假言易位律

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假言易位律
术语名称 假言易位律
英语名称 contraposition
别名 transposition, 换质换位律, 逆否命题

假言易位律(contraposition, transposition)是命题逻辑、谓词逻辑定理之一,逆否命题(contraposition, transposition)指一个条件命题(或古典逻辑的假言命题)交换前后件并否定前后件得到的命题,这一定理说明任一逆否命题与原命题等价。

也称换质换位,特别是古典逻辑(词项逻辑)中将其看作直言命题的情况下,见对应词条。直言命题中同时改变联项和谓项(“是 p”变为“不是非 p”)的操作称为换质;而对 E 和 I 交换两个词项(主项和谓项,都是现代逻辑中的谓词)位置的操作称为换位。在这一视角下,假言易位就是换质和换位连续进行的结果,因此称为换质换位。现代一般提到换质换位以及逆否命题时,指的是命题逻辑范围内的形式,不需要上述直言命题中的量词和个体词部分。但现在使用这一术语很少指代这种谓词逻辑结构的命题,基本处于命题逻辑范围。

定理

永真式 [math]\displaystyle{ \vDash (P \rightarrow Q) \leftrightarrow (\lnot Q \rightarrow \lnot P) }[/math] 称为假言易位律(contraposition, transposition)。

两个方向也分别称为:

  • 假言易位: [math]\displaystyle{ \vDash (P \rightarrow Q) \rightarrow (\lnot Q \rightarrow \lnot P) }[/math]
  • 逆假言易位: [math]\displaystyle{ \vDash (\lnot Q \rightarrow \lnot P) \rightarrow (P \rightarrow Q) }[/math]

意义

  • 自然演绎系统中,假言易位律对应重要的推理规则:
    • 假言易位: [math]\displaystyle{ P \rightarrow Q \vdash \lnot Q \rightarrow \lnot P }[/math]
    • 逆假言易位: [math]\displaystyle{ \lnot Q \rightarrow \lnot P \vdash P \rightarrow Q }[/math]
  • 假言易位律是间接证明的逻辑基础:
    • 要证明 [math]\displaystyle{ P \rightarrow Q }[/math] ,可以通过证明其逆否命题 [math]\displaystyle{ \lnot Q \rightarrow \lnot P }[/math] 来实现。
  • 该定理给出了条件命题中前件和后件之间的转化,说明充分条件、必要条件实际上地位对称,有相似性。

非经典逻辑中的情况

  • 古典逻辑中完全接受假言易位律,认为条件命题与其逆否命题完全等价。
  • 直觉主义逻辑中,部分接受假言易位律:
    • 仅接受 [math]\displaystyle{ (P \rightarrow Q) \rightarrow (\lnot Q \rightarrow \lnot P) }[/math]
    • 只会得到 [math]\displaystyle{ (\lnot Q \rightarrow \lnot P) \rightarrow (\lnot\lnot P \rightarrow \lnot\lnot Q) }[/math]
  • 多值逻辑中,假言易位律的成立取决于蕴含算子的定义。