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模态逻辑的完全性定理——逻辑学笔记13

已有 4180 次阅读 2017-2-19 23:07 |个人分类:逻辑学|系统分类:科研笔记|关键词:学者| 模态逻辑, 完全性

定理:ΓSAΓsA

说明:S是系统KDTBS4S5中的一个。ΓsA,即在框架条件符合φ(S)的模型中(φ(S)表示S的模态公理对应的框架条件的合取),如果Γ在可能世界w中真,则A也在w中真

也就是说,除了系统K,必须对框架进行限制,模态系统才具有可靠性和完全性。

ΓSA ΓSA是可靠性定理,前面已经证明了。

ΓSAΓSA是完全性定理,这里要证明的是这个。

即要证:如果并非ΓSA,那么并非ΓSA

即要证:如果并非ΓSA,那么存在一个框架F,Γ{A}在这个框架上可满足,且这个框架满足条件φ(S)

分三步证明。

1、并非ΓSA,那么Γ{A}S一致集,即在S中无矛盾。

2一致集是可满足的。即存在一个模型,使得这个一致集在这模型的某个可能世界上真。

这里的证明又分两步:

A、构造典范模型

B、一致集在典范模型上可满足

3S的典范框架满足φ(S)。这里典范框架指典范模型所在的框架。

第一步,并非ΓSA,那么Γ{A}S一致集。和经典命题逻辑的证明相同。

第二步,证明一致集是可满足的。

首先构造典范模型。

典范模型包括三要素:可能世界集,可能世界上的关系,赋值函数

S的典范模型的可能世界集就是所有S-极大一致集。构造极大一致集的方法和经典命题逻辑相同。

Rs wu,当且仅当,对任意的命题A,如果AwAu

Vs(w,p)=1,当且仅当,pw。这里w是任意可能世界,p任意原子命题

我们有典范模型基本定理Vs(w,A)=1,当且仅当,Aw。这里A是任意命题。通过对命题的结构进行归纳,可证明这个定理。证明略。

现在要证明一致集在典范模型上可满足。

任何一致集都可扩充成极大一致集。任何极大一致集都是典范模型的某个可能世界。所以包含Γ{A}的极大一致集是典范模型上的可能世界。根据典范模型基本定理,Γ{A}在这个可能世界上的值为真。

所以Γ{A}也是可满足的,所有的一致集也是可满足的。

第三步,S的典范框架满足φ(S)

由于每个系统的模态公理不同,所对应框架条件也不同,所以这第三步需要对不同的系统分别证明。

由于公理K在任何框架下都成立。所以前面两步已经证明了系统K的完全性。

这里只对系统T进行证明。

即要证明系统T的典范框架符合条件φ(T)。系统T只有一条模态公理T,它对应自返性。

所以要证对任意的wRTww

T公理是AA,所以任何T极大一致集都包含□AA

对任意的极大一致集wAAw如果AwAw。证明略。

所以对任意的w,如果AwAw

根据典范模型的定义,RTww。即T的典范框架符合条件φ(T)

说明:这里的逻辑系统S典范框架Fs都符合框架条件φ(S)。但有的逻辑系统不满足这一点,所以证明方法也会和这里不同。



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