2020年6月23日火曜日

「象は鼻が長い、といふわけではない。」と「鼻は象が長い、といふわけではない。」の「述語論理」。

(01)
① 象は鼻長い。⇔
① 象は鼻は長く、鼻以外は長くない。⇔
① ∀x{象x→∃y(鼻yx&長y)&∀z(~鼻zx→~長z)}⇔
① すべてのxについて{xが象であるならば、あるyはxの鼻であって、長く、すべてのzについて、zがxの鼻でないならば、zは長くない}。
に於いて、
LET 鼻=耳
LET 象=鼻
LET 耳=鼻
といふ「置換(Replacement)」を行ふと、
① 鼻は象長い。⇔
① 鼻は象は長く、象以外は長くない。⇔
① ∀x{鼻x→∃y(象yx&長y)&∀z(~象zx→~長z)}⇔
① すべてのxについて{xが鼻であるならば、あるyはxの象であって、長く、すべてのzについて、zがxの象でないならば、zは長くない}。
然るに、
(02)
① すべてのxについて、xが鼻であるならば、あるyはxの象である。
といふのであれば、
① あるyは鼻の象である。
といふことになるが、「鼻の象」は、「意味不明」である。
然るに、
(03)
① ∀x{鼻x→∃y(象y&長y)}
ではなく、
① ∀x{鼻x→∃y(象y&長y)}
とした場合も、
① すべてのxについて、xが鼻であるならば、あるx()はyの象である。
となって、これも「ダメ」である。
然るに、
(04)
③ 鼻は象長い。⇔
③ 鼻は象は長く、象以外は長くない。⇔
③ ∀x∃y{(象x&鼻yx→長y)&(~象x&鼻yx→~長y)}⇔
③ すべてのxと、あるyについて{xが象であって、yがx(象)の鼻であるならば、yは長く、xが象ではなくて、yがx(象以外)の鼻であるならば、yは長くない}。
となるため、「OK」である。
従って、
(01)~(04)により、
(05)
① 象は鼻長い≡∀x{象x→∃y(鼻yx&長y)& ∀z(~鼻zx→~長z)}。
③ 鼻は象長い≡∀x∃y{(象x&鼻yx→長y)&(~象x&鼻yx→~長y)}。
であるため、「論理形式(logical forms)」としては、「同じ」ではないが、
① 象は鼻長い≡象は鼻は長く、鼻以外は長くない
③ 鼻は象長い≡鼻は象は長く、象以外は長くない
であるため、「日本語の形式」としては、両方とも、
① AはBCである≡AはBはCであり、B以外はCではない
③ AはBCである≡AはBはCであり、B以外はCではない
であるため、「変り」が無い。
然るに、
(06)
① 象は鼻長い、といふわけではない≡~∀x{象x→∃y(鼻yx&長y)&∀z(~鼻zx→~長z)}。
③ 鼻は象長い、といふわけではない≡~∀x∃y{(象x&鼻yx→長y)&(~象x&鼻yx→~長y)}。
を「計算」すると、
(ⅰ)
1    (1)~∀x{象x→∃y(鼻yx&長y)&∀z(~鼻zx→~長z)} A
1    (2)∃x~{象x→∃y(鼻yx&長y)&∀z(~鼻zx→~長z)} 1量化子の関係
 3   (3)  ~{象a→∃y(鼻ya&長y)&∀z(~鼻za→~長z)} A
 3   (4) ~{~象a∨∃y(鼻ya&長y)&∀z(~鼻za→~長z)} 3含意の定義
 3   (5)  象a&~[∃y(鼻ya&長y)&∀z(~鼻za→~長z)] 4ド・モルガンの法則
 3   (6)  象a                            5&E
 3   (7)     ~[∃y(鼻ya&長y)&∀z(~鼻za→~長z)] 5&E
 3   (8)     ~∃y(鼻ya&長y)∨~∀z(~鼻za→~長z)  7ド・モルガンの法則
  9  (9)     ~∃y(鼻ya&長y)                A
  9  (ア)     ∀y~(鼻ya&長y)                9量化子の関係
  9  (イ)       ~(鼻ba&長b)                アUE
  9  (ウ)       ~鼻ba∨~長b                 イ、ド・モルガンの法則
  9  (エ)        鼻ba→~長b                 ウ含意の定義
  9  (オ)     ∀y(鼻ya→~長y)                エUI
  9  (カ)     ∀y(鼻ya→~長y)∨∃z(~鼻za& 長z)   オ∨I
   キ (キ)                 ~∀z(~鼻za→~長z)  A
   キ (ク)                 ∃z~(~鼻za→~長z)  キ量化子の関係
    ケ(ケ)                   ~(~鼻ca→~長c)  A
    ケ(コ)                    ~(鼻ca∨~長c)  ケ含意の定義
    ケ(サ)                     ~鼻ca& 長c   コ、ド・モルガンの法則 
        ケ(シ)                  ∃z(~鼻za& 長z)  サEI
   キ (ス)                  ∃z(~鼻za& 長z)  キケシEE
   キ (セ)      ∀y(鼻ya→~長y)∨∃z(~鼻za& 長z)  キEI
 3   (ソ)      ∀y(鼻ya→~長y)∨∃z(~鼻za& 長z)  39カキセ∨E
 3   (タ)   象a&∀y(鼻ya→~長y)∨∃z(~鼻za& 長z)  3ソ&I
 3   (チ)∃x{象x&∀y(鼻yx→~長y)∨∃z(~鼻zx& 長z)} タEI
1    (ツ)∃x{象x&∀y(鼻yx→~長y)∨∃z(~鼻zx& 長z)} 23チEE
(ⅱ)
1    (1) ∃x{象x&∀y(鼻yx→~長y)∨∃z(~鼻zx& 長z)} A
 2   (2)    象a&∀y(鼻ya→~長y)∨∃z(~鼻za& 長z)  A
 2   (3)    象a                           2&E
 2   (4)       ∀y(鼻ya→~長y)∨∃z(~鼻za& 長z)  2&E
  5  (5)       ∀y(鼻ya→~長y)               A
  5  (6)          鼻ba→~長b                5UE
  5  (7)         ~鼻ba∨~長b                6含意の定義
  5  (8)        ~(鼻ba& 長b)               7含意の定義
  5  (9)      ∀y~(鼻ya& 長y)               8UI
  5  (ア)      ~∃y(鼻ya& 長y)               9量化子の関係
  5  (イ)      ~∃y(鼻ya&長y)∨~∀z(~鼻za→~長z)  ア∨I
   ウ (ウ)                   ∃z(~鼻za& 長z)  A
    エ(エ)                      ~鼻ca& 長c   A
    エ(オ)                     ~(鼻ca∨~長c)  エ、ド・モルガンの法則
    エ(カ)                    ~(~鼻ca→~長c)  オ含意の定義
    エ(キ)                  ∃z~(~鼻za→~長z)  カEI
   ウ (ク)                  ∃z~(~鼻za→~長z)  ウエキEE
   ウ (ケ)                  ~∀z(~鼻za→~長z)  ク量化子の関係
   ウ (コ)      ~∃y(鼻ya&長y)∨~∀z(~鼻za→~長z)  ケ∨I
 2   (サ)      ~∃y(鼻ya&長y)∨~∀z(~鼻za→~長z)  45イウコ∨I
 2   (シ)     ~[∃y(鼻ya&長y)&∀z(~鼻za→~長z)]  サ、ド・モルガンの法則
 2   (ス)  象a&~[∃y(鼻ya&長y)&∀z(~鼻za→~長z)]  3シ&I
 2   (セ) ~{~象a∨∃y(鼻ya&長y)&∀z(~鼻za→~長z)}  ス、ド・モルガンの法則
 2   (ソ)  ~{象a→∃y(鼻ya&長y)&∀z(~鼻za→~長z)}  セ含意の定義
 2   (タ)∃x~{象x→∃y(鼻yx&長y)&∀z(~鼻zx→~長z)}  ソEI
1    (チ)∃x~{象x→∃y(鼻yx&長y)&∀z(~鼻zx→~長z)}  12タEE
1    (ツ)~∀x{象x→∃y(鼻yx&長y)&∀z(~鼻zx→~長z)}  チUI
(ⅲ)
1   (1)  ~∀x∃y{(象x&鼻yx→長y)&(~象x&鼻yx→~長y)}  A
1   (2)  ∃x~∃y{(象x&鼻yx→長y)&(~象x&鼻yx→~長y)}  1量化子の関係
1   (3)  ∃x∀y~{(象x&鼻yx→長y)&(~象x&鼻yx→~長y)}  2量化子の関係
 4  (4)    ∀y~{(象a&鼻ya→長y)&(~象a&鼻ya→~長y)}  A
 4  (5)      ~{(象a&鼻ba→長b)&(~象a&鼻ba→~長b)}  4UE
 4  (6)       ~(象a&鼻ba→長b)∨~(~象a&鼻ba→~長b)  5ド・モルガンの法則
  7 (7)       ~(象a&鼻ba→長b)                 A
  7 (8)    ~[~(象a&鼻ba)∨長b)]                7含意の定義
  7 (9)      (象a&鼻ba)&~長b                  8ド・モルガンの法則
  7 (ア)     [(象a&鼻ba)&~長b]∨[(~象a&鼻ba)&~長b] 9∨I
   イ(イ)                     ~(~象a&鼻ba→~長b) A
   イ(ウ)                  ~[~(~象a&鼻ba)∨~長b] ア含意の定義
   イ(エ)                     (~象a&鼻ba)&長b   ウ、ド・モルガンの法則
   イ(オ)     [(象a&鼻ba)&~長b]∨[(~象a&鼻ba)&長b]  エ∨I
 4  (カ)     [(象a&鼻ba)&~長b]∨[(~象a&鼻ba)&長b]  67アイオ∨E
 4  (キ)  ∀y{[(象a&鼻yx)&~長y]∨[(~象x&鼻yx)&長y]} カUI
 4  (ク)∃x∀y{[(象x&鼻yx)&~長y]∨[(~象x&鼻yx)&長y]} キEI
1   (ケ)∃x∀y{[(象x&鼻yx)&~長y]∨[(~象x&鼻yx)&長y]} 34クEE
(ⅳ)
1   (1)∃x∀y{[(象x&鼻yx)&~長y]∨[(~象x&鼻yx)&長y]} A
 2  (2)  ∀y{[(象a&鼻yx)&~長y]∨[(~象x&鼻yx)&長y]} A
 2  (3)     [(象a&鼻yx)&~長y]∨[(~象x&鼻yx)&長y]  2UE
  4 (4)     [(象a&鼻yx)&~長y]                 A
  4 (5)   ~[~(象a&鼻yx)∨ 長y]                 4ド・モルガンの法則
  4 (6)     ~(象a&鼻ba→長b)                   5含意の定義
  4 (7)     ~(象a&鼻ba→長b)∨~(~象a&鼻ba→~長b)    6∨I
   8(8)                  [(~象x&鼻yx)&長y]    A
   8(9)                ~[~(~象x&鼻yx)∨~長y]   8ド・モルガンの法則
   8(ア)                  ~(~象a&鼻ba→~長b)    9含意の定義
   8(イ)     ~(象a&鼻ba→長b)∨~(~象a&鼻ba→~長b)    ア∨I
 2  (ウ)     ~(象a&鼻ba→長b)∨~(~象a&鼻ba→~長b)    2478イ∨E
 2  (エ)    ~{(象a&鼻ba→長b)&(~象a&鼻ba→~長b)}    ウ、ド・モルガンの法則
 2  (オ)  ∀y~{(象a&鼻ba→長b)&(~象a&鼻ba→~長b)}    エUI
 2  (カ)∃x∀y~{(象a&鼻ba→長b)&(~象a&鼻ba→~長b)}    オEI
1   (キ)∃x∀y~{(象a&鼻ba→長b)&(~象a&鼻ba→~長b)}    12カEE
従って、
(06)により、
(07)
① ~∀x{象x→∃y(鼻yx&  長y)&∀z(~鼻zx→~長z)}
②   ∃x{象x&∀y(鼻yx→~長y)∨∃z(~鼻zx& 長z)}
③ ~∀x∃y{ (象x&鼻yx→  長y)& (~象x&鼻yx→~長y)}
④  ∃x∀y{[(象x&鼻yx)&~長y]∨[(~象x&鼻yx)&長y]}
に於いて、
①=② であって、
③=④ である。
従って、
(07)により、
(08)
① すべてのxについて{xが象であるならば、あるyはxの鼻であって、長く、すべてのzについて、zがxの鼻でないならば、zは長くない}といふわけではない。
②     あるxについて{xは象であって、すべてのyについて、yがxの鼻ならば、yは長くないか、または、あるzはxの鼻ではないが、長いか、または、その両方である}。
③ すべてのxと、あるyについて{xが象であって、yがxの鼻であるならば、yは長く、xが象ではなくて、yがxの鼻であるならば、yは長くない}といふわけではない。
④ あるxと、すべてのyについて{xは象であって、yはxの鼻であって、yは長くないか、または、xは象でなくて、yはxの鼻であって、yは長いか、または、その両方である}。
に於いて、
①=② であって、
③=④ である。
然るに、
(09)
② あるxについて{xは象であって、すべてのyについて、yがxの鼻ならば、yは長くないか、または、あるzはxの鼻ではないが、長いか、または、その両方である}。
④ あるxと、すべてのyについて{xは象であって、yはxの鼻であって、yは長くないか、または、xは象でなくて、yはxの鼻であって、yは長いか、または、その両方である}。
といふことは、それぞれ、
② 鼻が長くない象か、または、鼻以外が長い象か、または、鼻が長くなくて鼻以外も長い象が、存在する。
④ 鼻が長くない象か、または、象ではないが鼻が長い動物か、または、その両方が、存在する。
といふ「意味」である。
然るに、
(07)により、
(10)
① ~~∀x{象x→∃y(鼻yx&  長y)&∀z(~鼻zx→~長z)}
②   ~∃x{象x&∀y(鼻yx→~長y)∨∃z(~鼻zx& 長z)}
③ ~~∀x∃y{ (象x&鼻yx→  長y)& (~象x&鼻yx→~長y)}
④  ~∃x∀y{[(象x&鼻yx)&~長y]∨[(~象x&鼻yx)&長y]}
に於いて、
①=② であって、
③=④ である。
従って、
(10)により、
(11)
「二重否定律(DN)」により、
①   ∀x{象x→∃y(鼻yx&  長y)&∀z(~鼻zx→~長z)}
② ~∃x{象x&∀y(鼻yx→~長y)∨∃z(~鼻zx& 長z)}
③   ∀x∃y{ (象x&鼻yx→  長y)& (~象x&鼻yx→~長y)}
④ ~∃x∀y{[(象x&鼻yx)&~長y]∨[(~象x&鼻yx)&長y]}
に於いて、
①=② であって、
③=④ である。
従って、
(09)(11)により、
(12)
② ~∃x{象x&∀y(鼻yx→~長y)∨∃z(~鼻zx& 長z)}
④ ~∃x∀y{[(象x&鼻yx)&~長y]∨[(~象x&鼻yx)&長y]}
といふ「述語論理式」は、
② 鼻が長くない象か、または、鼻以外が長い象か、または、鼻が長くなくて鼻以外も長い象は、存在しない。
④ 鼻が長くない象か、または、象ではないが鼻が長い動物か、または、その両方とも、存在しない。
といふ「意味」である。  
然るに、
(13)       
② 鼻が長くない象か、または、鼻以外が長い象か、または、鼻が長くなくて鼻以外も長い象は、存在しない。
④ 鼻が長くない象か、または、象ではないが鼻が長い動物か、または、その両方とも、存在しない。
といふことは、要するに、
② 象は、鼻は長く、鼻以外は長くない
④ 鼻は、象は長く、象以外は長くない
といふことである。
従って、
(01)~(13)により、
(14)        
① 象は鼻が長い≡象は、鼻は長く、鼻以外は長くない
③ 鼻は象が長い≡鼻は、象は長く、象以外は長くない
といふ「等式」が、成立する。
令和02年06月23日、毛利太。

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