Most theorems of interest are obtained in fact by application of CP. For example:
興味のある定理の大ていのものは、事実上CPを適用することによって導かれる。たとえば、
38 ├ P→P
1(1)P A
(2)P→P 11CP
39 ├ P→~~P
1(1)P A
1(2)~~P 1DN
(3)P→~~P 12CP
40 ├ ~~P→P
1(1)~~P A
1(2) P 1DN
(3)~~P→P 12CP
41 ├ P&Q→P
1(1)P&Q A
1(2)P 1&E
(3)P&Q→P 12CP
(E.J.レモン著、竹尾治一郎・浅野楢英 訳、1973年、64頁改)
然るに、
(02)
(ⅰ)├ P→(Q→P)
1 (1) P A
1 (2) ~Q∨ P 1∨I
3 (3) Q&~P A
4 (4) ~Q A
3 (5) Q 3&E
34 (6) ~Q& Q 45&I
4 (7)~(Q&~P) 36RAA
8 (8) P A
3 (9) ~P 3&E
3 8 (ア) P&~P 89&I
8 (イ)~(Q&~P) 3アRAA
1 (ウ)~(Q&~P) 2478イ∨E
エ (エ) Q A
オ(オ) ~P A
エオ(カ) Q&~P エオ&I
1 エオ(キ)~(Q&~P)&
(Q&~P) ウカ&I
1 エ (ク) ~~P オキRAA
1 エ (ケ) P クDN
1 (コ) Q→P エケCP
(サ)P→(Q→P) 1コCP
(ⅱ)├ (P→Q)→((P→(Q→R))→(P→R))
1 (1) P→ Q A
2 (2) P→(Q→R) A
3(3) P A
1 3(4) Q 13MPP
23(5) Q→R 23MPP
123(6) R 45MPP
12 (7) P→R 36CP
1 (8) (P→(Q→R))→(P→R) 26CP
(9)(P→Q)→((P→(Q→R))→(P→R)) 18CP
(ⅲ)├ P→(Q→P&Q)
1 (1)P A
2(2)Q A
12(3) P&Q 12&I
1 (4) Q→P&Q 23CP
(5)P→(Q→P&Q) 14CP
(ⅳ)├ P&Q→P
1(1)P&Q A
1(2)P 1&E
(3)P&Q→P 12RAA
(ⅴ)├ P→P∨Q
1(1) P A
1(2) P∨Q 1∨I
(3)P→P∨Q 12CP
(ⅵ)├(P→R)→((Q→R)→(P∨Q→R))
1 (1) P→R A
2 (2) Q→R A
3 (3) P∨Q A
4 (4) P A
1 4 (5) R 14MPP
6(7) Q A
2 6(8) R 27MPP
123 (9) R 34578∨E
12 (ア) P∨Q→R 39CP
1 (イ) (Q→R)→(P∨Q→R) 2アCP
(ウ)(P→R)→((Q→R)→(P∨Q→R)) 1イCP
(ⅶ)├(P→ Q)→((P→~Q)→~P)
1 (1) P→ Q A
2 (2) P→~Q A
3(3) P A
1 3(4) Q 13MPP
23(5) ~Q 23MPP
123(6) Q&~Q 45&I
12 (7) ~P 36RAA
1 (8) (P→~Q)→~P 27CP
(9)(P→ Q)→((P→~Q)→~P) 18CP
(ⅷ)├ ~~P→P
1(1)~~P A
1(2) P 1DN
(3)~~P→P 12CP
従って、
(01)(02)により、
(03)
(ⅰ)├ P→(Q→P)
(ⅱ)├(P→Q)→((P→(Q→R))→(P→R))
(ⅲ)├ P→(Q→P&Q)
(ⅵ)├ P&Q→P
(ⅴ)├ P→P∨Q
(ⅵ)├(P→R)→((Q→R)→(P∨Q→R))
(ⅶ)├(P→Q)→((P→~Q)→~P)
(ⅷ)├ ~~P→P
は全て、「CPを適用することによって導かれる」所の「定理(Theorems)」である。
従って、
(03)により、
(04)
PをAに置き換へ、
QをBに置き換へ、
RをCに置き換へ、
&を∧に置き換へ、
~を¬に置き換へた、
(ⅰ)├ A→(B→A)
(ⅱ)├(A→B)→((A→(B→C))→(A→C))
(ⅲ)├ A→(B→A∧B)
(ⅵ)├ A∧B→A
(ⅴ)├ A→A∨B
(ⅵ)├(A→C)→((B→C)→(A∨B→C))
(ⅶ)├(A→B)→((A→¬B)→¬A)
(ⅷ)├ ¬¬A→A
は、すべて、「定理(Theorems)」である。
cf.
「論理学の記号」は、「数学の記号」とは異なり、統一されてゐない。
然るに、
(05)
公理
(1) A→(B→A)
(2)(A→B)→((A→(B→C))→(A→C))
(3) A→(B→A∧B)
(4) A∧B→A
(5) A→A∨B
(6)(A→C)→((B→C)→(A∨B→C))
(7)(A→B)→((A→¬B)→¬A)
(08) ¬¬A→A
(吉永良正、ゲーデル・不完全定理、1992年、204頁)
― 中略、―
図1-6 推論を行うための論理法則(ヒルベルト=アッカーマンの公理系による)
(吉永良正、ゲーデル・不完全定理、1992年、204頁)
然るに、
(06)
自然演繹論理のあるバージョンには、公理が存在しない。ジョン・レモンが開発した体系Lは、証明の構文規則に関する次のような「10個の基本的規則(10 Primitive rules)」だけを持つ。
仮定の規則(A)
肯定肯定式(MPP)
否定否定式(MTT)
二重否定(DN)
条件的証明(CP)
&-導入(&I)
&-除去(&E)
∨-導入(∨I)
∨-除去(∨E)
背理法(RAA)
(ウィキペディア改)
従って、
(01)~(06)により、
(07)
「ジョン・レモンが開発した体系L」には、「公理(axioms)」が無くて、その代はりに、「10個の基本的規則(10 Primitive rules)」が有るため、
(1) A→(B→A)
(2)(A→B)→((A→(B→C))→(A→C))
(3) A→(B→A∧B)
(4) A∧B→A
(5) A→A∨B
(6)(A→C)→((B→C)→(A∨B→C))
(7)(A→B)→((A→¬B)→¬A)
(08) ¬¬A→A
といふ「ヒルベルト=アッカーマンの公理(axioms)」は、「ジョン・レモンが開発した体系L」に於ける「定理(theorems)」である。
然るに、
(08)
axiomの意味 - 小学館 プログレッシブ英和中辞典
1自明の理
2(確立している)原理,原則,格言,金言;《論理学・数学》公理,公準
従って、
(08)により、
(09)
「公理(axioms)」には、「自明の理(おのづから明らかな、ことわり)」といふ「意味」が有る。
然るに、
(10)
例へば、
(2)(A→B)→((A→(B→C))→(A→C))≡
(〃)(AならばBである)ならば((Aならば(BならばCである))ならば(AならばCである))。
といふ「言ひ方」は、「自明の理(おのづから明らかな、ことわり)」であるとは、言へないはずである。
然るに、
(11)
その一方で、「ジョン・レモンが開発した体系L」の「10個の基本的規則」は、概ね、
(2)(AならばBである)ならば((Aであるならば(BであるならばCである))ならば(AならばCである))。
よりは「分りやすく」、それ故、「自然な演繹(Natural deduction)」といふ「名前」で、呼ばれてゐる。
然るに、
(12)
いま、「├ A→A」(A→Aは証明可能)」を公理から導いてみましょう(図1-7)
通常の解釈では「A→A」は、要するに「AならばA」のことにほかならないので、「自明の理」のように思われます。
しかし、ここで採用した公理に「A→A」は入っていないので、形式的には証明の可能性は保証されてはいず、
(吉永良正、ゲーデル・不完全定理、1992年、205頁改)
然るに、
(01)(06)により、
(13)
もう一度、確認すると、
38 ├ P→P
1(1)P A(仮定の規則)
(2)P→P 11CP(条件的規則)
従って、
(13)により、
(14)
1(1)A A(仮定の規則)
(2)A→A 11CP(条件的証明)
従って、
(06)(14)により、
(15)
「ジョン・レモンが開発した体系L」であれば、
「A→A(AならばAである。)」は、「10個の基本的規則(10 Primitive rules)」の内の「2つ」によって、「証明される」。
令和元年11月07日、毛利太。
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