李晟
四川師范大學(xué) 邏輯與信息研究所
四川師范大學(xué) 馬克思主義學(xué)院
nklisheng@126.com
李娜
南開大學(xué) 哲學(xué)院
linawii@nankai.edu.cn
如果一個(gè)由若干真之規(guī)律(law of truth)組成的集合在經(jīng)典邏輯上是不相容的,那么是否意味著我們應(yīng)當(dāng)拒絕接受它呢?不相容性固然是與真之規(guī)律本身的形式有關(guān),但經(jīng)典邏輯是否也是影響相容性的一個(gè)因素呢?對(duì)此,利(G.E.Leigh)和拉特延(M.Rathjen)提出了在直覺主義邏輯上重新考察真之規(guī)律各種組合的相容性的研究思路([6])。我們認(rèn)為這樣的研究思路對(duì)于找出導(dǎo)致不相容的原因是很有益的。而且我們認(rèn)為,不僅是相容性,保守性、組合性等其他真理論性質(zhì)也可以在新的邏輯上再行檢驗(yàn)。這樣將有助于真正弄清楚這些性質(zhì)究竟是基于真之規(guī)律本身,還是基于它們的邏輯基礎(chǔ)。
我們的方式與利和拉特延的方式有所不同。后者僅僅是以真之規(guī)律的組合為對(duì)象,他們所關(guān)注的焦點(diǎn)在于相容性,其目的是試圖為那些不相容的組合尋求適當(dāng)?shù)霓q護(hù)。而我們則是以公理化真理論的系統(tǒng)為對(duì)象,我們嘗試通過將系統(tǒng)原本的經(jīng)典邏輯基礎(chǔ)直接削弱為直覺主義邏輯,從而嘗試為研究經(jīng)典的公理化真理論及其性質(zhì)提供一種可能的參照。根據(jù)這一方式,我們?cè)谡撐腫9]中討論了兩種基于直覺主義邏輯的公理化真理論:IDT和SICT。但是這兩種真理論的真謂詞都受到了類型的限制,因而具有比較明顯的局限性。所以在本文中,我們選擇在直覺主義邏輯上重新討論Friedman-Sheard理論,這是一種無類型的真理論。本文把這一基于直覺主義邏輯的Friedman-Sheard理論記為IFS。我們將首先給出IFS理論的形式系統(tǒng);然后討論直覺主義的修正語義學(xué),并證明IFS理論可以將直覺主義修正語義學(xué)公理化至第一個(gè)極限序數(shù)ω;最后簡(jiǎn)要地討論IFS理論與它的經(jīng)典版本FS理論之間的關(guān)系。
在接下來的各個(gè)小節(jié)里,我們用LHA表示海廷算術(shù)HA([8])的語言,包括邏輯常項(xiàng)?、∧、∨、→、?、?、?,等詞符號(hào)=,以及算術(shù)符號(hào)0、S、+、×。HA是以直覺主義邏輯為基礎(chǔ)的,當(dāng)它被加強(qiáng)為經(jīng)典邏輯時(shí),所得到的就是皮亞諾算術(shù)PA。因此,PA的語言LPA與LHA是完全相同的。如果以一元謂詞T擴(kuò)充LHA,即得到新的語言LT。我們用HAT來命名由LT重新表達(dá)后的HA,也即是允許T謂詞在HA的歸納公理模式中出現(xiàn)。我們還可以相應(yīng)地得到PAT。
已知PA有標(biāo)準(zhǔn)模型N([5],第10頁),它以自然數(shù)集N為論域,將算術(shù)符號(hào)分別解釋為自然數(shù)0、后繼函數(shù)、加法函數(shù)和乘法函數(shù)。根據(jù)文獻(xiàn)[8]所給出的直覺主義邏輯Kripke模型的構(gòu)造方法([8],第75-87頁),我們可以證明K=〈K,≤,N〉是HA的模型。其中,K是一個(gè)非空的結(jié)點(diǎn)集;≤是結(jié)點(diǎn)之間的二元偏序關(guān)系;N即PA的標(biāo)準(zhǔn)模型。這意味著當(dāng)K中只有一個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí),K與N是相同的。我們用M=〈K,?〉來表示HAT的模型。其中K是HA的模型,?是一個(gè)賦值函數(shù),它為每個(gè)結(jié)點(diǎn)k∈K指派N的一個(gè)子集?(k),作為在該結(jié)點(diǎn)上對(duì)T謂詞的解釋,并同時(shí)滿足條件:對(duì)任意結(jié)點(diǎn)k和k′,如果有k≤k′,那么有。力迫關(guān)系“?”按照通常的方式定義([8],第80頁),但還需增加對(duì)T謂詞的解釋:k?T(s)當(dāng)且僅當(dāng)sN∈?(k)。sN表示在N中為s指派的值。為使記法簡(jiǎn)潔,我們將把sN直接記為s。
如果φ是LT的語句,那么┍φ┑表示φ的哥德爾編碼。HA原子語句的真謂詞在HA中是可定義的公式([4],第42頁),用V al+(x)表示。此外,SentT(x)表示x是LT語句的哥德爾編碼;AtSentT(x)表示x是LT原子語句的哥德爾編碼。若將下標(biāo)“T”換為“HA”或“PA”,則得到相應(yīng)的HA或PA的句法性質(zhì)的表達(dá)式。三元替換函數(shù)x(t/s)表示用項(xiàng)t去替換公式x中的變?cè)猻。是自然數(shù)n的數(shù)字,有時(shí)我們也用后繼函數(shù)來表示。上方加點(diǎn)的邏輯聯(lián)結(jié)詞和量詞符號(hào)用以表示N上的某種特殊的運(yùn)算,比如:。
哈爾巴赫(V.Halbach)在論文[2]中首次給出了FS理論的公理系統(tǒng)。之所以命名為Friedman-Sheard理論,是因?yàn)樗葍r(jià)于弗里德曼(H.Friedman)和希爾德(M.Sheard)在此前的論文[1]中所給出的系統(tǒng)D。下面給出FS理論的哈爾巴赫版本([3],第159-161頁):
定義1(FS)FS以LT為形式語言,在PAT的基礎(chǔ)上添加下列公理和規(guī)則而得到:
(1)公理:
(2)規(guī)則:
NEC:對(duì)任意LT語句φ,如果能給出φ的證明,那么就能推出T┍φ┑。
CONEC:對(duì)任意LT語句φ,如果能給出T┍φ┑的證明,那么就能推出φ。
FS的外邏輯(outer logic)和內(nèi)邏輯(inner logic)是一致的,也即是構(gòu)造FS的邏輯基礎(chǔ)與FS的T謂詞所能作用的語句所遵循的邏輯都是經(jīng)典邏輯。這是FS最重要的特點(diǎn)。
定義2(IFS)IFS以LT為形式語言,在HAT的基礎(chǔ)上添加下列公理和規(guī)則而得到:
(1)公理:
(2)規(guī)則:
NEC:對(duì)任意LT語句φ,如果能給出φ的證明,那么就能推出T┍φ┑。
CONEC:對(duì)任意LT語句φ,如果能給出T┍φ┑的證明,那么就能推出φ。
從表面來看,IFS的真之公理與FS的真之公理并不完全相同,前者增加了關(guān)于蘊(yùn)涵的公理IFS5。這是因?yàn)樵谥庇X主義邏輯背景下,邏輯聯(lián)結(jié)詞不能相互定義。而在經(jīng)典邏輯背景下,公理IFS5可以由FS的其余真之公理證明,故而通常將其簡(jiǎn)化。所以,盡管有公理數(shù)量上的不同,但這并不妨礙IFS與FS只在邏輯基礎(chǔ)上有區(qū)別。
如前所述,哈爾巴赫的FS等價(jià)于弗里德曼和希爾德的系統(tǒng)D。通過削弱外邏輯,我們得到了直覺主義的IFS理論,而利和拉特延也按照同樣的方式得到了系統(tǒng)D的直覺主義版本Di([6])。本文把Di記為IFSO,現(xiàn)在給出IFSO并探討它與IFS的關(guān)系。
定義3(IFSO)IFSO是由下列公理和規(guī)則組成:
(1)公理:
(2)規(guī)則:T-Intro:對(duì)任意LT語句φ,從φ可以推出T┍φ┑;
T-Elim:對(duì)任意LT語句φ,從T┍φ┑可以推出φ;
?T-Intro:對(duì)任意LT語句φ,從?φ可以推出?T┍φ┑;
?T-Elim:對(duì)任意LT語句φ,從?T┍φ┑可以推出?φ。
在定義中,PRE是HA的子理論,它是通過去掉HA的歸納公理模式而得到。Bew(x)表示x是可證語句的哥德爾編碼。
定理1IFS?IFSO。
證明:只需證明IFSO能夠推出IFS的全部真之公理和規(guī)則。
驗(yàn)證IFSO?IFS1:
因?yàn)镠A的原子公式與PRE的原子公式是相同的,所以在HA中可以證明下面的這個(gè)式子成立:
于是,根據(jù)(2-1),一方面有:
以上推理的第二行是因?yàn)椋篐A??x?y(??(x=y)→x=y)([8],第123-128頁);第三行是依據(jù)了PRE的原子語句滿足排中律;第四行借助了直覺主義邏輯的有效式,并且其前件可根據(jù)PRE-Ref而分離;第五行利用了下述式(2-2);第六行依賴于事實(shí):HA??x?y(x=y→??(x=y))。
同樣地,另一方面很容易有:
兩個(gè)方面相結(jié)合,即為IFSO?IFS1。
驗(yàn)證IFSO?IFS2:
因?yàn)?(φ∧ψ)→(ψ→?φ)是直覺主義邏輯的有效式,所以從T-Cons可以推出:
與T-Comp(w)結(jié)合,即為IFSO?IFS2。
驗(yàn)證IFSO?IFS3:
一方面有:
另一方面有:
兩個(gè)方面相結(jié)合,即為IFSO?IFS3。
其余公理和規(guī)則可以類似依次驗(yàn)證。證畢。 □
修正語義學(xué)(revisionsemantics)是由古譜塔(A.Gupta)和赫茲伯格(H.Herzberger)分別獨(dú)立提出,并由貝爾納普(N.Belnap)和古譜塔進(jìn)一步發(fā)展和推廣的語義真理論。它是克里普克語義真理論最強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)者。哈爾巴赫證明了FS與修正語義學(xué)的關(guān)系,即:FS可以將修正語義學(xué)公理化至第一個(gè)極限序數(shù)ω([3])。本節(jié)我們將在哈爾巴赫工作1哈爾巴赫在討論修正語義學(xué)時(shí),不僅使用了有別于以往工作的符號(hào)和記法,而且提出了一種新的“修正”方式。本文所采用的正是哈爾巴赫記法和方式。的基礎(chǔ)上,首先給出標(biāo)準(zhǔn)修正語義學(xué)的基本思想和基本結(jié)論,然后在直覺主義邏輯的背景下對(duì)它們進(jìn)行推廣,并解釋直覺主義修正語義學(xué)與IFS理論的關(guān)系。
修正語義學(xué)的基本思想是:從對(duì)真謂詞的任意解釋出發(fā),通過一個(gè)恰當(dāng)?shù)男拚^程,得到對(duì)該真謂詞越來越好的解釋。這個(gè)恰當(dāng)?shù)男拚^程一般是通過修正算子(revision operator)來定義。
定義4(修正算子) 對(duì)自然數(shù)集的任意子集S?N,修正算子Γ定義為:
,其中φ是LT語句。
在定義4中,N是PA的標(biāo)準(zhǔn)模型,S是修正前對(duì)真謂詞的解釋,Γ(S)是修正后的解釋。從該定義可以知道,Γ是N的冪集?(N)上的運(yùn)算,并且有:
根據(jù)定義4,可以將修正算子的迭代應(yīng)用Γn(S)定義如下,從而刻畫后繼序數(shù)次迭代的修正過程:
通過上述修正過程,雖然我們能夠得到對(duì)真謂詞越來越好的解釋,但是如何理解“越來越好”?這是十分模糊的。而且“越來越好”預(yù)設(shè)了對(duì)真謂詞的起始解釋也應(yīng)該是一種“好”的解釋,那么如何證明這種解釋是好的?這些問題并不容易澄清。因此,哈爾巴赫對(duì)關(guān)于修正過程的觀點(diǎn)做了一些改變。修正過程不再是一個(gè)“越來越好”的過程,而是一個(gè)從對(duì)真謂詞的所有可能解釋中,逐漸剔除不恰當(dāng)解釋的過程。([3],第164-172頁)這樣一來,N的任何子集都是對(duì)真謂詞的可能解釋,即從N的冪集?(N)開始,使修正算子Γ作用于?(N)中的每一個(gè)元素,即:
很顯然,Γ[?(N)]是?(N)的子集。重復(fù)上述修正過程,使修正算子Γ作用于Γ[?(N]中的所有元素,從而得到?(N)的一個(gè)更小的子集??梢姡@樣的修正過程使得其中一些解釋被逐步排除出去?,F(xiàn)在,我們可以更一般地將新的修正過程定義如下:
定義5令M??(N),并且令Γ[M]={Γ(S)|S?M},那么Γ的后繼序數(shù)迭代應(yīng)用Γn[M]就可以定義為:
哈爾巴赫利用這種新的修正過程,解釋了FS的子理論(參見定義6)與修正語義學(xué)的關(guān)系:Γn[?(N)]的任意元素,都是對(duì)FS某個(gè)子理論的真謂詞的恰當(dāng)解釋,并且這些FS的子理論都有標(biāo)準(zhǔn)模型N。
定義6(FS的子理論) FS的子理論FSn定義如下:
FS0=PAT;
FS1是由FS的所有公理及PAT的整體反射原理2PAT的整體反射原理PAT-Ref,即:?x(SentT(x)∧BewT(x)→T(x))。組成;
FSn+1的公理與規(guī)則同F(xiàn)S并無差別,但是在形式證明中只允許NEC規(guī)則和CONEC規(guī)則最多應(yīng)用于n個(gè)不同的語句。
定理2對(duì)任意n∈N,以及對(duì)任意S?N,都有:
證明:從左向右,施歸納于FSn證明的長(zhǎng)度。從右向左,只需找到一個(gè)S′,使得 Γ(S′)=S,并且S′∈Γn-1[?(N)]([3],第 170-172 頁)。證畢。 □
直覺主義修正語義學(xué)的思想是:試圖把修正語義學(xué)與直覺主義邏輯的語義學(xué)相結(jié)合。斯特恩(J.Stern)在研究模態(tài)性與公理化真理論時(shí),定義了一種模態(tài)修正語義學(xué),其思想是把修正語義學(xué)與模態(tài)邏輯的可能世界語義學(xué)相結(jié)合。([7])本文的直覺主義修正語義學(xué)正是受到斯特恩的啟發(fā)。因?yàn)橹庇X主義邏輯的語義學(xué)也是一種可能世界語義學(xué),只是在聯(lián)結(jié)詞和量詞的定義方面與模態(tài)邏輯的可能世界語義學(xué)有所不同。
定義7(賦值函數(shù)) 令K=〈K,≤,N〉是HA的模型,?賦值函數(shù)是從結(jié)點(diǎn)集K到N的冪集?(N)的函數(shù),并且滿足條件:
其中,?(k)?N是?賦值函數(shù)在結(jié)點(diǎn)k上的值,它表示在結(jié)點(diǎn)k上對(duì)T謂詞的解釋。全體?賦值函數(shù)的集合記為V?。
定義8(直覺主義修正算子) 直覺主義修正算子Γi是?賦值函數(shù)集V?上的運(yùn)算,使得對(duì)任意k∈K,都有:
,其中φ是LT語句。
同樣地,Γi的后繼序數(shù)次迭代定義為:。
直覺主義修正算子的直觀含義是:對(duì)?賦值函數(shù)在每個(gè)結(jié)點(diǎn)k上為T謂詞所做的解釋分別進(jìn)行修正。
推論1對(duì)任意LT語句φ,以及對(duì)任意結(jié)點(diǎn)k∈K,以下等值式成立:
證明:
首先證明“?”:因?yàn)椤碖,?〉[k]?φ,由定義 8,┍φ┑∈[Γi(?)](k),從而得到〈K,Γi(?)〉[k]? T┍φ┑。
然后證明“?”:因?yàn)椤碖,Γi(?)〉[k]? T┍φ┑,于是根據(jù)對(duì)T謂詞的解釋可知,┍φ┑∈[Γi(?)](k),再由定義 8,有〈K,?〉[k]?φ。證畢。 □
事實(shí)上,根據(jù)引理1不難知道如下等值式也是成立的:對(duì)任意LT語句φ,〈K,Γi(?)〉? T┍φ┑?〈K,?〉?φ。
為了表述的方便,下面將以T1┍φ┑ 表示 T┍φ┑,Tn+1┍φ┑ 表示 T┍Tn┍φ┑┑。
定理3以下結(jié)論成立:
(1)對(duì)任意?1,?2∈V?,如果 Γi(?1)= Γi(?2),那么?1=?2;
(2)對(duì)任意LT語句φ,任意結(jié)點(diǎn)k∈K,以及任意n≥1,都有:
(3)對(duì)任意n≥1且。
證明:(1)假設(shè),那么存在某個(gè),使得。不妨假設(shè)存在LT語句φ,使得,而。即但是。即:。矛盾。
(2)只需對(duì)推論1進(jìn)行迭代即可證得。
(3)因?yàn)槭且粋€(gè)LT公式,所以由廣義對(duì)角線引理([4],第37頁)可知,存在語句λ使得:
因?yàn)樗愿鶕?jù)(2)可得到如下等值式,對(duì)任意結(jié)點(diǎn)k∈K,都有:
將(3-1)代入左端,即得:
所以。從而有。 □
事實(shí)上,根據(jù)推論1和定理3中的(2),我們還可以證明如下推論:
推論2對(duì)任意LT語句φ,以及對(duì)任意結(jié)點(diǎn)k∈K,以下等值式成立:
證明:可以通過施歸納于n來證明。首先考慮歸納基始:當(dāng)n=1時(shí),我們可以建立如下推理:
其次考慮歸納步驟:假設(shè)當(dāng)n≤k時(shí)結(jié)論成立,現(xiàn)在驗(yàn)證n=k+1的情形:
由此便證明了。 □
以上是直覺主義背景下的“越來越好”修正過程,接下來定義直覺主義背景下的“逐漸排除不恰當(dāng)”修正過程,也即是允許Γi作用于?賦值函數(shù)集V?。
定義9令Γi是直覺主義修正算子,并且令M?V?,于是:
Γi的后繼序數(shù)次迭代應(yīng)用定義為:。
定理4(Γi的反序性) 對(duì)任意m,n∈N,如果m≤n,那么有:
證明:施歸納于Γi的迭代次數(shù)k。
歸納基始:當(dāng)k=1時(shí),結(jié)論顯然成立。因?yàn)楦鶕?jù)定義9,,所以很明顯;
歸納步驟:假設(shè)當(dāng)k≤l+1時(shí)都成立,現(xiàn)在證明k=l+2,即證明:
假設(shè)中的任意元素,由定義9可知,存在使得。由歸納假設(shè),,所以,于是按照定義 9,,也即是。 □
Γi的反序性表明,隨著Γi的不斷迭代,Γi所能作用的賦值函數(shù)將會(huì)越來越少,并且每一次迭代所排除的都是不恰當(dāng)?shù)馁x值函數(shù)。例如,賦值結(jié)果包含空集的函數(shù)將在第一次迭代后被排除,而賦值結(jié)果包含┍T┍0=S(0)┑┑的函數(shù)將在第二次迭代后被排除。
推論3 不存在賦值函數(shù)?的無窮序列?0,?1,?2,...,使得對(duì)任意n∈N,都有 Γi(?n+1)=?n。
證明:假設(shè)存在這樣的無窮序列?,F(xiàn)在定義一個(gè)二元原始遞歸函數(shù)f,使得對(duì)任意n∈N,以及對(duì)任意LT語句φ,f滿足:
f在LT中用符號(hào)表示。令ψ(y)表示LT公式,根據(jù)廣義對(duì)角線引理,存在語句λ使得:
很明顯,無論對(duì)T謂詞作何解釋,(3-2)都成立。也即是對(duì)任意a∈N,都有:
根據(jù)?的定義不難知道,對(duì)任意結(jié)點(diǎn)k∈K,都有:
于是對(duì)任意結(jié)點(diǎn)k1≥k,可以建立如下的推理:
上述推理的第七步與最后一步明顯矛盾。而如果假設(shè)〈K,?a〉[k1]?λ,又可以建立如下的推理:
很明顯,上述推理的第十二步與最后一步也是矛盾的。
同理可驗(yàn)證,當(dāng)假設(shè),及假設(shè),也都導(dǎo)致矛盾。所以,任何模型都無法滿足(3-3),因而本引理描述的無窮序列不存在。 □
以上的討論都是Γi后繼序數(shù)次迭代應(yīng)用的情形?,F(xiàn)在討論Γi極限序數(shù)次迭代應(yīng)用,并將第一個(gè)極限序數(shù)ω次迭代記為:
但是由Γi的反序性可知,Γi的迭代應(yīng)用不會(huì)永恒地進(jìn)行下去。那么什么時(shí)候是盡頭呢?下面這個(gè)定理將說明,Γi的極限序數(shù)ω次迭代應(yīng)用將是這個(gè)盡頭。
定理5
證明:假設(shè),也即是存在。于是存在一個(gè)賦值函數(shù)的無窮序列?0,?1,?2,...,使得對(duì)任意n∈N,都有Γi(?n+1)=?n。但是根據(jù)推論3,這樣的無窮序列是不存在的。所以。 □
現(xiàn)在建立IFS理論與直覺主義修正語義學(xué)之間的核心結(jié)論:IFS可將直覺主義修正語義學(xué)公理化至第一個(gè)極限序數(shù)ω。
定義10(IFS的子理論)IFS的子理論IFSn定義如下:
IFS1是由IFS的所有公理及HAT的整體反射原理組成;
IFSn+1的公理與規(guī)則同IFS并無差別,但是在形式證明中只允許NEC規(guī)則和CONEC規(guī)則最多應(yīng)用于n個(gè)不同的語句。
定理6如果令K是HA的模型,Γi是直覺主義修正算子,那么對(duì)任意n∈N,下面的等值式成立:
證明:可通過施歸納于n來證明。歸納基始分為兩種子情形:
當(dāng)n=0時(shí):,IFS0=HAT。已知K是HA的模型,并且在HAT中沒有真之公理,所以HAT的T謂詞不受任何約束,因而V?中的任何?賦值函數(shù)都是對(duì)HAT中的T謂詞的恰當(dāng)解釋;反過來,在每個(gè)結(jié)點(diǎn)k上任意指派N的一個(gè)子集S,只要這些S滿足條件,就可以構(gòu)成一個(gè)?賦值函數(shù),由此形成的〈K,?〉一定是HAT的模型,而V?又是所有賦值函數(shù)的集合,所以必定有。此種情形得證。
當(dāng)n=1時(shí):先證明。對(duì)任意,可通過施歸納于IFS1證明的長(zhǎng)度。只需驗(yàn)證〈K,?〉滿足IFS1的真之公理和HAT的整體反射原理。因?yàn)?,所以存在,使得?/p>
IFS1的驗(yàn)證比較簡(jiǎn)單,此處從略。
驗(yàn)證IFS2,對(duì)任意結(jié)點(diǎn)k∈K:
其余聯(lián)結(jié)詞和量詞公理均可類似驗(yàn)證?,F(xiàn)在說明〈K,?〉滿足HAT的整體反射原理。因?yàn)橐呀?jīng)證明了〈K,?′〉?HAT,所以根據(jù)定義8,對(duì)于任意結(jié)點(diǎn)k∈K,HAT的所有可證語句的哥德爾編碼都在[Γi(?′)](k)中,因而都能為T謂詞作用。
再證明。要想證明,也就是要能找到一個(gè),并能證明。現(xiàn)在構(gòu)造一個(gè)函數(shù),使得對(duì)任意結(jié)點(diǎn)k∈K,都有:
,其中φ是LT語句。
很明顯,,現(xiàn)在證明??梢酝ㄟ^對(duì)二者中的語句(確切地說,是其元素所編碼的語句)的復(fù)雜度進(jìn)行歸納來證明。
對(duì)于原子語句T┍φ┑的情形:
對(duì)于復(fù)合語句?φ的情形:
其余聯(lián)結(jié)詞和量詞的情形類似可證,從而證明Γi(?′)=?。
歸納步驟:假設(shè)當(dāng)n≤k時(shí)都成立,現(xiàn)在證明n=k+1。同樣分兩個(gè)方向:
先證明從左到右:也即是假設(shè),證明。根據(jù) Γi的反序性可知,,所以根據(jù)歸納假設(shè),〈K,?〉是IFSk的模型,故而只需證明在IFSk中多使用一次NEC規(guī)則和CONEC規(guī)則可保持〈K,?〉是模型。又因?yàn)?,所以存在某個(gè),使得。
假設(shè)多使用一次NEC規(guī)則:
假設(shè)多使用一次CONEC規(guī)則:
需要注意的是,上述推理從第四步到第五步,是因?yàn)?′既屬于又屬于,而并不是因?yàn)榭梢源嬖谀硞€(gè)?′,使得。而最后一步的得出是因?yàn)橥评碇械?′具有任意性。
再證明從右到左:假設(shè),并且構(gòu)造一個(gè)賦值函數(shù)?′,使得對(duì)任意k∈K:
,其中φ是LT語句。
由情形n=1的證明可知,Γi(?′)=??,F(xiàn)在只需證明,根據(jù)歸納假設(shè),也就是要證明〈K,?′〉? IFSk。
不難知道,對(duì)任意LT語句φ,如果IFSk?φ,那么只需對(duì)φ再使用一次NEC規(guī)則即可推出 T┍φ┑,也即是IFSk+1?T┍φ┑。于是根據(jù)假設(shè)就有〈K,?〉? T┍φ┑。又因?yàn)橐呀?jīng)證明 Γi(?′)=?,所以,,即對(duì)任意k∈K,都有。根據(jù)推論 1可以得到,。從而也就證明了。 □
推論4IFS是相容的。
證明:對(duì)任意LT語句φ,如果IFS?φ,那么在對(duì)φ的證明中必定只包含有窮多次使用NEC規(guī)則和CONEC規(guī)則,也就是存在某個(gè)子理論IFSn?φ。對(duì)任意的賦值函數(shù)?,都有,于是由定理6可知,即為IFSn的一個(gè)模型,所以任何IFSn都是相容的。 □
推論4說明了IFS的相容性。因?yàn)槎ɡ?表明,當(dāng)Γi通過極限序數(shù)次迭代應(yīng)用之后,已經(jīng)不存在恰當(dāng)?shù)?賦值函數(shù),所以IFS不能證明包含T謂詞超窮迭代的語句。也即是,IFS本身沒有基于K的算術(shù)模型。這與經(jīng)典的FS理論的結(jié)論是完全相同的。
定義11(ω-不相容性)算術(shù)理論S是ω-不相容的,當(dāng)且僅當(dāng)存在一個(gè)公式φ(x),使得:
(1)S???xφ(x);
(2)對(duì)任意n∈N,都有S?φ()。
定理7IFS是ω-不相容的。
證明:定義原始遞歸函數(shù)f=(n,φ),參見推論3。根據(jù)廣義對(duì)角線引理:
現(xiàn)在建立如下IFS推理一:
此外,還可建立如下IFS推理二:
推理一與推理二相結(jié)合就得到:
如果不斷地由(3-5)使用NEC規(guī)則,則不難得到如下無窮序列:
這也就說明,對(duì)任意n∈N,都有。將其與(3-6)結(jié)合,即可證明IFS是ω-不相容性的。 □
FS的最大不足在于ω-不相容性,雖然它并不等同于FS自身的不相容,但是作為一種真理論,這是很難讓人接受的。因?yàn)镕S是ω-不相容的,也就意味著FS不適合PA的標(biāo)準(zhǔn)解釋。這就說明當(dāng)T謂詞被添加到PA后,徹底改變了PA原有的意義。而現(xiàn)在看來,這一不足與FS的邏輯基礎(chǔ)無關(guān)??傊?,IFS基本上保持了FS的主要性質(zhì)。下面簡(jiǎn)要分析其原因。
已經(jīng)知道,HA一方面是PA的子理論,但另一方面,PA也可通過否定性轉(zhuǎn)換(negative translation)嵌入HA([8],第128頁)。FS與IFS之間也有這樣的轉(zhuǎn)換。在已有的轉(zhuǎn)換條款的基礎(chǔ)上,我們可以定義:
定義12(真理論的否定性轉(zhuǎn)換) 真理論的否定性轉(zhuǎn)換是在PA到HA的否定性轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上,增添如下一條關(guān)于T謂詞原子語句的轉(zhuǎn)換條款:
定理8 FS?φ?IFS?φ?。
證明:只需從兩個(gè)方向分別驗(yàn)證該結(jié)論對(duì)任意邏輯公理、算術(shù)公理以及真之公理都成立。從右向左是顯然的,下面只證明從左向右。邏輯公理和算術(shù)公理的情形,參閱[8]。
驗(yàn)證IFS2*,:
故而;
驗(yàn)證 IFS4*,:
同理可驗(yàn)證,;
驗(yàn)證 IFS7*,:
同理可驗(yàn)證,;其余真之公理可類似驗(yàn)證。 □
定理8表明,IFS之所以能夠保持FS的性質(zhì),乃是因?yàn)槲覀兛梢酝ㄟ^否定性轉(zhuǎn)換,把關(guān)于FS的性質(zhì)的結(jié)論轉(zhuǎn)換為關(guān)于IFS的性質(zhì)的相應(yīng)結(jié)論。而這也就說明,F(xiàn)S的基本真理論性質(zhì)主要是基于其真之公理,而不是邏輯基礎(chǔ)。
在本文中,我們討論了基于直覺主義邏輯的Friedman-Sheard理論IFS。我們的目的是為研究FS提供一個(gè)參照,所以我們建立的IFS理論僅僅是在邏輯基礎(chǔ)上與FS不同,而并非按照FS的框架討論了基于直覺主義的真之規(guī)律的新的公理化真理論。我們還討論了直覺主義修正語義學(xué),它是把標(biāo)準(zhǔn)的修正語義學(xué)推廣至多個(gè)結(jié)點(diǎn)而得到。因此當(dāng)結(jié)點(diǎn)集K中只含一個(gè)結(jié)點(diǎn)時(shí),我們的直覺主義修正語義學(xué)就等同于標(biāo)準(zhǔn)的修正語義學(xué)。我們證明了IFS能將這樣的直覺主義修正語義學(xué)公理化至第一個(gè)極限序數(shù)ω,這是本文最重要的結(jié)果。本文最后一個(gè)定理的證明表明,F(xiàn)S的性質(zhì)是由真之規(guī)律本身而不是由邏輯基礎(chǔ)決定的。
[1]H.Friedman and H.Sheard,1987,“An axiomatic approach to self-referential truth”,Annals of Pure and Applied Logic,33:1-21.
[2]V.Halbach,1994,“A system of complete and consistent truth”,Notre Dame Journal of Formal Logic,36:311-327.
[3]V.Halbach,2011,Axiomatic Theories of Truth,Cambridge:Cambridge University Press.
[4]L.Horsten,2011,The Tarskian Turn:Deflationism and Axiomatic Truth,Cambridge:MIT Press.
[5]R.Kaye,1991,Models of Peano Arithmetic,Oxford:Clarendon Press.
[6]G.E.Leigh and M.Rathjen,2012,“The Friedman-Sheard programme in intuitionistic logic”,Journal of Symbolic Logic,77(3):777-806.
[7]J.Stern,2014,“Modality and axiomatic theories of truth I:Friedman-Sheard”,The Review of Symbolic Logic,7(2):273-298.
[8]A.S.Troelstra and D.van Dalen,1998,Constructivism in Mathematics,Amsterdam:North-Holland.
[9]李娜,李晟,“直覺主義邏輯上的公理化真理論”,邏輯學(xué)研究,2015年第3期,第48-63頁。