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¿Qué es una lógica?

No me interesa la parte filosófica de esta pregunta :-)

Cuando miro las matemáticas, veo que se utilizan muchas lógicas diferentes: clásica, intuicionista, lineal, modal y otras más raras...

Para alguien nuevo en el campo, no es fácil ver realmente qué tienen en común para justificar el uso de la palabra "lógica". ¿Es sólo por de una filiación con la lógica clásica?

He intentado encontrar una respuesta en la literatura. Algunos artículos me dicen que una lógica es un preorden. No es una respuesta satisfactoria para mí. Imaginé que podría estar relacionado con el uso de algunos conectores específicos: pero la lógica lineal me dice que no es tan simple. Imaginé que podría estar relacionado con algunas propiedades de simetría de las reglas del sistema: pero depende de cómo se formalice la lógica. Luego, tuve la loca idea (después de descubrir el isomorfismo Curry-Howard) de que podría estar relacionado con el contenido computacional del sistema. Pero, evidentemente, es un error.

Por lo tanto, no he avanzado y todavía me pregunto si puede haber un punto de vista que permita ver lo que todos estos sistemas tienen en común.

He evitado el uso de la palabra "verdad" en esta pregunta. Espero una respuesta matemática, si es que la hay. Hay demasiados problemas filosóficos relacionados con la noción de verdad.

Pero, quizás mi pregunta sea ingenua...

20voto

Herms Puntos 13069

La lógica es la construcción y el estudio de modelos de razonamiento.

Hay muchas lógicas, porque razonamos de diferentes maneras, según el contexto. La modalidad aparece porque hay contextos en los que nuestros enunciados son calificados (puedo ser rico, pero también puedo ser muy y hay una diferencia entre los dos enunciados, y una conexión de modalidad entre los dos, no capturada por la lógica clásica); la temporalidad aparece porque a veces razonamos con el tiempo; la lógica lineal aparece (entre otras razones) porque necesitamos razonar sobre los recursos (Si tengo un dólar, puedo comprar un caramelo - pero todos sabemos que no llegamos a usar el enunciado "tengo un dólar" más de una vez. ... y esto es diferente de "Hay infinitos primos", que no ha dejado de ser cierto durante mucho tiempo, y no esperamos que lo sea); las lógicas paraconsistentes aparecen porque necesitamos ser capaces de razonar en presencia de información conflictiva, simplemente porque tendemos a tener información conflictiva; y así sucesivamente.

Por supuesto, uno se pregunta por qué los lógicos no se ponen las pilas y se les ocurre un lógica para gobernarlos a todos... Bueno, ¡puede que estén esperando a que los físicos terminen su gran teoría unificada primero!

(Nota: todo esto va precedido de un enorme "En mi opinión", por supuesto)

13voto

Steven Murawski Puntos 6665

No sé nada de esto pero me lo encontré por casualidad mientras leía sobre los operadores de cierre en la wikipedia: Lógica universal .

10voto

MortenSickel Puntos 123

Creo que se supone que hay una correspondencia entre las lógicas y los tipos de categoría, por ejemplo,

Lógica clásica (¿de orden superior?)

¿topos elementales con algunas propiedades adicionales?

Lógica intuicionista (¿de orden superior?)

topos elementales

lógica lineal

categoría monoidal simétrica con un objeto dualizador

lógica modal

?

No estoy seguro de cuánto se puede decir sobre las entradas de la derecha, pero para empezar, todas son de 2 categorías. Así que tal vez una lógica puede ser visto como un (cierto tipo de) 2-categoría.

Le agradecería que algún experto en la materia ampliara esta respuesta. Hay algo similar en la página de nLab para lógica interna pero no parece estar orientado específicamente a la pregunta tal y como se plantea aquí.

9voto

MojoFilter Puntos 3730

¿Conoces los teoremas de Lindström?

Se puede definir una "lógica" L dando la colección EC(L) de todas las clases de modelos que son "L-axiomatizables", y asumimos que EC(L) tiene algunas buenas propiedades de cierre (cierre bajo intersecciones finitas, toma de complementos dentro de la clase de todas las estructuras con una firma dada, cierre bajo toma de reducciones a firmas más pequeñas, e invariancia de isomorfismo).

Digamos que una lógica L_2 es más fuerte que una lógica L_1 si toda clase en EC(L_1) está también en EC(L_2). Entonces uno de los teoremas de Lindström dice que cualquier lógica que sea más fuerte que la lógica de primer orden y satisfaga el teorema de compacidad y Löwenheim-Skolem debe ser igual a la lógica de primer orden. (Véase la obra de Ebbinghaus y Flum Lógica matemática (para una prueba, el capítulo 12).

Esto no parece aplicarse directamente a su pregunta sobre las lógicas modales y lineales, pero al menos para las lógicas modales, la gente ha trabajado en la generalización de los resultados de Lindström, por ejemplo, aquí:

http://users.soe.ucsc.edu/~btencate/papers/lics2007full.pdf

6voto

Anthony Puntos 26

A continuación se presentan tres tradiciones de investigación que ilustran cómo puede abordarse el problema y ofrecen perspectivas bastante diferentes sobre lo que se considera una lógica.

(esto es realmente para complementar la respuesta de Dan Piponi).

  1. Las relaciones de consecuencia de Tarski y la lógica algebraica abstracta

La idea básica de Tarski era definir una lógica como un par abstracto de la forma $\langle \mathcal{F},C\rangle$ donde $\mathcal{F}$ es un álgebra libre de fórmulas y $C$ es un operador sobre $\mathcal{P}(\mathcal{F})$ [Escribo $\mathcal{F}$ para el dominio del álgebra libre]. Para cualquier conjunto de fórmulas $A$ el conjunto $C(A)\subseteq\mathcal{F}$ pretende representar las "consecuencias" de $A$ -- para que $C$ genera un relación de consecuencia $\vdash_{C}$ definido como $A\vdash_{C} B$ si $B\subseteq C(A)$ .

A continuación, Tarski dio varias condiciones estructurales para que el operador $C$ debe satisfacer para que la relación de consecuencia resultante cuente como bien comportada, o lógico (a grandes rasgos, esas condiciones consisten en la reflexividad, la monotonicidad, la compacidad, así como la invariabilidad bajo la sustitución uniforme de variables). Véase aquí para más detalles.

Este punto de vista trata realmente la lógica como una rama (muy especial) del álgebra abstracta. Una de las ideas es tratar de diferenciar las lógicas y clasificarlas, atendiendo a sus diferentes propiedades algebraicas. Fue uno de los primeros intentos sistemáticos de responder a la pregunta de "qué es una lógica" en términos tan generales.

Por otra parte, este marco es generalmente demasiado débil para dar cuenta de la cuantificación de cualquier tipo; la atención se limita casi exclusivamente a las lógicas proposicionales.

(NB: el enfoque de Tarski dio lugar a un trabajo muy interesante sobre el proceso general de algebraización de una lógica bajo el pretexto de Lógica algebraica abstracta -- ver, por ejemplo aquí . Entre las monografías interesantes sobre el tema se encuentran la de Rasiowa y Sikorski Un enfoque algebraico de la lógica no clásica así como la de Blok y Pigozzi Lógica algebraizable .)

  1. Lógica teórica de modelos, cuantificadores generalizados

Para una introducción, véase este libro . El enfoque teórico del modelo estudia varias extensiones de la lógica de primer orden: predominantemente lógicas infinitas de la forma $\mathcal{L}_{\alpha\kappa}$ , donde $\alpha, \kappa$ son ordinales (la lógica $\mathcal{L}_{\alpha\kappa}$ permite conjunciones/disyunciones de menos de $\alpha$ -muchas fórmulas, y la cuantificación sobre menos de $\kappa$ -muchas variables). También abarca temas como las caracterizaciones abstractas de la lógica de primer orden (véase el teorema de Lindstrom mencionado en la respuesta de John Goodrick), así como las conexiones con la lógica probabilística.

Hay investigaciones relacionadas con lo que hace que un cuantificador sea "lógico". La idea es caracterizar los cuantificadores lógicos como operaciones de un cierto tipo que son invariantes bajo ciertos grupos de transformaciones -- parece que hay cierta controversia sobre qué transformaciones exactas definen realmente las operaciones "lógicas" (véase aquí ).

  1. Lógica aplicada

Otro enfoque que ofrece una perspectiva ligeramente diferente sobre lo que cuenta como lógica es el trabajo en lógica "aplicada": se trata de un amplio campo de estudio que tiene como raíz una dinámico visión de la lógica (ver aquí ). Aquí se utilizan las llamadas lógicas modales "dinámicas" para modelar procesos que cambian con el tiempo, como las transiciones entre los estados de un programa (véase Lógica dinámica proposicional) o los estados informativos de los agentes (véase Lógica epistémica dinámica). Estas lógicas se estudian bien por su interés matemático intrínseco, o bien pueden aplicarse al estudio de los protocolos de intercambio de información en la teoría de los juegos, la criptografía y diversos temas de la filosofía formal.

El enfoque aquí es menos algebraico, pero se centra más en los aspectos teóricos de los modelos y computacionales. Esta investigación suele estar estrechamente relacionada con la informática y la filosofía.

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