Por que avaliações ao definir FOL?


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Por que precisamos de avaliações para definir a semântica da lógica de primeira ordem? Por que não apenas defini-lo para sentenças e também definir substituições de fórmulas (da maneira esperada). Isso deve ser o suficiente:

M⊨∀x.ϕ⟺for all d∈dom(M), M⊨ϕ[x↦d]

ao invés de

M,v⊨∀x.ϕ⟺for all d∈dom(M), M,v[x↦d]⊨ϕ

Respostas:


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É perfeitamente possível definir satisfação usando apenas frases como você sugere e, de fato, costumava ser a abordagem padrão por algum tempo.

A desvantagem deste método é que ele requer para misturar objetos semânticos em sintaxe: a fim de fazer uma definição indutiva de satisfação de sentenças em um modelo , não é suficiente para defini-lo para sentenças da língua original do M . Você precisa primeiro expandir o idioma com constantes individuais para todos os elementos do domínio M e, em seguida, definir a satisfação das sentenças no idioma expandido. Esta é, acredito, a principal razão pela qual essa abordagem entrou em desuso; se você usar avaliações, poderá manter uma distinção conceitual clara entre fórmulas sintáticas do idioma original e entidades semânticas usadas para modelá-las.MMM


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Eu acho que depende um pouco se o autor está abordando as coisas do lado da teoria da prova ou do lado da teoria do modelo. No caso da teoria da prova, o idioma original é interessante para estudar a possibilidade de sentenças, mas, no caso da teoria dos modelos, a linguagem expandida é mais útil para estudar a definibilidade. Assim, por exemplo, o livro de teoria dos modelos de Marker define satisfação por meio da linguagem estendida, mas o livro de lógica de introdução de Enderton usa avaliações.
— Carl Mummert

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O significado de uma fórmula fechada é um valor de verdade ou ⊤ . O significado de uma fórmula que contém uma variável livre x variando sobre um conjunto A é uma função de A para valores verdadeiros. As funções A → { ⊥ , ⊤ } formam uma álgebra booleana completa, para que possamos interpor nela a lógica de primeira ordem.⊥⊤xAAA→{⊥,⊤}

Da mesma forma, um termo fechado indica um elemento de algum domínio D , enquanto um termo com uma variável livre indica uma função D → D porque o elemento depende do valor da variável.tDD→D

ϕ(x1,…,xn)x1,…,xnDn→{⊥,⊤}D

ϕ(x)∀x.ϕ(x)ϕ(x)∀x.ϕ(x)

Para resumir:

  • fórmulas com variáveis ​​livres são inevitáveis, pelo menos na lógica de primeira ordem usual,
  • o significado de uma fórmula com uma variável livre é uma função de verdade ,
  • Dn→{⊥,⊤}
  • o fechamento universal de uma fórmula não é equivalente à fórmula original,
  • é um erro equiparar o significado de uma fórmula ao significado de seu fechamento universal, assim como é um erro equiparar uma função ao seu codomain.

Legal. Respondente claro e simples! Eu me pergunto o que os lógicos têm a dizer sobre isso?
— Uday Reddy

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Eu sou um dos "lógicos", está escrito no meu certificado de doutorado.
— Andrej Bauer


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Quero reforçar a resposta de Alexey e afirmar que a razão é que a primeira definição sofre de dificuldades técnicas , e não apenas que a segunda maneira (padrão) é mais natural.

O ponto de Alexy é que a primeira abordagem, ou seja:

M⊨∀x.ϕ⟺d∈MM⊨ϕ[x↦d]

combina sintaxe e semântica.

Por exemplo, vamos pegar o exemplo de Alexey:

(0,∞)⊨x>2

(0,∞)⊨π>2

π>2πMπ≈3.141…

M⊨15,000,00015>21515,000,000

Para entender melhor, considere o que acontece quando o modelo que apresentamos tem uma estrutura mais complicada. Por exemplo, em vez de pegar números reais, use os cortes de Dedekind (uma implementação específica dos números reais).

(A,B)

(q∈Q|q<0∨q2<5,q∈Q|0≤q∧q2>5)>25x>2

[x↦t]:Terms→Terms

É possível que você consiga superar esses detalhes técnicos, mas acho que precisará trabalhar muito.

A abordagem padrão mantém a distinção entre sintaxe e semântica. O que mudamos é a avaliação, uma entidade semântica, e mantemos as fórmulas sintáticas.


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MLL(M)M
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