Кіріспе
Формальды тілдегі сөйлемдер жиынтығы. Математикалық логикада теория (немесе формальды теория) – формальды тілдегі сөйлемдер жиынтығы. Көп жағдайда дедуктивті жүйе алдымен контекст арқылы түсініледі, содан кейін дедуктивті жабық теорияның элементі теорияның теоремасы деп аталады. Көптеген дедуктивті жүйелерде әдетте теорияның "аксиомалар жиыны" деп аталатын кіші жиын болады, мұндай жағдайда дедуктивті жүйе "аксиомалық жүйе" деп те аталады. Анықтама бойынша, әрбір аксиома автоматты түрде теорема болып саналады. Бірінші реттік теория – жүйенің ережелері арқылы аксиомалар жиынынан рекурсивті түрде алынған бірінші реттік сөйлемдердің (теоремалардың) жиынтығы.
In mathematical logic, a theory (also called a formal theory) is a set of sentences in a formal language. In most scenarios a deductive system is first understood from context, after which an element of a deductively closed theory is then called a theorem of the theory. In many deductive systems there is usually a subset that is called "the set of axioms" of the theory , in which case the deductive system is also called an "axiomatic system". By definition, every axiom is automatically a theorem. A first order theory is a set of first order sentences (theorems) recursively obtained by the inference rules of the system applied to the set of axioms.
Жалпы теориялар (формальды тілмен айтылған)
Теорияларды негіздік мақсаттарда анықтаған кезде қосымша сақтық таныту қажет, себебі қалыпты жиын теориясының тілі қолдануға келмейтін болуы мүмкін. Теорияны құру нақты, бос емес тұжырымдық жиынды анықтаудан басталады, оның элементтері мәлімдемелер деп аталады. Бұл бастапқы мәлімдемелер көбінесе теорияның бастапқы элементтері немесе элементарлық мәлімдемелер деп аталады – оларды олардан туындайтын басқа мәлімдемелерден ажырату үшін. Теория – бұл осы элементарлық мәлімдемелерден тұратын тұжырымдық жиын. Теорияға жататын элементарлық мәлімдемелер оның элементарлық теоремалары деп аталады және олар шын деп есептеледі. Осылайша, теорияны тек шын мәлімдемелерді қамтитын оның ішкі жиынын белгілеудің бір жолы деп қарастыруға болады. Теорияны белгілеудің осы жалпы тәсілі оның кез келген элементарлық мәлімдемесінің шындығы сілтемесіз анықталмайды. Сондықтан, бір элементарлық мәлімдеме бір теорияға қатысты дұрыс, ал екіншісіне қатысты жалған болуы мүмкін. Бұл, мысалы, күнделікті тілдегі "Ол адал адам" сияқты мәлімдемелерді еске түсіреді, оларды "ол" кім екенін және осы теория бойынша "адал адам" дегеніміз не екенін түсіндірмей, дұрыс немесе жалған деп бағалауға болмайды.
Ішкі теориялар мен кеңейтулер
Теория – теорияның ішкі теориясы болып табылады, егер ол теорияның ішкі жиыны болса. Егер бір жиын екінші жиынның ішкі жиыны болса, онда бірінші жиын екіншісінің кеңейтілген түрі немесе супертеориясы деп аталады.
Дедуктивті теориялар
Теория, егер ол индуктивті класс болса, дедуктивті теория деп аталады, яғни оның мазмұны белгілі бір формалды дедуктивті жүйеге негізделген және оның кейбір элементарлық тұжырымдары аксиомалар ретінде алынады. Дедуктивті теорияда, бір немесе бірнеше аксиоманың логикалық салдары болып табылатын кез келген тұжырым сол теорияның тұжырымдары болып табылады. Екінші реттік логика сияқты басқа логикаларда, қанағаттандырылмайтын, синтаксистік тұрғыдан дұрыс теориялар бар, мысалы, ω-сәйкессіз теориялар. Толық және дәйекті теория (немесе жай ғана толық теория) – бұл дәйекті теория, онда оның тіліндегі кез келген φ тұжырымы үшін, φ немесе {φ} дәйекті емес болады. Логикалық салдар бойынша жабық теориялар үшін, бұл әрбір φ тұжырымы үшін, φ немесе оның жоқтығы теорияда қамтылған дегенді білдіреді. Толық емес теория – бұл толық емес дәйекті теория. (Құндылығы жоғарырақ дәйектілік түсінігі үшін ω-дәйекті теорияны қараңыз.)
Теорияны түсіндіру
Теорияны түсіндіру – теория мен нақты бір мәселе арасындағы қарым-қатынас, онда теорияның белгілі бір элементарлық тұжырымдары мен мәселеге қатысты белгілі бір тұжырымдардың арасында көпке-бір сәйкестік болады. Егер теориядағы әрбір элементарлық тұжырымға сәйкес келетін нәрсе болса, онда ол толық түсіндіру деп аталады, әйтпесе – ішінара түсіндіру деп аталады.
Құрылыммен байланысты теориялар
Әрбір құрылымның бірнеше теориясы бар. A құрылымының толық теориясы – A-ның қолтаңбасындағы барлық бірінші реттік сөйлемдердің жиынтығы, оны A қанағаттандырады. Ол Th(A) арқылы белгіленеді. Жалпы алғанда, K теориясы, σ құрылымдар класы, – K-дағы барлық құрылымдар қанағаттандыратын барлық бірінші реттік σ сөйлемдердің жиынтығы және Th(K) арқылы белгіленеді. Көздейтіндей, Th(A) = Th({A}). Бұл ұғымдар басқа логикаларға қатысты да анықталуы мүмкін. Әрбір σ құрылымы A үшін, A-ның доменінің әрбір элементі үшін бір жаңа тұрақты символ қосып σ-ны кеңейтетін үлкен σ' қолтаңбасында бірнеше байланысты теориялар бар. (Егер жаңа тұрақты символдар олар көрсететін A элементтерімен сәйкес келсе, σ' σ ∪ A деп қарастырылуы мүмкін.) σ'-ның кардиналдығы – σ-ның және A-ның кардиналдықтарының үлкені. A-ның диаграммасы A-мен қанағаттандырылатын барлық атомдық немесе жоқ атомдық σ' сөйлемдерінен тұрады және diagA арқылы белгіленеді. A-ның оң диаграммасы – A қанағаттандыратын барлық атомдық σ' сөйлемдерінің жиынтығы. Ол diag+A арқылы белгіленеді. A-ның элементарлық диаграммасы – A-мен қанағаттандырылатын барлық бірінші реттік σ' сөйлемдерінің eldiagA жиынтығы немесе, баламалы түрде, A-ның σ' қолтаңбасына табиғи кеңеюінің толық (бірінші реттік) теориясы.
Бірінші реттік теориялар
Бірінші реттік теория — бірінші реттік формальды тілдегі сөйлемдер жиынтығы.
Бірінші реттік теориядағы деривация
Бірінші реттік логика үшін көптеген формалды туынды ("дәлелдеу") жүйелері бар. Оларға Гильберт стиліндегі дедуктивті жүйелер, табиғи дедукция, тізбекті есептеу, кестелік әдіс және қарастыру кіреді.
Бірінші реттік теориядағы синтаксистік салдары
A формуласы – бірінші реттік теорияның синтаксистік салдары болып табылады, егер A-ны логикалық емес аксиомалар ретінде ғана формулаларды пайдалана отырып шығаруға болады. Мұндай формула А теорема деп аталады. "" белгісі А-ның теорема екенін көрсетеді.
Бірінші реттік теорияның түсіндірілуі
Бірінші реттік теорияның интерпретациясы теорияның формулалары үшін семантиканы анықтайды. Интерпретация формуланы қанағаттандырады делінеді, егер формула интерпретация бойынша шын болса. Бірінші реттік теорияның моделі – бұл оның барлық формулалары қанағаттандырылатын интерпретация.
Жекелігі бар бірінші реттік теориялар
Бірінші реттік теория — егер ол сәйкестік қатынасының символын "=" және осы символға қатысты рефлексивтілік және алмастыру аксиомалық схемаларын қамтитын болса, сәйкестікке ие бірінші реттік теория болып табылады.
Мысалдар
Теорияны анықтаудың бір жолы – белгілі бір тілде аксиомалар жиынтығын беру. Теория тек осы аксиомаларды немесе олардың логикалық немесе дәлелденген салдарларын, қалауынша, қамтуы мүмкін. Осылай алынған теорияларға ZFC және Пеано арифметикасы жатады. Теорияны анықтаудың екінші жолы – бір құрылымнан бастап, теорияны сол құрылыммен шындыққа сай келетін сөйлемдер жиынтығы деп қарастыру. Бұл семантикалық тәсіл арқылы толық теорияларды құрудың бір жолы, мысалы, (N, +, ×, 0, 1, =) құрылымындағы шын сөйлемдер жиынтығы, мұнда N – натурал сандар жиынтығы, және (R, +, ×, 0, 1, =) құрылымындағы шын сөйлемдер жиынтығы, мұнда R – нақты сандар жиынтығы. Олардың біріншісі, шын арифметика теориясы деп аталады, оны ешқандай санаулы аксиомалар жиынтығының логикалық салдары ретінде жазуға болмайды. Тарски (R, +, ×, 0, 1, =) теориясының шешілетінін көрсетті; ол нақты жабық өрістер теориясы болып табылады (толық мәліметтер үшін нақты сандардың бірінші реттік теорияларының шешілуіне қараңыз).