(01)
P→Q≡PならばQである。
といふを「形式」の「命題」を『仮言命題』といふ。
(02)
P→Q≡PらばQである。
に於ける、
Pを「前件(前提)」といひ、
Qを「後件(結論)」といふ。
従って、
(02)により、
(03)
Q→P≡QならばPである。
であれば、
Qが「前件(前提)」であって、
Pが「後件(結論)」である。
然るに、
(04)
(ⅰ)
1 (1) Q→P A
2 (2) ~(~Q∨P) A
3(3) ~Q A
3(4) ~Q∨P 3∨I
23(5) ~(~Q∨P)&
(~Q∨P) 24&I
2 (6) ~~Q 35RAA
2 (7) Q 6DN
12 (8) P 17MPP
12 (9) ~Q∨P 8∨I
12 (ア) ~(~Q∨P)&
(~Q∨P) 29&I
1 (イ)~~(~Q∨P) 2アRAA
1 (ウ) ~Q∨P イDN
(ⅱ)~Q∨P├ Q→P
1 (1) ~Q∨ P A
2 (2) Q&~P A
3 (3) ~Q A
2 (4) Q 2&E
23 (5) ~Q& Q 34&I
3 (6)~(Q&~P) 25RAA
7 (7) P A
2 (8) ~P A
2 7 (9) P&~P 78&I
7 (ア)~(Q&~P) 29RAA
1 (イ)~(Q&~P) 1367ア∨E
ウ (ウ) Q A
エ(エ) ~P A
ウエ(オ) Q&~P エオ&I
1 ウエ(カ)~(Q&~P)&
(Q&~P) イオ&I
1 ウ (キ) ~~P 7カRAA
1 ウ (ク) P キDN
1 (ケ) Q→ P ウクCQ
従って、
(04)により、
(05)
① Q→P≡QならばPである。
② ~Q∨P≡Qでないか、または、Pである。
に於いて、
①=② であり、この「等式」を、『含意の定義』といふ。
従って、
(06)
(ⅰ)
1(1) P A
1(2) ~Q∨P 1∨I
1(3) Q→P 2含意の定義
(4)P→(Q→P) 13CP
といふ「推論」は、「妥当」である。
然るに、
(07)
ルカジェヴィッツによる公理
(1) P→(Q→P)
(2)[P→(Q→R)]→[(P→Q)→(P→R)]
(3)(~P→~Q)→(Q→P)
これはフレーゲが提出した6つの公理を簡単にしたものである。
(沢田允、現代論理学入門、1962年、173頁)
従って、
(06)(07)により、
(08)
① P→(Q→P)
といふ「式」は、「ルカジェヴィッツによる公理1」である。
といふことからも分かるやうに、「恒真式(トートロジー)」である。
従って、
(08)
(09)
① 任意の命題P と、
① 任意の命題Q とに於いて、
① P→(Q→P)≡Pであるならば(QであるならばPである)。
といふ『仮言命題』は、「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(03)により、
(10)
① P→(Q→P)の、
① Pは、
① (Q→P)といふ『仮言命題』の、
① P、すなはち、「後件」である。
従って、
(09)(10)により、
(11)
①「任意の命題(P)」は「任意の仮言命題(Q→P)」の「後件」である。
といふ、ことになる。
然るに、
(12)
(ⅱ)
1 (1) Q→ P A
2 (2) ~P A
3(3) Q A
1 3(4) P 13MPP
123(5) ~P&P 24&I
12 (6)~Q 35RAA
1 (7)~P→~Q 26CP
(ⅲ)
1 (1) ~P→~Q A
2 (2) Q A
3(3) ~P A
1 3(4) ~Q 13MPP
123(5) Q&~Q 24&I
1 3(6)~~P 2RAA
1 3(7) P 6DN
1 (8) Q→ P 27CP
従って、
(12)により
(13)
② Q→ P
③ ~P→~Q
に於いて、すなはち、「対偶(Contraposition)」に於いて、
②=③ である。
然るに、
(14)
(ⅱ)
1 (1) P A
1 (2) ~Q∨P 1∨I
1 (3) Q→ P 2含意の定義
4 (4) ~P A
5(5) Q A
1 5(6) P 35MPP
145(7) ~P&P 45&I
14 (8)~Q 57RAA
1 (9)~P→~Q 48CP
然るに、
(15)
その一方で、
(ⅱ)
1 (1) P A
1 (2) ~Q∨P 1∨I
1 (3) Q→ P 2含意の定義
4 (4) ~P A
14 (5) P&~P 14&I
1 (6) ~~P 45RAA
1 (7) P 6DN
とするならば、
14 (5) P&~P 14&I
に続いて、もう一度、
14 (8) P&~P 47&I
となるため、「いつまでたっても、計算が、終はらない」。
従って、
(11)(13)(15)により、
(16)
(ⅰ)
1(1) P A
1(2) ~Q∨P 1∨I
1(3) Q→P 2含意の定義
(4)P→(Q→P) 13CP
といふ「推論」が、「妥当」であるが故に、
「任意の命題(P)」は「任意の仮言命題(Q→P)」の「後件」である。
ものの、その場合の、 「任意の仮言命題(Q→P)」に関しては、「対偶」が成り立たない。
といふ、ことになる。
然るに、
(17)
(ⅱ)
1 (1) P→(Q→ P) A
2 (2) Q&~P A
3(3) Q→ P A
2 (4) Q 2&E
23(5) P 24MPP
2 (6) ~P 2&E
23(7) P&~P 56
2 (8) ~(Q→ P) 37RAA
12 (9) ~P 18MTT
1 (ア) ~(Q→P)→~P 89CP
(ⅲ)
1 (1) ~(Q→P)→~P A
2 (2) P A
2 (3) ~~P 2DN
12 (4)~~(Q→P) 13MTT
12 (5) (Q→P) 4DN
1 (6) P→(Q→ P) 25CP
従って、
(08)(17)により、
(18)
② P→(Q→ P)
③ ~(Q→P)→~P
に於いて、
②=③ である。が故に、
①「ルカジェヴィッツによる公理1」に於いても、「対偶」は、「等しい」。
然るに、
(19)
(ⅳ)
1 (1) P A
1 (2) ~Q∨P 1∨I
1 (3) Q→ P 2含意の定義
4 (4) ~P A
14 (5) ~Q 34MTT
1 (6) ~P→~Q 45CP
といふ「推論」は「妥当」であって、
1 (3) Q→ P 2含意の定義
1 (6) ~P→~Q 45CP
に於いて、両者は、「対偶」である。
然るに、
(20)
1 (3) Q→ P 2含意の定義
1 (6) ~P→~Q 45CP
に対応する「連式(Sequents)」は、それぞれ、
① P├ Q→ P
④ P├ ~P→~Q
である。
然るに、
(21)
① P├ Q→ P
④ P├ ~P→~Q
といふ「連式(Sequents)」は、それぞれ、
① Pである。故に、Qであるならば、Pである。
④ Pである。故に、Pでないならば、Qでない。
といふ「意味」である。
然るに、
(12)により、
(22)
もう一度、確認すると、
(ⅱ)
1 (1) Q→ P A
2 (2) ~P A
3(3) Q A
1 3(4) P 13MPP
123(5) ~P&P 24&I
12 (6)~Q 35RAA
1 (7)~P→~Q 26CP
(ⅲ)
1 (1) ~P→~Q A
2 (2) Q A
3(3) ~P A
1 3(4) ~Q 13MPP
123(5) Q&~Q 24&I
1 3(6)~~P 2RAA
1 3(7) P 6DN
1 (8) Q→ P 27CP
であるため、「普通」の「対偶」は、
② Q→ P├ ~P→~Q
③ ~P→~Q├ Q→ P
といふ「連式(Sequents)」に対応する。
然るに、
(23)
② Q→ P├ ~P→~Q
③ ~P→~Q├ Q→ P
といふ「連式(Sequents)」は、それぞれ、
② QであるならばPである。故に、PでないならばQでない。
③ PでないならばQでない。故に、QであるならばPである。
といふ「意味」である。
従って、
(05)(21)(23)により、
(24)
① P├ Q→ P
② Q→ P├ ~P→~Q
③ ~P→~Q├ Q→ P
④ P├ ~P→~Q
であるとしても、すなはち、
① P├ Q→ P
② ~Q∨ P├ ~P→~Q
③ P∨~Q├ Q→ P
④ P├ ~P→~Q
であるとしても、「左辺」を比べれば、
① ⇔ ③ ではないし、
② ⇔ ④ でもない。
然るに、
(08)(11)(16)(21)により、
(25)
P≡太陽は東から昇る。
Q≡バカボンのパパは天才である。
として、
①「任意の命題(P)」は「任意の仮言命題(Q→P)」の「後件」である。
といふ、「ルカジェヴィッツによる公理1」が「真」であって、尚且つ、
①「任意の仮言命題(Q→P)」の「対偶」も「真」であるならば、
④ 太陽は東から昇る。故に、太陽が東から昇らないならば、バカボンのパパは天才である。
といふ「命題」も「真」である。
然るに、
(26)
④ 太陽は東から昇る。故に、太陽が東から昇らないならば、・・・・・。
といふ「命題」は、「意味」をなしてゐない。
従って、
(24)(25)(26)により、
(27)
①「任意の命題(P)」は「任意の仮言命題(Q→P)」の「後件」である。
といふ、「ルカジェヴィッツによる公理1」が「真」であったしても、
①「任意の仮言命題(Q→P)」の「対偶」が成り立つ。
とは、言へないはずである。
(01)
P→Q≡PならばQである。
といふを「形式」の「命題」を『仮言命題』といふ。
(02)
P→Q≡PならばQである。
に於ける、
Pを「前件(前提)」といひ、
Qを「後件(結論)」といふ。
然るに、
(03)
『選言導入』といふのは、
この規則(選言導入)は、推論の中で意識されることがおおよそないといえます。「彼女は背が高い」という主張をPとしましょう。すると、このPから「彼女は背が高い または 彼女は美人だ」が導けます。この場合、主張Qは「彼女は美人だ」に対応しています。しかし、「彼女は背が高い」がわかっているのに、わざわざ、「彼女は背が高い または 彼女は美人だ」とつなげる場面は普通の会話ではあまりないでしょう。数学の証明でも、これが使われる場面はほとんど見かけないような気がします。しかし、あとで解説しますが、この推論規則は、他の大事な規則を導く礎になります。
(小島寛之、証明と論理に強くなる、2017年、156頁)
従って、
(03)により、
(04)
1(1)彼女は背が高い。 仮定
1(2)彼女は背が高いか、または 彼女は美人である。 選言導入
といふ「推論規則」を、『選言導入』といふ。
従って、
(04)により、
(05)
「記号」で書くと、
1(1) P A
1(2) P∨Q 1∨I
といふ「推論規則」を、「∨I(選言導入)」といふものの、
1(1) Q A
1(2)~P∨Q 1∨I
であっても、もちろん、「∨I(選言導入)」である。
然るに、
(06)
(ⅰ)
1 (1) P→Q A
2 (2) ~(~P∨Q) A
3(3) ~P A
3(4) ~P∨Q 3∨I
23(5) ~(~P∨Q)&
(~P∨Q) 24&I
2 (6) ~~P 35RAA
2 (7) P 6DN
12 (8) Q 17MPP
12 (9) ~P∨Q 8∨I
12 (ア) ~(~P∨Q)&
(~P∨Q) 29&I
1 (イ)~~(~P∨Q) 2アRAA
1 (ウ) ~P∨Q イDN
(ⅱ)~P∨Q├ P→Q
1 (1) ~P∨ Q A
2 (2) P&~Q A
3 (3) ~P A
2 (4) P 2&E
23 (5) ~P& P 34&I
3 (6)~(P&~Q) 25RAA
7 (7) Q A
2 (8) ~Q A
2 7 (9) Q&~Q 78&I
7 (ア)~(P&~Q) 29RAA
1 (イ)~(P&~Q) 1367ア∨E
ウ (ウ) P A
エ(エ) ~Q A
ウエ(オ) P&~Q エオ&I
1 ウエ(カ)~(P&~Q)&
(P&~Q) イオ&I
1 ウ (キ) ~~Q 7カRAA
1 ウ (ク) Q キDN
1 (ケ) P→ Q ウクCP
従って、
(06)により、
(07)
① P→Q≡PならばQである。
② ~P∨Q≡Pでないか、または、Qである。
に於いて、
①=② であり、この「等式」を、『含意の定義』といふ。
従って、
(05)(06)(07)により、
(08)
(ⅲ)
1 (1) Q 仮定
1 (2) ~P∨Q 1選言導入
1 (3) P→Q 2含意の定義
(4)Q→(P→Q) 1条件法
といふ「推論」は、「妥当」である。
従って、
(08)により、
(09)
(ⅳ)
1 (1) P 仮定
1 (2) ~Q∨P 1選言導入
1 (3) Q→P 2含意の定義
(4)P→(Q→P) 1条件法
といふ「推論」は、「妥当」である。
然るに、
(10)
ルカジェヴィッツによる公理
(1) P→(Q→P)
(2)[P→(Q→R)]→[(P→Q)→(P→R)]
(3)(~P→~Q)→(Q→P)
これはフレーゲが提出した6つの公理を簡単にしたものである。
(沢田允、現代論理学入門、1962年、173頁)
従って、
(08)(09)(10)により、
(11)
③ Q→(P→Q)≡Qであるならば(PであるならばQである)。
④ P→(Q→P)≡Qであるならば(QであるならばPである)。
に於いて、
④ は「ルカジェヴィッツによる公理1」そのものである。
といふことからも、分かるやうに、これらの「論理式」は、「恒真式(トートロジー)」である。
然るに、
(12)
③ Q→(P→Q)
といふ「式」が、「恒真式(トートロジー)」である。
といふことは、
③ Q→(真→Q)
③ Q→(偽→Q)
といふ「式」が「真」である。
といふ、ことである。
然るに、
(13)
③ Q→(真→Q)
③ Q→(偽→Q)
といふ「式」が「真」である。
といふ、ことは、
③ Q→(P→Q)≡Qであるならば(Pであらうと、Pでなからうと、Qである)。
といふことに、他ならない。
従って、
(11)(12)(13)により、
(14)
③ Q→(P→Q)≡Qであるならば(Pであらうと、Pでなからうと、Qである)。
④ P→(Q→P)≡Pであるならば(Qであらうと、Qでなからうと、Pである)。
に於いて、これらの「論理式」は、「恒真式(トートロジー)」である。
従って、
(02)(14)により、
(15)
③ Q→(P→Q)≡Qであるならば(Pであらうと、Pでなからうと、Qである)。
④ P→(Q→P)≡Pであるならば(Qであらうと、Qでなからうと、Pである)。
に於いて、これらの「論理式」は、「恒真式(トートロジー)」である。
といふことは、
③「任意の命題Q」は、「任意の仮言命題のP→Q」の、「後件」である。
といふことを、意味してゐる。
従って、
(10)(15)により、
(16)
③「ルカジェヴィッツの公理1」は、
③「任意の命題P」は、「任意の仮言命題のQ→P」の、「後件」である。
といふことを、意味してゐる。
従って、
(16)により、
(17)
(ⅲ)
1(1) Q 仮定
1(2) P→Q 仮言命題
といふ「推論」は、「妥当」である。
従って、
(05)(17)により、
(18)
(ⅲ)
1(1) Q 仮定
1(2) P→Q 仮言命題
1(3)~P∨Q 含意の定義
といふ「推論」は、「妥当」である。
従って、
(18)により、
(19)
③ Q├ ~P∨Q
といふ「連式(sequent)」、すなはち、
③ Qである。故に、Pでないか、または、Qである。
といふ「推論」は、「妥当」である。
然るに、
(20)
③ Qである。故に、Pでないか、または、Qである。
といふことは、
③ Qではあるが、Pであるのか、Pでないのかは、分からない。
といふ、ことである。
従って、
(15)~(20)により、
(21)
③「任意の命題Q」は、「任意の仮言命題のP→Q」の、「後件」である。
といふことは、要するに、
③ Qであるとすれば、Qであるが、Pであるのか、Pでないのかは、分からない。
といふ、ことである。
然るに、
(22)
③ Qであるとすれば、Qであるが、その際に、Pであるのか、Pでないのかは、分からない。
といふことは、「当然」である。
従って、
(21)(22)により、
(23)
③「任意の命題Q」は、「任意の仮言命題のP→Q」の、「後件」である。
といふことは、むしろ、「当然」である。
然るに、
(24)
③「任意の命題Q」は、「任意の仮言命題のP→Q」の、「後件」である。
といふことと、
④「任意の命題P」は、「任意の仮言命題のP→Q」の、「前件」である。
といふことは、決して、「同じ」ではない。
(25)
(ⅳ)
1 (1) P 仮定
2(2)~P 仮定
2(3)~P∨Q 2選言導入
2(4) P→Q 3含意の定義
12(5) Q 14前件肯定
といふ「推論」が「妥当」であるならば、
④「任意の命題P」は、「任意の仮言命題のP→Q」の、「前件」である。
といふ「命題」は、「真」である。
然るに、
(26)
「推論(ⅳ)」は、
④ P,~P├ Q
といふ「連式(sequent)」、すなはち、
④ Pであるが、Pでない。故に、Qである。
といふ「推論」に、「等しい」。
従って、
(27)
④ Pであるが、Pでない。
といふ「矛盾」は、絶対に、有り得ない。
従って、
(24)~(27)により、
(28)
③「任意の命題Q」は、「任意の仮言命題のP→Q」の、「後件」である。
といふ「命題」は、「真」であるが、
④「任意の命題P」は、「任意の仮言命題のP→Q」の、「前件」である。
といふ「命題」は、「矛盾」を含み、それ故、「真」ではなく、「偽」である。
(29)
(ⅴ)
1 (1) Q 仮定
1 (2)~P∨Q 1選言導入
1 (3) P→Q 2含意の定義
4(4) P 仮定
14(5) Q 34前件肯定
といふ「推論」は「妥当」である。
然るに、
(30)
「推論(ⅴ)」は、
⑤ Q,P├ Q
といふ「連式(sequent)」、すなはち、
⑤ Qであって、Pである。故に、Qである。
といふ「推論」に「等しい」。
然るに、
(31)
(ⅵ)
1(1)Q&P 仮定
1(2)Q 1連言除去
といふ「推論」は「妥当」である。
然るに、
(32)
「推論(ⅵ)」は、
⑥ Q&P├ Q
といふ「連式(sequent)」、すなはち、
⑥ Qであって、尚且つ、Pである。故に、Qである。
といふ「推論」に「等しい」。
然るに、
(33)
⑤ Qであって、 Pである。故に、Qである。
⑥ Qであって、尚且つ、Pである。故に、Qである。
に於いて、
⑤ と ⑥ は、「同じ」である。
従って、
(29)~(33)により、
(34)
(ⅴ)
1 (1) Q 仮定
1 (2)~P∨Q 1選言導入
1 (3) P→Q 2含意の定義
4(4) P 仮定
14(5) Q 34前件肯定
といふ「推論」は、
⑥ Q&P├ Q
⑥ Qであって、尚且つ、Pである。故に、Qである。
といふ「推論(連言除去)」の「妥当性」を「(半分だけ)証明」してゐる。
といふ風に、言へないこともない。