命题(proposition)就是具有真假意义的陈述句。命题为真记为T(true),为假记为F(false)。命题一般用P、Q、R等字母表中靠后的大写字母表示。如果一个语句不能进一步分解成更简单的语句且是一个命题,则称此命题为原子命题(atomic proposition)。原子命题通过连接词(connective)连接起来,可以构成复合命题,用来表示更复杂的语义。
连接词有以下5个。
(1)﹁:非(negation),表示否定(not)。
(2)∨:析取(disjunction),表示或(or)。
(3)∧:合取(conjunction),表示与(and)。
(4)→:条件(condition),表示蕴含(implication)。P→Q,表示P蕴含Q,即若P,则Q,P是Q的必要条件,但不一定是充分条件。P为条件前项,Q为条件后项。
(5)↔:双条件(bicondition),表示等价(equivalence),P↔Q,表示P→Q且Q→P,即P等价于Q。
证明两个命题是否等价,我们可以借助真值表来进行,如表2.1所示。
表2.1 原始语句的真值表
注:P→Q中,是“如果…那么…”的关系,并不是“因为…所以…”的关系,所以,如果P是假的,那么Q的真假就不一定。
比如,P:你在教室里。Q:你在学校里。
如果你在教室里,那么你在学校里。(可能,所以这句话为真。)
如果你在教室里,那么你不在学校里。(不可能,所以这句话为假。)(www.xing528.com)
如果你不在教室里,那么你在学校里。(可能,所以这句话为真。)
如果你不在教室里,那么你不在学校里。(可能,所以这句话为真。)
再比如,如果你喜欢的女生对你说,如果“人工智能及其应用”这门课你考试超过90分,她就答应做你女朋友,那么就只有一种情况可以证明她说这句话是在骗你,那就是你考了90多分,她还是不答应做你女朋友。其他情况,比如你只考了60分,她不答应做你女朋友也好,她答应做你女朋友也好,都不能说明她说的那句话是假的。换句话说,就是:如果她答应做你女朋友这件事已经出现,那么你考多少分都无所谓;如果她不答应做你女朋友,那就一定是你没好好学习,考试没有超过90分。
连接词是具有优先级的,﹁的优先级最高,↔的优先级最低,可以通过使用括号()、[]来控制顺序,这样就可以构成合法的表达式。这种表达式又称为合式公式(WFF,wellformed formula)。
我们可以用一些性质定律帮助进行命题逻辑运算,通过等价变换来代替真值表证明两个表达式的等价性。以下为一些常见的等价性。
(1)双重否定表示肯定:﹁(﹁P)↔P。
(2)换质换位定律(逆反律):(P→Q)↔(﹁Q→﹁P)。
(3)德·摩根定律:﹁(P∨Q)↔(﹁P∧﹁Q)和﹁(P∧Q)↔(﹁P∨﹁Q)。
(4)交换律:(P∨Q)↔(Q∨P)和(P∧Q)↔(Q∧P)。
(5)结合律:((P∨Q)∨R)↔(P∨(Q∨R))和((P∧Q)∧R)↔((P∧Q)∧R)。
(6)分配律:P∨(Q∧R)↔(P∨Q)∧(P∨R)和P∧(Q∨R)↔(P∧Q)∨(P∧R)。
(7)等价律:(P↔Q)↔(P→Q)∧(Q→P)。
早期的人工智能程序“逻辑理论家”就是用这些表达式之间的恒等变换,证明了《数学原理》中的很多定理。
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