東大圖書《弗雷格》筆記

於 2024年6月11日 (二) 00:36 由 Tankianting討論 | 貢獻 所做的修訂

ISBN 9571918199

這是講述弗雷格哲學的簡介,弗雷格是語言哲學之父,奠基現代邏輯學,也是分析哲學的鼻祖。作者王路是漢語圈研究弗雷格的哲學家,來自中國。

第一章:生平簡介

第二章:概念文字

古代已經有符號化表示命題的方式(亞里斯多德),萊布尼茲也提出一個邏輯化的語言來表示人類思維的方法。弗雷格使用的概念文字,是一種結合數學文字和自然語言,卻又揚棄自然語言表達邏輯的不完美。可以說是形式邏輯的奠基者。

書中並未介紹其理念的表現形式(排版過於困難,可以參考:Translations from the Philosopical Writing of Gottlob Frege 筆記-概念文字 第一章),雖然從形式可以看出,作者想要表達的是現在的一階邏輯(謂詞邏輯),但作者提出9條一階邏輯的公理,組成帶等號符=的一階邏輯系統:

公理

  1. a ->(b->a)
  2. (c->(b->a))->((c->b)->(c->a))
  3. (d->(b->a)) -> (b->(d->a))
  4. (b->a)->(a->b)
  5. ¬¬a -> a
  6. a->¬¬a
  7. (a=d)->(f(c)->f(d))
  8. c=c
  9. ∀xF(x)->F(a)

推導規則

  1. A->B, A⊢B
  2. A->F(a) )( ⊢A->∀xF(x) 僅當a不於結論中出現。(註:「)(」不知道是什麼符號)

弗雷格證明這是soundness,但是沒有證明他的completeness,後來由Godel證明完成。

弗雷格認為句子和概念內容是區別的,比如「我被他打」和「他打我」形式不同,表達意思相同,只是給讀者的心理作用不同。所以形式邏輯是一種「去心理主義」的推論方式。

弗雷格的系統引進謂詞「……是事實」,就是「⊢」(可以視為判斷符號)。「A」是句子 sentence,「--A」是內容,「|---A」是判斷。

亞里斯多德:概念->判斷->邏輯。弗雷格先引入判斷,直接進入對推理的研究。

「命題邏輯」->「一階邏輯」->現代邏輯系統

將判斷核心化,實際上把句子核心地位化,對哲學產生深刻影響。

引入函數和變數(自變元)的概念,從數學而來。

亞里斯多德:單稱命題(如:蘇格拉底是人)、普遍命題(分成全稱命題和特稱命題)

其中單稱命題在邏輯上的推論缺陷,在概念文字得到解決。

二元關係(可以視為二元謂詞,離散數學應該會提到),「|----R(x, y)」放在現在數學,可以表示為:「x R y」。

傳統邏輯「主詞+繫辭+謂詞」被打破,個體c和自變元一起引入邏輯。

邏輯以前用自然語言表達,和心理學和認識論綁在一起,影響發展。後來發展形式邏輯,邏輯快速發展

  • 數理邏輯
    • 證明論
    • 公理集合論
    • 遞迴論
    • 模型論
  • 哲學邏輯
    • 模態邏輯
    • 時態邏輯
    • 道義邏輯
    • 認知邏輯
    • 命令句邏輯
    • 問句邏輯

等等

因為使用形式語言和數學方法,所以促使邏輯從哲學獨立,現今邏輯學應用於哲學、工程學、語言學等等。

第三章:算數基礎

弗雷格的心願是從邏輯推衍到數學(雖然因為羅素悖論被打敗了),就是所謂的邏輯主義(關於這種數學推演的派別,可以見「同構:編程中的數學」的最後一章「悖論」)。系列著作:

  1. 概念文字
  2. 算數基礎
  3. 算數的基本規律 vol.1,2(未完成)

算數基礎:探討什麼是數,試圖用邏輯定義0,1和後繼(如(S n)的 S)。

為了說明什麼是數,弗雷格的三條方法論:

  1. 心理學和邏輯、主觀和客觀要區別
  2. 在句子聯繫中研究意謂,而非個別研究意謂(語境原則)——弗雷格從語言出發,分析數在語言的表現形式,說明數的性質。
  3. 時刻看到概念和對象的區別

弗雷格認為數是專名(專有名詞),指一個object(對象),不是概念詞(指有同樣類型的東西)。

經驗主義者認為,數是對外界物體的抽象(比如說五隻牛抽象成為「5」+「牛」)

但是弗雷格認為,數和顏色不同。比如說「綠色的葉子」和「1000片葉子」相比,數字1000不是葉子內含的屬性(不同於顏色)

數和事物連接起來,就依賴理解。弗雷格認為我們把什麼賦予事物,取決於我們的思考方式。

弗雷格認為一個概念是從屬於一定範圍的事物抽象,那就不可能有意義應用於這個範圍以外的事物。比如說:顏色是從物質抽象而來,那「某某色的數」就不能用,從而和經驗主義者的「數從物理世界抽象,也可以用於描述物理以外的事物」矛盾。

另外對於主觀主義(數是心理創造),弗雷格的方法論認為「要區別心理學和邏輯」,弗雷格認為數不是心理學裡面的東西。他主張「數不是外界事物、主觀事物,而是某種客觀的東西」。弗雷格認為,客觀的東西和現實的東西是不同的,比如赤道,是透過思維被認識到,被把握的。

也就可以分為:客觀外界世界、主觀世界、另一個包含數存在的世界。

弗雷格的結論

  1. 數不是外界事物的性質
  2. 數的概念不是透過獲取顏色等等抽象方法得到的
  3. 數不是心靈或主觀的實體

弗雷格用「這裡有4個連」和「這裡有500個人」比較,雖然指涉的群體和本質不變,但是概念詞改變,所以弗雷格主張:「數的給出包含對一個概念的表達」。數表達的不是對象的性質,而是概念的性質。

第一層次概念應用於對象,第二層次概念包含數,用來說明第一層次的概念。

概念是數的載體。

函數以個體為自變數,量詞(∀、∃)以函數為自變數。

對於0, 1和後繼(S(n))的定義:

假設F是一元謂詞,N x Fx代表「屬於X這個概念(概念有『凱薩大帝、地球、獨角獸、臺灣人』的數)」,則 (以下的公式稍作等價公式的替換,以利理解):

  • N x F x=0 表示∀x.¬x
  • N x F x=1 表示∃x.(F x ∧ ∀x ∀y(Fx∧Fy →x = y))
  • N x F x=n+1 表示∃x.(F x ∧ N y (Fy ∧ y ≠ x) = n) #註:這裡奇怪的是為什麼沒有給y的量詞

弗雷格反對這種定義:

  • 數字並沒有作為單稱詞使用,也無法把0、1確定為可重認且獨立的對象(即無法說明0是獨一無二且和其他數不同)
  • 因此無法重認一個數,從而無法確認一個數和另一個數是否相同。

數的相等必須藉由(其內元素間)「一一對應」來定義。

用如果a和b平行,則「和a平行的線」的外延和「和b平行的線」的外延相等,弗雷格用外延來說明數的定義:

「屬於概念F的數,是『與概念F等數』的概念的外延」。(也就是所有數量為2的概念(布爾邏輯值、圍棋子的顏色等)的外延,是2,就是屬於布爾邏輯值概念的數。)

根據相等=的解釋:

同一個數屬於概念F且屬於概念G ↔「與概念F等數的」這個概念的外延 = 「與概念G等數的」這個概念的外延

一一對應是什麼呢?

∃ɸ是二元關係,若「 ∀x∈F, ∃y ∈G, ɸ x y 」且「∃x∈F, ∀y ∈G, ɸ x y」則F和G相互對應(一一對應)

概念F和概念G是等數的 ≝ ∃R 使概念F下的對象(元素)和使概念G下的對象一一對應。

算數基礎規律中使用外延區別數,但是這種引入外延產生了悖論。

邏輯主義主張可以用邏輯推演導出算數,雖然後來有類型論進行悖論的補救,也有直覺主義邏輯等等的,可以參考《同構:編程中的數學》最後一章。

康德主張判斷分為「先驗的和後驗的」、「分析的和綜合的」

弗雷格主張:

  • 一個命題是分析的<=>可以純粹基於邏輯規律和定義轉換來證明該命題
  • 先驗命題:不訴諸事實,而從一般規律中推論出來的

為了證明數學,需要假設一些公設axiom:

當時最有名的是皮亞諾公設,但弗雷格並沒有表述皮亞諾公理:

  1. N 0 // 0是自然數
  2. ∀x (N x→∃ y (N y∧ (S(x) = y))) //對於所有自然數x有y為後繼( S x = Succ (x), i.e. x + 1)
  3. ∀x∀y(N x ∧ N y →(x=y↔S(x)=S(y))) //相同的自然數有相同的後繼,不同的有不同的後繼
  4. ∀x(N x→0≠S(x)) //0不是任何自然數的後繼
  5. ∀F((F 0 ∧∀x S x → (F x → F(S x))) →∀x(N x → F x)) // 對於所有性質F若是F 0,且若 F x 則 F (S (x)),則對所有自然數n則F n。

為什麼邏輯主義失敗,人們認為有三大原因:

  • 羅素悖論
  • 哥德爾不完備定理(有些定理不能在皮亞諾公設下被證明)
  • 弗雷格認為邏輯包含集合論,但是現代集合論的發展,應該是把集合論當成數學的一部分(分支)。

悖論和弗雷格的公理V相關,用現代邏輯符號表述如下: 對於所有概念F, ∀F∀G [{x|F x} = {x| G x}]↔∀x (F x ↔G x)

因此 [{x|F x} = {x| F x}]↔∀x (F x ↔F x)

{x|F x} = {x| F x} #分離原則

∃y. y = {x|F x}#存在概括(註:注意,這裡y這個item綁到集合)

因為F是任何概念,所以引入二階量詞則:

∀F.∃y. y = {x|F x}......(a) 也就是:對於所有F謂詞,有類別y=「滿足F謂詞的所有x元素的集合」。

但是我們有一個定理,是∃R.R={x|¬x∈x}(也就是 把(a)式的 F x = ¬x∈x再代入)

但這樣可好!如果R∈R,則¬R∈R(R∈R→¬R∈R)但若¬(R∈R),則因為滿足R的¬x∈x,因此R∈R,所以R∈R∧¬R∈R,所以矛盾。

後來羅素提出類型論(Type Theory),但是因為類型限制,就無法對「無限性」提出證明(註:根據《同構:編程中的數學》p.226,羅素使用無窮公理,將無窮公理化,但是變成公理就無法證明)。

註:現在PL(Programming Language,程式語言)領域用的是改良後的類型論。