Кіріспе

Қарсылық мүмкін емес екенін көрсету арқылы дәлелдеу Логикада, қарама-қайшылық арқылы дәлелдеу – бұл бір ұсыныстың дұрыстығын немесе жарамдылығын, осы ұсыныстың жалған екенін қабылдап, қарама-қайшылыққа алып келу арқылы орнатудың дәлелдеу түрі. Математикалық дәлелдеулерде кеңінен қолданылса да, математикалық ойдың барлық мектебі осы конструктивті емес дәлелді әмбебап жарамды деп қабылдамайды. Әдетте, қарама-қайшылық арқылы дәлелдеу – бұл бастапқы болжам дәлелденетін мәлімдеменің жоқтығы болмаса да, қарама-қайшылыққа жету арқылы мәлімдемені орнатудың кез келген аргумент түрі. Бұл жалпы мағынада қарама-қайшылық арқылы дәлелдеу, жанама дәлелдеу, керісінше болжау арқылы дәлелдеу және мүмкін емесге келтіру ретінде де белгілі. Қарама-қайшылық арқылы дәлелдеуді қолданатын математикалық дәлелдеу әдетте былай жүреді: Дәлелденетін ұсыныс – P. Біз P жалған деп қабылдаймыз, яғни ¬P деп қабылдаймыз. Содан кейін ¬P жалғандыққа алып келеді. Бұл көбінесе екі өзара қарама-қайшы тұжырымды, Q және ¬Q, шығару арқылы және қарама-қайшылық заңына сілтеу арқылы жүзеге асырылады. P-ді жалған деп қабылдау қарама-қайшылыққа әкеледі, сондықтан P шын екендігіне қорытынды жасалады. Маңызды ерекше жағдай – қарама-қайшылық арқылы барлықты дәлелдеу: белгілі бір қасиеті бар объектінің бар екенін көрсету үшін, біз барлық объектілер осы қасиеттің жоқтығын қанағаттандырады деген болжамнан қарама-қайшылықты шығарамыз.

Шектен шығарылған ортаның заңы

Қарама-қайшылық арқылы дәлелдеу – Аристотель тұңғыш рет формулирлеген, кез келген мәлімдеме немесе оның жоқтығының дұрыс екенін көрсететін, P ∨ ¬P түріндегі алынып тасталған ортаның заңымен эквивалентті.

Қайшылықсыздық заңы

Қайшылықсыздық заңы алғаш рет Аристотель метафизикалық принцип ретінде тұжырымдаған. Ол бір ұсыныс пен оның жоқтығының екеуі де бірдей уақытта шын бола алмайтынын, немесе, балама түрінде, бір ұсыныс бірдей уақытта шын және жалған бола алмайтынын көрсетеді. Формальды түрде қайшылықсыздық заңы ¬(P ∧ ¬P) деп жазылады және "ұсыныс бірдей уақытта шын да, жалған да емес" деп оқылады. Қайшылықсыздық заңы қайшылық арқылы дәлелдеу принципінен туындамайды және одан шығарылмайды. Ортасы жоқ заң мен қайшылықсыздық заңы бірге P немесе ¬P-ның міндетті түрде біреуі ғана шын екенін білдіреді.

Бастапқы сандардың шексіздігі

Евклид теоремасы бойынша, жай сандар шексіз көп. Евклидтің "Элементтер" еңбегінде теорема IX кітапта 20-ұсынымда келтірілген: Бастапқы сандар кез келген берілген жай сандар жиынынан артық. Жоғарыдағы мәлімдемені қалай жазуға болатынына байланысты, дәлелдеу әдетте қарама-қайшылық арқылы немесе қарама-қайшылықты жоққа шығару арқылы жүзеге асырылады. Біз мұнда біріншісін ұсынамыз, қарама-қайшылық арқылы дәлелдеу қалай жасалатынын төменде қараңыз. Егер Евклид теоремасын әрбір табиғи сан үшін одан үлкен жай сан бар деп формальды түрде тұжырымдасақ, онда біз қарама-қайшылық арқылы дәлелдеуді келесідей қолданамыз. Кез келген санды алсақ, одан үлкен жай сан бар екенін дәлелдеуге тырысамыз. Керісінше, мұндай p жоқ деп есептейік (қарама-қайшылық арқылы дәлелдеутің қолданылуы). Демек, барлық жай сандар мен тең немесе кішкентай, және біз олардың тізімін жасай аламыз. Барлық жай сандардың көбейтіндісі болсын. Себебі ол барлық жай сандардан үлкен, ол жай сан емес, сондықтан ол олардың біріне бөлінуі керек, мысалы. Екеуі де, және олардың айырмасы да бөлінеді, бірақ бұл мүмкін емес, өйткені 1 ешқандай жай санға бөлінбейді. Осылайша, бізде қарама-қайшылық пайда болды, демек, берілген сандан үлкен жай сан бар.

Қайшылық арқылы дәлелдену мысалдары

Келесі мысалдар көбінесе қарама-қайшылық арқылы дәлелдеу деп аталады, бірақ формальды түрде қарама-қайшылықты жоққа шығару арқылы қолданылады (сондықтан интуиционистік тұрғыдан дұрыс).

2 квадрат түбірінің иррационалдылығы

2-нің квадрат түбірінің иррационалды екенін дәлелдеудің классикалық тәсілі – қарама-қайшылық арқылы дәлелдеу. Шындығында, біз a және b ∈ a/b = 2 терістігін дәлелдеуге тырысамыз, яғни, қатынасы 2-нің квадрат түбіріне тең болатын a және b табиғи сандары бар деп есептейміз және қарама-қайшылыққа жетеміз.

Расселдің парадоксы

Расселдің парадоксы, жиын теориясы тұрғысынан «өзіне кірмейтін жиындардың өзіндік элементтері болатын жиын жоқ» деп тұжырымдалған, бұл әдетте қарама-қайшылыққа қарсы дәлелдеу арқылы расталған терістелген мәлімдеме.

Нөмірлік

Қайшылық арқылы дәлелдеу кейде "Қайшылық!" деген сөзбен аяқталады. Исаак Барроу және Баерман "quod est absurdum" ("бұл абсурд") деген мағына беретін Q.E.A. белгісін, Q.E.D. сияқты қолданды, бірақ бұл белгі бүгінде сирек қолданылады. Қайшылықты көрсету үшін кейде қолданылатын графикалық символ - төмен қарай бағытталған зигзаг сызығынан тұратын "найзағай" символы (U+21AF: ↯), мысалы, Дейви мен Пристли еңбектерінде. Басқалары қолданған символдардың арасында қарама-қарсы бағытталған жебелер (немесе ), қиылысқан жебелер, хэштің стилизацияланған түрі (мысалы, U+2A33: ⨳) немесе "сілтеме белгісі" (U+203B: ※) жане .

Хардидің пікірі

Г.Х. Харди қарама-қайшылық арқылы дәлелдеуді "математиктің ең керемет қаруларының бірі" деп сипаттап, былай деді: "Бұл кез келген шахматтық құрбандықтан әлдеқайда зор құрбандық: шахматшы пионды немесе тіпті бір фигураны құрбандыққа бере алады, ал математик – ойынның өзін құрбан етеді".

Автоматтандырылған теоремаларды дәлелдеу

Автоматтандырылған теоремаларды дәлелдеуде шешім әдісі қарама-қайшылық арқылы дәлелдеуге негізделген. Яғни, берілген гипотезалардың берілген мәлімдемені логикалық түрде қамтитынын көрсету үшін, автоматтандырылған дәлелдеуші гипотезаларды және мәлімдеменің жоқтығын қабылдап, қарама-қайшылыққа келуге тырысады.