приведем здесь.

 

 

Определение 13.6.1. Высказывание A называется псевдопроблемой от-

носительно ипостаси T hα, входящей в систему формализаций неформа-

лизуемых понятий, если ни в какой ипостаси, являющейся расширением

T hα, ни A, ни ¬ A не являются теоремами.

псевдо-

Предложение 13.6.1. Метод критики оснований. Если A

проблема, B не является псевдопроблемой, B неразрешимо в T hα и в

теории T hα доказано

A B, то можно подобрать формулу D, не

являющуюся псевдопроблемой, такую, что D A и A D

не тео-

ремы T hα, а D B

ее теорема.

 

Доказательство. Пусть для определенности B доказывается в некото-

рых формализациях. Тогда имеется теория T hβ, расширяющая T hα, в

которой доказывается B. Но тогда есть конечный список D1 аксиом

T hβ, из которого выводится B в T hα. Значит, D1 B является тео-

ремой T hα. Поскольку T hβ имеет альтернативу T hϕ(α,β), усилим D1 до

списка аксиом D, опровергаемого в данной альтернативе. Поскольку A

псевдопроблема, то ни она, ни ее отрицание не выводимы ни в T hβ,

384

ГЛАВА 13.

НЕПОЛНОТА И НЕФОРМАЛИЗУЕМОСТЬ

ни в T hϕ(α,β). Отсюда получаем, что четыре импликации

 

D A

D ¬ A

 

¬ D A

¬ D ¬ A

невыводимы в T hα, и соответственно, D искомое независимое от A

основание.

 

 

Содержательно данный результат означает, что основание, являю-

щееся псевдопроблемой, ничего не может дать для доказательства со-

держательных утверждений. Если мы вывели имеющее смысл в данной

системе теорий утверждение из псевдопроблемы, то можно подобрать

другую, уже нетривиальную гипотезу, из которой оно получается.

Понятие псевдопроблемы появилось в работах Венской школы по-

зитивизма в 20-х годах. Псевдопроблемами называли пышно звучащие

философские вопросы типа

Что первично: материя или сознание?—

теряющие смысл при переводе на научный язык. Мы идем дальше, и

внутрь формализаций псевдопроблемы могут проникнуть, но опора на

них является порочным методом.

С другой стороны, данный результат имеет отношение к давно из-

вестному в логике примеру логической ошибки. В жизни слишком часто

мы считаем, что отвергли выводы человека, если сумели опровергнуть

посылки, на которых он базируется. Например, отвергнув посылку об

изначальном равенстве способностей всех людей, мы отвергаем целесо-

образность равенства их прав. Это еще со времен Аристотеля квалифи-

цировалось как логическая ошибка: единственный способ опровергнуть

предложение

временно принять его. Критика оснований может лишь

показать что декларированное утверждение не обосновано Мы показа ли что в,реальной ситуации критика оснований может быть. еще более- сильным, аргументом если мы обнаруживаем в основаниях не ложное утверждение а псевдопроблему, Допустим опора на существование Бо га в научном, исследовании полностью. уничтожает, силу приводимых- аргументов На любое утверждение нужно опираться в своем месте и по соответствующему. поводу Религии и так нанесли слишком большой ущерб излишне благонамеренные. ученые очень хотевшие научно дока зать существование Бога и делавшие при, этом легко обнаруживаемые- ошибки.

13.6. ФОРМАЛИЗАЦИЯ НЕФОРМАЛИЗУЕМЫХ ПОНЯТИЙ

385

Системы формализаций неформализуемых понятий позволяют вы-

разить и еще одну важнейшую сторону знания, впервые затронутую в

неклассических логиках. Поскольку незнание всеобъемлюще и неис-

требимо, порою один из самых мощных видов знания

знание о не-

знании. Конкретные классические теории не позволяют этого исполь-

зовать, а вот в их системах постулирование и использование незнания

вполне возможно.

 

И наконец, можно заметить, что соотношения между неформали-

зуемыми понятиями, выраженные в данной теории, относятся лишь к

данным их ипостасям. Чтобы выразить более глобальные утверждения

(например, что A содержательно следует из B в том смысле, что при-

няв при формализации A, мы вынуждены принимать и B во избежание

распада системы понятий), необходимо рассматривать целые системы

теорий, а тут уже вступает в права неклассическая логика.

 

Подытожим:

 

Истинность формул данного языка нельзя выразить внутри

него самого.

 

Не все вычислимые функции могут быть продолжены до

всюду определенных.

 

Ни одна достаточно богатая теория не может быть полна.

Неполнота не может быть устранена никакими средствами,

допускающими хотя бы частичную алгоритмическую про-

верку.

 

Неразрешимые утверждения бывают разных типов, в том

числе и такие, которые не зависят не только от теории, но

и друг от друга.

 

Пополнение теории правилом, позволяющим переходить от

доказуемости A(n) при произвольном n к истинности x A(x)

весьма сильно расширяет возможности теории.

Даже внутри самой теории имеются предложения вида x P (x)

с разрешимым P , для доказательства которых необходимо

привлекать сколь угодно сложные формулы.

 

Можно заниматься формализацией и неформализуемых по-

нятий, и в этом случае классическая логика

первый кан-

дидат на звание подходящей для теорий, описывающих со-

386 ГЛАВА 13. НЕПОЛНОТА И НЕФОРМАЛИЗУЕМОСТЬ

стояние понятий в данный момент, для данной цели и с дан-

ной точки зрения.

Классическая логика перестает работать, если мы интере-

суемся не истинностью в случае неизменной фиксирован-

ной точки зрения, а развитием понятий. Она может подвести

нас и тогда, когда мы стремимся использовать доказанные

утверждения вида x A(x) как основу для алгоритмических

построений.

Классическая логика практически бессильна, когда нужно

формализовывать незнание.

Выражаясь несколько метафорически, классическая логика

логика конкретного знания и веры, а неклассическая

логика построения, изменения знания и сомнения.

Введение в неклассические логики

387

Глава 14. Основы λ-исчисления

Язык конверсий является сейчас одним из важнейших выразитель ных средствλ- в логике информатике математической лингвистике ис- кусственном интеллекте, и когнитивной, науке Начнем с синтаксических, - аспектов λ-конверсий и их использования как. формального языка.

§ 14.1.

ОСНОВЫ λ-ЯЗЫКА

 

В математике укоренились некоторые т.н. “ вольности речи”, часто при-

водящие к двусмысленностям и затруднениям, практически ничего не

облегчая взамен. Одна из таких традиционных неаккуратностей

сме-

шение значения выражения с функцией, вычисляющей это выражение.

Например, в уравнении x2 = 1 x2 есть выражение, в тождестве

 

 

 

 

d

 

x2 = 2x

(14.1)

 

 

 

 

 

dx

 

x2 есть функция, а относительно 2x этот вопрос может быть решен лишь

из контекста (а порою и из него возникают лишь двусмысленности). Для

обозначения функций используются записи типа x → x2, и этого хвата-

ет для случая, когда функции не являются аргументами преобразований.

Но уже запись

 

d

 

 

 

 

x → x2

 

 

 

 

dx

 

неудобна, а далее непоследовательность такой формы обозначений при-

чиняет все больше и больше неприятностей.

 

Американский логик Черч

 

(A. Church) предложил обозначения, по-

зволяющие трактовать функциональные и смешанные выражения столь

же последовательно, как и обычные математические. Квантор функци-

ональности λx. t(x), где t(x)

 

терм, образует выражение, интерпрети-

руемое как функция, аргументом которой является x, а результатом

390 ГЛАВА 14. ОСНОВЫ λ-ИСЧИСЛЕНИЯ

значение t(x). Это выражение само рассматривается как терм, к которо-

му можно применять преобразования и о свойствах которого можно го-

ворить, x становится связанной переменной, подстановки производятся

по тем же правилам, что и обычно, чтобы избежать коллизий. Так что с

точки зрения λ-языка утверждение, что производная ex в точке 0

есть 1

записывается четко и ясно:

 

 

 

D(λx. ex)(0) = 1

(14.2)

Здесь D оператор дифференцирования, применяемый к функции λx. ex

(заметим, что традиционное dx становится просто ненужным; аргумент

функции однозначно определяет, по какой переменной берется произ-

водная). D применяется к функции действительной переменной и в ре-

зультате дает также функцию действительной переменной. Видно, что

результат применения оператора D к функции λx. ex применяется далее

к числу 0.

 

 

Рассмотрим несколько более сложный пример: формулу для произ-

водной суммы.

 

 

 

Dλx. (f(x) + g(x)) = λx. (D(f)(x) + D(g)(x))

(14.3)

Здесь строго различается применение операций к функциям и к значе-

ниям этих функций. Сложение обрабатывает числа, а дифференцирова-

ние

операции над числами.

 

 

То, что математику можно построить не на базе чисел и множеств, а

на базе понятия функции, если разрешить свободно использовать функ-

ции как аргументы и результаты1 других функций, заметили практиче-

ски одновременно великий венгерский математик Я. фон Нейман и рос-

сийский логик Л.Я. Шейнфинкель. Фон Нейман стремился в тот момент

действовать как можно более традиционно, поэтому он создал теорию,

которая выглядит как перевод теории множеств на язык функций, и, как

недостаточно безумная, она оказалась забыта. Зато Шейнфинкель вы-

делил минимальный базис колоссальной общности и необычности, ко-

торый был развит другими. Операции, применяемые к функциям, осо-

знанно использовались в математике и до Шейнфинкеля. Они называ-

лись

операторами (если результат

функция) либо функционалами

1 Последнее требование не выполняется в общеупотребительных языках программи рования а в тех академических языках где выполняется обычно реализовано так что- приводит, к безнадежной неэффективности, вычислений. , .