Секвенций исчисление

Секве́нций исчисле́ние

(позднелатинское sequentia — последовательность, следствие)

секвенциальные исчисления, исчисления способов заключений, модификации понятия логического исчисления (См. Исчисление), в которых основными объектами преобразования являются не формулы, а т. н. секвенции, т. е. выражения вида A₁,..., A_l → B₁,..., Bm, где → аналогична знаку выводимости, A₁,..., A_l и B₁,..., Bm — произвольные формулы; первые — образующие антецедент секвенции, вторые — её сукцедент. При l, m ≥ 1 секвенция A₁,..., A_l → B₁,... B_m интерпретируется как формула

A₁&... &A₁ ⊃B₁ ∨...∨ B_m.

(& — знак конъюнкции, ⊃ — импликации, ∨ — дизъюнкции, см. Логические операции), секвенция с пустым антецедентом интерпретируется как истина, а секвенция с пустым сукцедентом — как ложь (и, следовательно, секвенция →, состоящая из одной стрелки, — как противоречие). Аксиомами (исходными секвенциями) в С. и. являются все секвенции вида С → С (и только они). Правила вывода делятся на т. н. структурные и логические. Первые кодифицируют допустимые изменения «формульного состава» антецедента и сукцедента, вторые — введение в секвенции различных логических символов. Структурные правила — это «уточнение» (добавление произвольной формулы к антецеденту или сукцеденту), «сокращение» (вычёркивание повторяющихся формул), перестановка произвольных формул в антецеденте или сукцеденте, а также «сечение»

(латинскими буквами обозначаются произвольные формулы, греческими — строчки формул, разделённых запятыми, над чертой пишется посылка правила, под чертой — заключение). Логические правила вывода имеют для секвенциального классического исчисления высказываний (См. Исчисление высказываний) следующий вид:

; ;

.

Если и структурные, и логические правила вывода ограничить условием, согласно которому в сукцеденте каждой секвенции должно быть не более одной формулы, то получим секвенциальное интуиционистское исчисление высказываний: это условие оказывается достаточным для невыводимости в С. и. исключенного третьего принципа (См. Исключённого третьего принцип) (а также закона снятия двойного отрицания). Секвенциальное Исчисление предикатов получается присоединением к предыдущим правилам ещё двух пар правил введения Кванторов общности и существования.

Основной результат немецкого математика Г. Генцена состоит в установлении возможности приведения каждого вывода в С. и. к «нормальной форме», не содержащей применений правила сечения и тем самым представляющей в некотором смысле «прямой» вывод. Из многочисленных приложений этого результата особенно важны доказательства непротиворечивости (См. Непротиворечивость) арифметических формальных систем, использующие математическую технику, выходящую за рамки гильбертовского финитизма (см. Аксиоматический метод, Метаматематика), и тем самым обходящие в известном смысле трудности, обусловленные теоремой К. Гёделя (См. Гёдель) о неполноте формальной арифметики. Эта же основная теорема Генцена лежит в основе большинства алгоритмов выводимости для логических и логико-математических исчислений (см. Разрешения проблема), чем и обусловлена исключительная важность С. и. для интенсивно развивающихся исследований в области машинного поиска логического вывода, являющихся важным примером моделирования (См. Моделирование) интеллектуальной деятельности человека.

Лит.: Генцен Г., Исследования логических выводов, пер. с нем., в кн.: Математическая теория логического вывода, М, 1967, с. 9—74; его же. Непротиворечивость чистой теории чисел, там же, с. 77—153; его же, Новое изложение доказательства непротиворечивости для чистой теории чисел, там же, с. 154—90; Карри Х. Б Основания математической логики. пер. с англ., М., 1969, гл. 5С, 6B, 7B и 8B; Алгорифм машинного поиска естественного логического вывода в исчислении высказываний, М. — Л., 1965.