数理逻辑
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2 直观上的推理

逻辑研究推理。让我们先解释推理这个概念。我们都很熟悉作为思想活动的推理,不但用它肯定或否定某个日常的看法,更用它来建立或反驳某个严肃的观点。在某种意义上,推理像是与生俱来的技能,不研究推理的人,对什么是正确的推理也有某种实用意义上的充分直觉。本章的讨论尤其借重这种直觉。先看两个推理的例子:


1)没有矛能刺破这张盾。所以,这支矛不能刺破这张盾。

2)如果这支矛能刺破所有的盾,则这支矛能刺破这张盾。这支矛不能刺破这张盾。所以,并非这支矛能刺破所有的盾。


二者的每一个都是独立的推理。从语言的层次看来,一个推理由(有限多的)句子组成,其中一些句子“推出”某个句子。这个推出关系用“所以”这个词表达。

在1)中,“没有矛能刺破这张盾”推出“这支矛不能刺破这张盾”。

在2)中,“如果这支矛能刺破所有的盾,则这支矛能刺破这张盾”和“这支矛不能刺破这张盾”两个句子推出“并非这支矛能刺破所有的盾”。

这些是什么句子呢?是描述某种情形的句子,而不是提出疑问,发布命令或表达感情的句子。以下凡谈到句子,皆指这种用于声言或陈述的句子,它的特点是有真假:如果确有它所描述的那种情形,则它为真,否则为假。比如,当这支矛真的能刺破所有的盾时,句子“这支矛能刺破所有的盾”为真,否则为假。

但是,简单地说推理由句子组成,会遇到一些问题。比如,考虑:


1′) No spear can penetrate this shield. Therefore, this spear cannot penetrate this shield.


如果把句子理解成物理的东西,则1)和1′)由不同的句子组成,似乎应该是不同的推理。但如果“这支矛”和“this spear”,“这张盾”和“this shield”在我们的语境里指同一个东西,那么1)和1′)应当是同一个推理,因为相应的各句描述相同的情况,或者说表达相同的意义。再如,即使在同一个语言中,不同的句子“没有矛能刺破这张盾”和“所有的矛都不能刺破这张盾”显然也表达相同的意义。也许你有一种理论,不把笔画或声音作为句子本质的东西,而可以把比如1)和1′)中对应的句子看成相同的。即使如此,也有哲学家论证道,在相应的语言还未存在时,像“2+3=5”这样的句子(如今)所表达的意义(那时)也是存在的,而推理所关心的,正是这个抽象的意义。

我们把句子的这种意义,或表达在句子之中的思想称为命题。命题由相应的句子表达。不同的句子可以表达相同的命题,用其中哪个句子来表达这个命题,无关乎推理。显然,1)和1′)由相同的命题组成,而且命题之间的关系相同,的确是同一个推理,语言层次上的差别完全可以忽略。所以,我们倾向于说推理由命题,而不是由句子组成。推理虽然用句子来表达,但它实际上是命题之间的某种关系。命题有真假,它符合于相关的情形时就是真的,否则是假的;或者,表达它的句子为真时,它为真,否则为假。

于是,推理是一组命题,其中之一(称为结论)是从其他的(全部或部分)命题(称为前提)推出的,而这个“推出”关系,表现为某种结构。

比如,上面那些推理,都只有一步,它们是基本的推理,其结构用图式表达为:

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其中A1,…,An是前提,B是结论,横线——表示从前提到结论的推出关系。例如,推理1)可表达为:

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推理2)可表达为:

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一般而言,为了得到一个结论,我们往往需要多次运用基本的推理。这时候前面基本推理的结论,要充当后面基本推理的前提。这样连串起来,最后组合成一个较复杂的推理。例如,上述1)、2)两个基本推理就组成如下的树形图表达的推理:

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它的前提是A1和A2,结论是B2。其中的B1既是A1的结论,又是B2的前提(之一),但不是整个推理的前提或结论。在这种树形图中,上面没有横线的(叶)是整个推理的前提;下面没有横线的(根),是整个推理的结论;上下都有横线的,是中间步骤。人们有时称这种复合的推理为论证或证明。但我们这里不做名词上的区分。不管是基本的还是复合的,我们都称推理。所有推理的结构都可以像上面一样表达为由一些基本“树”组成的“树”。

当然,在实际的谈话和著述中表达出来的推理,不必沿循这个格式。有时我们把结论表述在前提的前面,有时我们省略某个明显的前提甚至结论,有时我们不用“所以”这个词(甚至不用任何词)来表达推出关系。但任何方式表述的推理,都可以像上面这样“标准化”:找到它的所有前提和唯一的结论,明确所有的中间步骤,把它们的关系表述为上面那样的树形图。我们考察一个推理时,为清楚明白起见,经常要把它标准化。