自然演绎推理是从一组已知为真的事实出发,直接运用经典逻辑的推理规则,推出结论的过程。其中,基本的推理规则有P规则、T规则、假言推理、拒取式推理等。[3]
(一)P规则与T规则
P规则是指在推理的任何步骤上都可以引入前提,继续进行推理。
T规则是指在推理时,如果前面步骤中有一个或多个公式永真蕴涵S,则可以把S引入到推理过程中。
(二)假言推理
假言推理的一般形式是:
它表示:由P→Q及Q为真,可推出Q为真。例如,由“如果x是水果,则x能吃”及“苹果是水果”可推出“苹果能吃”的结论。
(三)拒取式推理
拒取式推理的一般形式是:P→Q,~P⇒~Q
它表示:由P→Q为真及Q为假,可推出P为假。例如,由“如果下雨,则地上湿”及“地上不湿”可推出“没有下雨”的结论。
这里,应注意避免如下两类错误:一是肯定后件(Q)的错误;另一个是否定前件(P)的错误。所谓肯定后件是指,当P→Q为真时,希望通过肯定后件Q为真来推出前件P为真,这是不允许的。例如伽利略在论证哥白尼的日新说时,曾使用了如下推理:(www.xing528.com)
(1)如果行星系统是以太阳为中心的,则金星会显示出位相变化;
(2)金星显示出位相变化;
(3)所以,行星系统是以太阳为中心的。
这就是使用了肯定后件的推理,违反了经典逻辑的逻辑规则,他为此曾遭到非难。所谓否定前件是指,当P→Q为真时,希望通过否定前件P来推出后件Q为假,这也是不允许的。例如下面的推理就是使用了否定前件的推理,违反了逻辑规则:
(1)如果上网,则能知道新闻;
(2)没有上网;
(3)所以,不知道新闻。
这显然是不正确的,因为通过收听广播,也会知道新闻。事实上,只要仔细分析关于P→Q的定义,就会发现当P→Q为真时,肯定后件或否定前件所得的结论既可能为真,也可能为假,不能确定。
一般来说,由已知事实推出的结论可能有多个,只要其中包含了待证明的结论,就认为问题得到了解决。自然演绎推理的优点是定理证明过程自然,容易理解;它拥有丰富的推理规则,推理过程灵活,便于在它的推理规则中嵌入领域启发式知识。其缺点是容易产生组合爆炸,推理过程中得到的中间结论一般呈指数形式递增,这对于一个大的推理问题来说是十分困难的,甚至是不可能实现的。
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