數理邏輯通俗介紹(面向中學師生和數學愛好者)

2021-02-13 職業數學家在民間

要回答這個問題,要先回答

命題的否定究竟是怎麼定義的

要回答第二個問題,又要先回答

命題究竟是怎麼定義的

高中教材中,命題的定義是

「能判斷真假的陳述句」

這個定義,對於中學數學而言,也是可以的。但是,如果你仔細追究,也會發現一大堆問題,比如,什麼是「判斷」,什麼是「陳述句」,如何界定「真假」,第五公設在平面幾何中是「真」,在非歐幾何中就是「假」?

還有命題的否定,高中教材中是定義為

「原命題的全盤否定」

這個「全盤否定」更是模稜兩可,很多老師就是據此得出φ→ψ這個命題的否定就是φ→ψ,理由是既然全盤否定,那就是把結論否定了!

關於,命題,命題的否定,命題的條件,結論,推導出,等等這些概念之所以會造成巨大的混亂,根源在於,我們的日常語言帶有很大的模糊性,要想正本清源地改變這種混亂局面,唯一的辦法就是擯棄我們的日常語言,採取一種沒有任何歧義的邏輯語言,和一套嚴格的推理法則。

三,

我們現在爭取用最少的篇幅,向大家普及一下真正嚴格意義下的命題應該長什麼樣子。

眾所周知,寫下一個完整的句子,要用的名次,動詞,形容詞,副詞,量詞等,還有遵守語法規則,同樣的,我們寫下一個命題,也要用的幾種元素:

1,項,比如,2,-3,變量x,y,幾何中的,線段,點

2,運算符號,比如,加減乘除等,這些都是二元運算,還可以有一元運算(比如我們在文章《3加4為什麼等於7?》中介紹的皮亞諾公理中就有一元運算a→a'),三元運算Q( , , ),四元運算T( , , , )...

3,關係符合,比如>,   <,   =,∈等等

4,命題連接詞,→(推出),(非),∧(且)   ∨(或)

5,全稱量詞,∀,存在量詞∃

在任何命題體系中,你都要選擇一些項,運算符號,關係符合,可以多選,也可以少選,而命題連接詞是必須的。有了這四種元素,我們就可以開始構造命題了,

(一)首先是項和運算符合可以產生複合項,接著還可以繼續產生多次複合項,比如 1+x,2(1+x),等 

(二)項和複合項用關係符合產生最初始的命題,比如1+1>2,1+2=3等,這類命題在數理邏輯中稱為原子(atomic)命題,意為不可分解出更小的命題,所以,再強調一遍

「不是每個命題都由條件和結論兩部分組成」

(三)命題用命題連接詞可以產生新命題,比如從已知兩個命題P,Q,就可以產生:

P→Q (可以解讀為若P,則Q)

P∧Q(可以解讀為P且Q)

P∨Q(可以解讀為P或Q)

P(可以解讀為非P)

(四)命題用全稱量詞存在量詞和變量連接可以產生新命題,比如從已知兩個命題P,Q,就可以產生:

∀x(P), (對於任意x,P成立)

∃y(Q), (存在y,使得Q成立)

好了,我們現在可以回答

命題究竟是怎麼定義的?

只有通過以上這些方式構造的命題(符號序列)才能稱為是命題(當然,還需要加一些跟變量相關的條件,限於篇幅,省略)。我們平常說的那些定理命題,如果寫成這種符號序列,長度往往是非常驚人的。比如皮亞諾公理中的歸納法寫成這種符號序列就是

(P(0)∧(∀x(P(x)→P(x'))))→(∀xP(x))

現在也可以回答第二個問題了

命題的否定究竟是怎麼定義的?

對於任何命題P,它的否定就是定義為

P

相關焦點

  • 數理邏輯與數學基礎及四大數學哲學流派
    數理邏輯【mathematical logic】執筆:金人麟  校閱:史念東選自《數學大辭典
  • 數理思維從小培養 福建中科鯤鵬數學團落地福州現代中學
    據介紹,這個福州市首個面向全市中學生和高年級小學生的數理思維社團,初一團首批吸納11名成員。五、六年級社團分別接受福州五、六年級學生報名。「這幅圖上,有一隻鴨子,一隻蝴蝶,一隻蝙蝠。請大家找出來。」當天上午9時30分,四道熱身數理思維題目立即活躍了現場的氣氛,同學們爭先恐後回答問題。
  • 雲籤約,深圳中學與美國普林斯頓國際數理學校結為友好學校
    讀創/深圳商報首席記者 包力 1月8日上午,深圳中學與美國普林斯頓國際數理學校建立友好學校的雲籤約儀式在該校斯善樓舉行。 深圳中學國際部主任王粵莎與普林斯頓國際數理學校陳宏子老師共同主持了本次雲籤約儀式。
  • 蕉嶺中學聘請大學教授 擔任數學奧林匹克競賽總教練
    日前,蕉嶺中學在丘成桐國際會議中心舉行數學奧林匹克競賽總教練聘請儀式,聘請廣州大學吳偉朝教授擔任蕉嶺中學數學奧林匹克競賽總教練。據了解,吳偉朝是我國培養的第一位數學奧林匹克研究方向的研究生。曾擔任中國南方數學奧林匹克研究所常務副所長、IMO(國際中學生數學奧林匹克)中國代表隊教練、中國數學奧林匹克(CMO)國家集訓隊教練,長期從事數學奧林匹克命題、解題和教練工作,培養了一大批金牌選手和優秀選手,為我國中學生在國際數學奧林匹克中取得優異成績作出了突出貢獻。
  • 福州現代中學引入中科院數學教研資源,初一質檢平均分列全市第一
    福州新聞消息:福州私立名校現代中學又有大動作。12月6日,為提高青少年創新意識和實踐能力,發展數學思維能力訓練研究,選拔和培養具有潛質的後備人才,中科數學教學交流實踐基地正式落地福州現代中學,這標誌著該校成功引入中國科學院數學研究所相關教研資源。
  • 喬治·布爾二百周年:數理邏輯奠基者其人其事
    喬治·布爾出名前,數學和邏輯學已單獨發展了二百多年。他通過布爾代數這一概念,將兩個學科結合在了一起。數理邏輯領域創建後,一系列新探索都被帶動起來,例如通用計算。喬治·布爾發明布爾變量最初的目標,是想通過一系列數學公理來重現經典邏輯的運算結果。他從研究經典代數開始,例如x,y變量,加減乘除這種。
  • 探索未來數學課堂 育才中學開展創新型主題教學活動
    據了解,育才中學高中數學課程創新蓋達組織開發了數學學生活動系列課程。近日,數學教研組聯合學生家長,開展了一次主題為「永不消逝的電波」的數學課堂教學活動,獲得學生、家長的一致好評。邏輯推理,排查臥底 重慶市育才中學供圖 華龍網發
  • 神秘主義、直覺與邏輯悖論
    維根斯坦不是好學生,所以被父母送去外地中學讀書。在林茨實科中學,他和阿道夫·希特勒是同班同學,1901年的一張班級合影中有他們兩人。希特勒說,他對猶太人的仇恨開始於林茨的一位中學同學。有歷史學家考證,這位同學就是維根斯坦,一位猶太人,在各方面都比當時的希特勒出色得多,而且孤傲。
  • 北京大學原副校長田剛教授走進重慶巴蜀中學 帶領學子領略數學獨特...
    中國網11月23日訊 11月21日上午,中國科學院院士、中國數學會理事長北京大學原副校長田剛教授來到重慶巴蜀中學,為師生帶來一場專題講座——《走進數學》,帶領同學們領略數學的獨特魅力。,新浪網創始人、校內外創始人董事長王志東一行,西南大學數學與統計學院院長、重慶數學學會秘書長劉賢寧、重慶數學學會理事長唐春雷、重慶市巴蜀中學校校長、黨委副書記王國華、重慶市巴蜀中學校黨委書記、副校長舒義海等領導和嘉賓出席本次講座。
  • 為什麼選擇清華大學數理大類?朱邦芬教授給你答案
    為我們講述數理大類是如何 統籌整合院系內優秀教學資源 優化人才培養模式的 堅持通專融合,推進通識教育 數理大類入學分班時進行大類培養 通過共同的數理主幹課培養 讓學子掌握人類文明核心成果
  • 數學家田剛院士到訪巴蜀中學—2020年北大數學學院人數最多的中學
    榮幸之至——11月21日上午,田剛院士到訪巴蜀中學,作了題為《走進數學》的講座,帶領師生們一同漫步於數學世界,領略它的獨特魅力。△田剛院士一行蒞臨巴蜀△田剛院士與巴蜀中學校長王國華、黨委書記舒義海合影△田剛院士與巴蜀中學數學競賽教練團隊合影走進數學田剛院士以精彩的圖文、生動的語言
  • 數據分析:概率論數理統計教學中數學焦慮現象對策,看完長見識了
    概率論與數理統計教學中的數學焦慮現象及其對策一、概率論與數理統計教學中的「數學焦慮」現象(一)知識需求和教學之間的矛盾  概率論與數理統計是數學基礎課中應用性較強,與現代經濟、金融、統計、管理密切相關的一門課程。
  • 享受數學之美 華工數學文化節開幕
    南方網訊(記者/柯丹潔 通訊員/鄭璐)一年一度的「雙11」就要到了,商家們推出的各種折扣、優惠方案,讓愛好網購的網友們算來算去、頗為「燒腦,直呼「我恨數學」。然而,近期在華南理工大學,卻有數千位數學愛好者,正在參加由數學學院舉辦的第五屆「數紛」數學文化節,「數理大賽」「數學文化展」「華工腦力王」「三行情詩」等活動,讓師生盡情享受著數學之美。在10月26日數學文化節的開幕式上,華東師範大學談勝利教授受邀給全校師生作題為「參數曲線與幾何之美」的講座,解讀參數曲線的歷史演變與未來,以及其中呈現的幾何之美。
  • 中國科學院院士、中國數學會理事長田剛走進巴蜀中學 帶領學生領略...
    11月21日上午,中國科學院院士、中國數學會理事長、北京大學原副校長田剛教授來到巴蜀中學,為師生帶來一場專題講座——《走進數學》,帶領同學們領略數學的獨特魅力。  重慶市巴蜀中學校校長、黨委副書記王國華表示,巴蜀中學堅持「挖掘潛能,張揚個性」的辦學特色,歷來重視基礎學科拔尖創新人才的培養。巴蜀中學是北京大學「數學後備人才培養」基地校。最近兩年,有5人被「北大數學英才班」錄取,其中,李金珉同學獲得第61屆國際數學奧林匹克唯一滿分金牌。2020年巴蜀中學有10名同學被北京大學數學科學學院錄取。
  • 邏輯理論——歷史與概述,解開數學分支的關鍵
    這第一批自稱為哲學家的人(在古希臘字面上翻譯為「智慧的愛好者」),決定通過提出理論和支持他們的理論的書面形式的證據來進行推理。隨著理性理論第一次被用於批判性評論和理性論述的傳播,隨之而來的是激烈的辯論。因此,正如歷史上大多數打破傳統的人所經歷的那樣,亞里斯多德也一定經歷過:知識分子的世界現在已經完全準備好迎接邏輯上的另一次大飛躍。
  • 機器學習數學基礎:數理統計與描述性統計
    , 背後的邏輯都是數學, 所以數學基礎在這個領域非常關鍵, 而統計學又是重中之重, 機器學習從某種意義上來說就是一種統計學習。今天是概率統計基礎的第二篇文章, 基於第一篇隨機變量與隨機事件進行整理, 首先理一理這裡面的邏輯,第一篇的內容蘊涵了大部分概率論的知識(除了大數定律和中心極限定理這種理論性的支持, 後期有機會會補上)。而今天的這篇內容是在概率論的基礎上往前一步, 屬於數理統計的內容。
  • 這10部頂級的數學紀錄片, 讓中學孩子愛上數學!
    今天盧老師給大家介紹10部關於數學的世界頂級紀錄片(豆瓣平均分8.8分!),讓您和孩子發現數學之美!《數學的故事》The Story of Maths歷史上最聰明的人為何對數學如此痴迷?這部同樣來自BBC的紀錄片共有3集,分別從「數字、形狀、預測」三個方向探尋隱藏在宗教、建築、藝術、生物等大自然和人類生活中的終極密碼——數學。數字間有著令人迷惑的奇妙的聯繫,只有通過這些密碼我們才能了解掌控著整個宇宙的法則,從而揭開這個世界的真相。
  • 大連小夥解決世界數學難題 成中國最年輕正教授
    2010年,20歲的大連小夥劉路破解了世界性數學難題「西塔潘猜想」,2012年成為中國最年輕的正教授。兩年後,劉路的新發明改寫了計算理論歷史。《美國數學學會會刊》雜誌評審認為,他的新成果是計算理論和相關領域近年來最重要的貢獻之一。求學 高考志願填的全是數學專業2005年,劉路從大連格致中學畢業後,進入大連育明高中學習,曾在課堂上偷看高等數學教材被老師發現。
  • 人工智慧入門必須攻克三道門檻:數學基礎、英語水平與編程技術
    事實上,線性代數不僅僅是人工智慧的基礎,更是現代數學和以現代數學作為主要分析方法的眾多學科的基礎。從量子力學到圖像處理都離不開向量和矩陣的使用。除了線性代數之外,概率論也是人工智慧研究中必備的數學基礎。隨著連接主義學派的興起,概率統計已經取代了數理邏輯,成為人工智慧研究的主流工具。在數據爆炸式增長和計算力指數化增強的今天,概率論已經在機器學習中扮演了核心角色。
  • 教育部科技委數理學部2010年會會議紀要
    陳盈暉副司長還介紹了為適應戰略研究的新任務教育部科技委在組織結構和委員遴選方面的改革。她期望委員們積極貢獻智慧、並在各種場合發出教育部科技委的聲音。另外,她還談到了對學部工作的具體希望:一是活躍學部活動,產出豐碩成果;二是積極發現和總結當前學科發展的熱點、難點問題;三是周密規劃本屆學部活動,更好的完成新一屆的工作任務。