在谓词逻辑中,存在量化是对论域内至少一个成员的性质或关系的论断。在符号逻辑中,存在量词「∃」是用来指示存在量化的符号。
它相对于声称某些谓词对所有事物都为真的全称量化。
基础
要表达“某些自然数自乘得25”这个命题,一种方式是:
: 0 \times 0=25,或1 \times 1=25,或2 \times 2=25,或3 \times 3=25,以此类推。
因为使用了“或”一词,这看上去是逻辑析取。然而形式逻辑中的析取概念却不能表达出“以此类推”一词的含义,因此该命题并不能在形式逻辑中解读。
因此将该命题改述为
:存在自然数n,n \times n=25。
也可表达为
:对于某些自然数n,n \times n=25。
这便是一个使用存在量化的单一命题。该命题比原命题更精确,因为“以此类推”一词想表示的是要包括所有的自然数、且除此之外不包括任何其它内容,但语言中并没有明确地陈述这点,这便是“以此类推”一词不能被形式地解释的根本原因。
这个新命题为真,因为5是自然数,而当把5代入n时,可以得到5 \times 5=25。尽管大多数自然数n都不满足n \times n=25,但存在至少一个解足以举证存在命题为真。反之,“存在偶数n,n \times n=25”为假,因为一个偶数解也不存在。
然而,“存在奇数n,n \times n=25”为真,因为5是奇数。这演示了论域的重要性——确定变量n的取值范围。限制存在量化的论域要使用逻辑合取。例如“存在奇数n,n \times n=25”逻辑等价于“存在自然数n,n是奇数且n \times n=25”。这里的“且”构造出了逻辑合取。
在符号逻辑中,使用存在量词“∃”(反写的无衬线体的字母"E")来表示存在量化。所以如果P(a,b,c)是谓词“a \times b=c”,而\mathbb{N}则是自然数集,那么有
: \exists{n}{\in}\mathbb{N}\, P(n,n,25)
表示的是真命题“存在自然数n,n \times n=25”。
类似的,如果Q(n)是谓词“n是偶数”,那么有
: \exists{n}{\in}\mathbb{N}\, \big(Q(n)\;\!\;\! {\wedge}\;\!\;\! P(n,n,25)\big)
表示的是假命题“存在自然数n,n是偶数且n \times n=25”。
参见
*全称量化(∀,for all)
*量化 (数理逻辑)
参考资料
*
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