Кіріспе

Формальды логикалық жүйе. Математика мен логикада жоғары тәртіп логикасы (қысқартылып HOL) – қосымша кванторлармен және кейде күшті семантикамен бірінші тәртіп логикасынан ерекшеленетін логика түрі. Стандартты семантикасы бар жоғары тәртіп логикалары көбірек экспрессивті, бірақ олардың модельдік-теориялық қасиеттері бірінші тәртіп логикасына қарағанда нашаррақ. "Жоғары тәртіп логикасы" термині көбінесе жоғары тәртіп қарапайым предикаттық логиканы білдіреді. Мұнда "қарапайым" дегеніміз – негізгі типтер теориясы қарапайым типтер теориясы, сонымен қатар типтердің қарапайым теориясы деп аталады. Леон Чвистек пен Фрэнк П. Рамси бұл терминді Альфред Норт Уайтхед пен Бертран Расселдің "Principia Mathematica" еңбегінде сипатталған типтердің күрделі және қиын тармақталған теориясын жеңілдету мақсатында ұсынды. Кейде қарапайым типтер полиморфты және тәуелді типтерді қоспау үшін де қолданылады.

Сандық өлшеу аясы

Бірінші реттік логика тек жеке тұлғалармен шектесетін айнымалыларды сандық түрде анықтайды; екінші реттік логика жиындарды да сандық түрде анықтайды; үшінші реттік логика жиындар жиындарын да сандық түрде анықтайды, және т.б. Жоғары реттік логика – бірінші, екінші, үшінші, n-ші реттік логикалардың біріндісі; яғни жоғары реттік логика кез келген тереңдікте орналасқан жиындарды сандық түрде анықтауға мүмкіндік береді.

Семантика

Жоғары ретті логиканың екі мүмкін семантикасы бар. Стандартты немесе толық семантикада жоғары типті объектілерге қатысты кванторлар сол типтегі барлық мүмкін объектілерді қамтиды. Мысалы, жеке тұлғалар жиынының кванторы жеке тұлғалар жиынының барлық қуаты жиынын қамтиды. Осылайша, стандартты семантикада жеке тұлғалар жиыны анықталғаннан кейін, бұл барлық кванторларды анықтау үшін жеткілікті. Стандартты семантикасы бар HOL бірінші ретті логикадан гөрі көбірек экспрессивті. Мысалы, HOL табиғи сандар мен нақты сандардың категориялық аксиоматизациясын қабылдайды, бұл бірінші ретті логикамен мүмкін емес. Алайда, Курт Гёдельдің нәтижесі бойынша, стандартты семантикасы бар HOL тиімді, дұрыс және толық дәлелдеу ережесін қабылдамайды. Стандартты семантикамен HOL-дың модельдік-теориялық қасиеттері бірінші ретті логикаға қарағанда күрделірек. Мысалы, екінші ретті логиканың Лёвенхайм саны, егер мұндай кардинал болса, бірінші өлшенетін кардиналдан үлкен. Бірінші ретті логиканың Лёвенхайм саны, керісінше, ең кішкентай шексіз кардинал ℵ0 болып табылады. Хенкин семантикасында әр жоғары ретті тип үшін әр интерпретацияда жеке домен қарастырылады. Мысалы, жеке тұлғалар жиынының кванторлары жеке тұлғалар жиынының қуаты жиынының тек бір бөлігін ғана қамтуы мүмкін. HOL осы семантикамен бірінші ретті логикадан күштірек болмай, көп сортты бірінші ретті логикаға тең. Атап айтқанда, Хенкин семантикасы бар HOL бірінші ретті логиканың барлық модельдік-теориялық қасиеттеріне ие және бірінші ретті логикадан мұра етілген толық, дұрыс, тиімді дәлелдеу жүйесіне ие.

Қасиеттері

Жоғары дәрежелі логикаға Чирчтың типтер туралы қарапайым теориясының тармақтары және интуиционистік типтер теориясының әртүрлі түрлері кіреді. Жерар Хьюэ үшінші реттік логиканың типтік нұсқасында біріктірушіліктің шешілмейтінін көрсетті, яғни екінші реттік (тіпті жоғары реттік) терминдер арасындағы кез келген теңдеудің шешімі бар ма, жоқ па, оны анықтайтын алгоритм жоқ. Изоморфизмнің белгілі бір ұғымына дейін, қуаты жиынтығы операциясы екінші реттік логикада анықталады. Осы байқауды пайдаланып, Яакко Хинтикка 1955 жылы екінші реттік логиканың жоғары реттік логиканы имитациялай алатынын көрсетті, яғни жоғары реттік логиканың кез келген формуласы үшін екінші реттік логикада оған эквивалентті формула табуға болады. "Жоғары реттік логика" термині кейбір контекстерде классикалық жоғары реттік логиканы білдіреді деп есептеледі. Дегенмен, модальдық жоғары реттік логика да зерттелді. Көптеген логиктердің пікірінше, Гёдельдің онтологиялық дәлелін осындай контексте (техникалық тұрғыдан) зерттеу тиімді.