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命题公式是命题逻辑讨论的对象,而由命题变项使用联结词可构成任意多的复合命题,如 P∧Q,
P∧Q∨R, P→ Q等。问题是它们是否都有意义呢?只有一个联结词的命题 P,
P∧Q, P→Q当然是有意义的。由两个联结词构成的命题P∧Q∨R至少意义不明确, 是先作P∧Q再对R做∨, 还是先作Q∨R再对P作∧呢?
P∧Q也有同样的问题。解决运算次序是容易的,
可像初等代数那样使用括号的办法, 在逻辑运算中也常使用圆括号来区分运算的先后次序。这样由命题变项、命题联结词和圆括号便组成了命题逻辑的全部符号。进一步的问题是建立一个一般的原则以便生成所有的合法的命题公式,并能识别什么样的符号串是合法的(有意义的)?
合式公式(简记为Wff)的定义:
1. 简单命题是合式公式。
2. 如果A是合式公式, 那么 A也是合式公式。
3. 如果A、B是合式公式, 那么(A∧B), (A∨B), (A→B)和(A B)是合式公式。
4. 当且仅当经过有限次地使用1.2.3所组成的符号串才是合式公式。
这个定义给出了建立合式公式的一般原则,也给出了识别一个符号串是否是合式公式的原则。
这是递归(归纳)的定义。在定义中使用了所要定义的概念,如在2和3中都出现了所要定义的合式公式字样,其次是定义中规定了初始情形,如1中指明了已知的简单命题是合式公式。
条件4说明了哪些不是合式公式,而1、2和3说明不了这一点。
依定义,若判断一个公式是否为合式公式,必然要层层解脱回归到简单命题方可判定。
(P∧Q),
(P→(P∧Q)),
(((P→Q)∧(Q→R)) (P→R))都是合式公式。而 P∨Q∨,
((P→Q)→( ∧Q)), (P→Q都不是合式公式, 没有意义, 我们不讨论。
在实际使用中,为了减少圆括号的数量,可以引入一些约定,如规定联结词优先级的办法,可按 ,∨,∧,→, 的排列次序安排优先的级别,多个同一联结词按从左到右的优先次序。这样,在书写合式公式时,可以省去部分或全部圆括号。通常采用省略一部分又保留一部分括号的办法,这样选择就给公式的阅读带来方便。如
(P→(Q∨R))可写成P→(Q∨R)或P→Q∨R。
(P→(P→R))可写成P→(P→R)。
命题演算中只讨论合式公式, 为方便起见, 将合式公式就称作公式。
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