2020年1月25日土曜日

「パースの法則」の「対偶」は「普通」である。

(01)
排中律や二重否定の除去と等価な命題のひとつで、変なものとして、パースの法則があります。
任意の命題P, Qについて、
((P→Q)→P)→P
が成り立つ
『「PならばQ」ならばP』ならばP
なんか、パズルのような命題ですね。
(排中律、二重否定の除去、パースの法則 - Qiita)
従って、
(01)により、
(02)
①((P→Q)→P)→P  
①((PならばQ)ならばPならば)Pである。 
といふ「恒真式(トートロジー)」を「パースの法則」といふ。
然るに、
(03)
1  (1)    P→P        TI(同一律PならばPである。)
   (2)   ~P∨P        1含意の定義(であって、排中律。) 
3  (3)   ~P          A
3  (4)   ~P∨Q        3∨I
3  (5)    P→Q        4含意の定義
3  (6)   (P→Q)&~P    34&I
3  (7)~(~(P→Q)∨ P)   6ド・モルガンの法則
 8 (8)   (P→Q)→ P    A
 8 (9)  ~(P→Q)∨ P    8含意の定義
38 (ア)~(~(P→Q)∨ P)&
       (~(P→Q)∨ P)   79&I
3  (イ) ~((P→Q)→ P)   8アRAA
3  (ウ) ~((P→Q)→ P)∨P イ∨I
  エ(エ)      P        A
  エ(オ) ~((P→Q)→ P)∨P エ∨I
   (カ) ~((P→Q)→ P)∨P 13ウエカ∨E
   (キ)  ((P→Q)→ P)→P カ含意の定義
   (〃)  ((PならばQ)ならばPならばPである。 カ含意の定義
然るに、
(04)
系Ⅰ:任意の連式は、それがトートロジー的であるときまたそのときに限って導出可能である。
(E.J.レモン、論理学初歩、竹尾治一郎・浅野楢英 訳、1973年、114頁)
従って、
(02)(03)(04)により、
(05)
①((P→Q)→P)→P
①((PならばQ)ならばPならば)Pである。
といふ「パースの法則」は、確かに、「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(06)
(ⅰ)
1  (1) P→ Q A
 2 (2) P    A
  3(3)   ~Q A
12 (4)    Q 12MPP
123(5) ~Q&Q 34&I
1 3(6)~P    25RAA
1  (7)~Q→~P 36CP
(ⅱ)
1  (1) ~Q→~P A
 2 (2) ~Q    A
  3(3)     P A
12 (4)    ~P 12MPP
123(5)  P&~P 34&I
1 3(6)~~Q    25RAA
1 3(7)  Q    6DN
1  (8)  P→ Q 37CP
従って、
(06)により、
(07)
①  P→ Q≡PであるならばQである。
② ~Q→~P≡QでないならばPでない。
に於いて、
①=② であるものの、この「等式」を、「対偶(Contraposition)」といふ。
然るに、
(08)
数学では、元の命題「AならばB」の証明が難しくても、その対偶「BでないならAでない」の証明は比較的易しい場合がある。「AならばB」と「BでないならAでない」との真偽は一致するので、このようなときには対偶「BでないならAでない」のほうを証明すれば「AならばB」を証明できる(対偶論法)。(ウィキペディア)
従って、
(05)~(08)により、
(09)
①((P→Q)→P)→P  
①((PならばQ)ならばPならば)Pである。
といふ「パースの法則」の「対偶」を「計算」すれば、「その対偶」は、「パースの法則」に「等しく」、『「その対偶」の対偶』は、
①((P→Q)→P)→P  
①((PならばQ)ならばPならば)Pである。
といふ「パースの法則」に「等しい」。
然るに、
(10)
(ⅰ)
1    (1)   ((P→Q)→P)→P A
 2   ()            ~P A
12   (3)  ~((P→Q)→P)   12MTT
  4  ()   ~(P→Q)∨P    A 
  4  (5)    (P→Q)→P    4含意の定義
124  ()  ~((P→Q)→P)&
           ((P→Q)→P)   35&I
12   (7) ~(~(P→Q)∨P)   46RAA(背理法)
12   (8)    (P→Q)&~P   7ド・モルガンの法則
12   ()     P→Q       8&E
12   (ア)     ~Q→~P            の対偶
12   (イ)          ~P   8&E
12   (ウ)      ~~Q∨~P   イ∨I
12   (エ)       ~Q→~P   ウ含意の定義
12   (オ)   (~Q→~P)&
           (~Q→~P)     アエ&I
12   ()    (~Q→~P)      オ&E(一種の、冪等律)

1    (キ)~P→(~Q→~P)     2カCP
(ⅱ)
1    (1) ~P→(~Q→~P)   A
 2   ()    (P→ Q)→P   A
 2   ()   ~(P→ Q)∨P  2含意の定義
  4  ()   ~(P→ Q)    A
   5 ()    ~Q→~P     A
   5 (6)     P→ Q     5の対偶
  45 ()   ~(P→ Q)&
            (P→ Q)    46&I
  4  (8)  ~(~Q→~P)    57RAA
    9()           P  A
    9(ア)         ~~P  9DN
   59(イ)   ~~Q        5アMTT
   59(ウ)     Q        イDN
   5 (エ)     P→ Q     9ウCP
  45 ()   ~(P→ Q)&
            (P→ Q)    4エ&I
  4  (カ)  ~(~Q→~P)    RAA
 2   (キ)  ~(~Q→~P)    3カ∨E(9はCPで削除)
12   (ク)~~P           1キMTT
12   ()  P           クDN
1    (コ)((P→Q)→P)→P   2ケCP
従って、
(06)(09)(10)により、
(11)
①((P→Q)→P)→P 
②  ~P→(~Q→~P)
に於いて、
①=② は、「対偶」である。
然るに、
(12)
①((P→Q)→P)→P 
②  ~P→(~Q→~P)
に於いて、
Q=~Q
といふ「代入(Substuitution)」を行ふと、
③((P→~Q)→P)→P 
④  ~P→(~~Q→~P)
に於いて、
③=④ は、「対偶」である。
然るに、
(13)
「二重否定律(DN)」により、
④ ~~Q は、
④     Q に「等しい」。
従って、
(12)(13)により、
(14)
③((P→~Q)→P)→P 
④  ~P→(Q→~P)
に於いて、
③=④ は、「対偶」である。
然るに、
(15)
代入の規則
一つの恒真式のなかの命題変項を他の命題変項、または論理式でおきかえることによって得られた式は同じく恒真式である。
(沢田允、現代論理学入門、1962年、173頁)
従って、
(03)(04)(05)(11)~(15)により、
(16)  
①((P→Q)→P)→P 
②  ~P→(~Q→~P)
③((P→~Q)→P)→P 
④  ~P→( Q→~P)
は、四つとも「恒真式(トートロジー)」であって、
①=② は「対偶」であり、
③=④ は「対偶」である。

従って、
(02)(16)により、
(17)
①((P→Q)→P)→P  
①((PならばQ)ならばPならば)Pである。
といふ「命題」は、その「対偶」で「読む」ならば、
② ~P→(~Q→~P)
④  ~P→(  Q→~P)
⑤ Pでないならば(Qでなからうと、Qであらうと、いづれにせよ、Pでない。)
といふ「意味」になる。
従って、
(09)(17)により、
(18)
①((PならばQ)ならばPならば)Pである。
といふ「命題」は「恒真式(トートロジー)」である。といふ「パースの法則」は、
⑤ Pでないならば(Qでなからうと、Qであらうと、いづれにせよ、Pでない。)
といふ「命題」は、「恒真式(トートロジー)」である。といふ「法則」である。
(19)
② ~P→(~Q→~P)
が「偽」であるために、
② ~偽→(~Q→~P)
でなければ、ならない。
然るに、
(20)
② ~偽→(~Q→~P)
であるならば、
② ~偽→(~Q→~偽)
である。
然るに、
(21)
② ~偽→(~Q→~偽)
であるならば、
②  真→(~Q→  真)
である。
然るに、
(22)
②  真→(~Q→ 真)
であれば、
②  真→(~真→ 真)
であるか、
②  真→(~偽→ 真)
である。
然るに、
(23)
②  真→(~真→ 真)
②  真→(~偽→ 真)
であるならば、
②   真→( 偽→ 真)
②  真→( 真→ 真)
である。
然るに、
(24)
「真理表(Truth table)」により、
②   真→( 偽→ 真)
②  真→( 真→ 真)
は、両方とも「真」である。
従って、
(19)~(24)により、
(25)
② ~P→(~Q→~P)
の場合は、
②   真→( → 真)
②  真→( → 真)
は、両方とも「」であって、それ故、
 であろうと、
 であろうと、「恒に」である。
従って、
(17)(18)(25)により、
(26)
①((PならばQ)ならばPならば)Pである。
といふ「命題」を、「対偶」で読む限り、「パースの法則」とは、
⑤ Pでないならば(Qでなからうと、Qであらうと、いづれにせよ、Pでない。)
といふ「命題」は、「恒真式(トートロジー)」である。といふ「法則」であって、尚且つ、
⑤ Pでないならば(Qでなからうと、Qであらうと、いづれにせよ、Pでない。)
といふ「命題」は「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(27)
①((P→Q)→P)→P  
①((PならばQ)ならばPならば)Pである。
といふ「命題」の、「対偶」である所の、
②  ~P→(~Q→~P)
② Pでないならば(Qでなからううと、Qであらうと、いづれにせよ、Pでない。)
といふ「命題」は、「少しも、変ではなく、尚且つ、明らかに、本当)である。」
従って、
(01)(27)により、
(28)
「排中律や二重否定の除去と等価な命題のひとつで、変なものとして、パースの法則があります。」
といふは言ふものの、私自身は、
①((P→Q)→P)→P  
①((PならばQ)ならばPならば)Pである。
といふ「命題」、すなはち、
②  ~P→(~Q→~P)
② Pでないならば(Qでなからうと、Qであらうと、いづれにせよ、Pでない。)
といふ「命題」は、少しも「変である」とは、思はない
(29)
「排中律や二重否定の除去と等価な命題」といふ「言ひ方」に関しては、「それがどういふ意味」なのか、私には、分からない。
令和02年01月25日、毛利太。

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