Кіріспе

Бірінші реттік логиканың формализмі. Математикалық логикада, бірінші реттік логиканың формуласы, егер ол тек әмбебап бірінші реттік кванторларды ғана қамтитын пренекс қалыпты түрінде болса, Skolem қалыпты түрінде болады. Кез келген бірінші реттік формула Skolem қалыпты түріне түрлендірілуі мүмкін, бұл ретте оның қанағаттандырылуы Skolemization (кейде Skolemnization деп те жазылады) деп аталатын процесс арқылы өзгермейді. Алынған формула міндетті түрде бастапқы формуламен эквивалентті болмаса да, олардың қанағаттандырылуы бірдей: егер бастапқы формула қанағаттандырылса, онда алынған формула да қанағаттандырылады және керісінше. Skolem қалыпты түріне келтіру – формалды логикалық тұжырымдардан экзистенциалды кванторларды жою әдісі, көбінесе автоматты теореманы дәлелдейтін жүйедегі алғашқы қадам ретінде қолданылады.

Мысалдар

Skolemization-нің ең қарапайым түрі – әмбебап сандық өлшегіштің аясына кірмейтін экзистенциалды сандық өзгергіштер үшін. Оларды жаңа тұрақтыларды құру арқылы ауыстыруға болады. Мысалы, жаңа тұрақты (формуланың басқа жерінде кездеспейді). Жалпы алғанда, Skolemization әрбір экзистенциалды сандық өзгергішті функция символы жаңа болатын терминмен ауыстыру арқылы жүзеге асырылады. Бұл терминнің айнымалылары былай анықталады: егер формула prenex қалыпты түрінде болса, онда – әмбебап сандық өлшегішпен өлшенген және оның алдында орналасқан айнымалылар. Жалпы жағдайда, бұл – әмбебап сандық өлшегішпен өлшенген айнымалылар (біз экзистенциалды сандық өлшегіштерді ретімен жоямыз деп есептейміз, сондықтан барлық бұрынғы экзистенциалды сандық өлшегіштер алынып тасталған) және олардың сандық өлшегіштерінің аясында кездесетін айнымалылар. Осы процесте енгізілген функция Skolem функциясы (немесе аргументі жоқ болса, Skolem тұрақтысы) деп аталады, ал термин – Skolem термині. Мысалы, формула Skolem қалыпты түрінде емес, себебі ол экзистенциалды сандық өлшегішті қамтиды. Skolemization оны жаңа функция символы бар терминмен ауыстырады және экзистенциалды сандық өлшегішті жояды. Нәтижесіндегі формула – . Skolem термині , бірақ емес, себебі алынып тасталатын сандық өлшегіштің аясында , бірақ аясында жоқ; бұл формула prenex қалыпты түрінде болғандықтан, бұл сандық өлшегіштер тізімінде алдын ортақ емес екенін білдіреді. Осы түрлендіру нәтижесінде алынған формула бастапқы формула қанағаттандырылатын болса және тек сонда ғана қанағаттандырылады.

Сколемизацияның пайдасы

Skolemization-нің қолданылуының бірі – теореманы автоматты түрде дәлелдеу. Мысалы, аналитикалық кестелер әдісінде, басты квантификаторы экзистенциалдық болатын формула кездескенде, Skolemization арқылы осы квантификаторды жою арқылы алынған формула туындатылуы мүмкін. Мысалы, егер кестеде пайда болса, онда , онда бос айнымалылары кесте тармағына қосылуы мүмкін. Бұл қосымша кестенің қанағаттандырылуын өзгертпейді: ескі формуланы модельдеуге болатын әрбір модельді, жаңа формуланың моделіне айналдыру үшін , қолайлы интерпретациясын қосу арқылы кеңейтуге болады. Skolemization-ның бұл түрі, «классикалық» Skolemization-нан жақсырақ, себебі Skolem терминінде тек формулада бос айнымалылар ғана орналастырылады. Бұл жақсарту себебі, кестелердің семантикасы формуланы, формуланың өзінде жоқ кейбір жалпы кванторланған айнымалылардың аясына қоюы мүмкін; бұл айнымалылар Skolem терминінде болмайды, бірақ Skolemization-ның бастапқы анықтамасына сәйкес, олар онда болуы керек. Тағы бір жақсарту – айнымалыларды қайта атауға дейін бірдей формулалар үшін бірдей Skolem функциясы символын қолдану. Тағы бір қолданылуы – бірінші реттік логикадағы шешу әдісі, онда формулалар жалпы кванторланған сөйлемдер жиынтығы ретінде көрсетіледі. (Мысал үшін, ішкі ашушы парадоксына қараңыз.) Модель теориясындағы маңызды нәтиже – Лёвенхайм-Сколем теоремасы, оны теорияны Skolemization арқылы және нәтижедегі Skolem функцияларына қатысты жабу арқылы дәлелдеуге болады.

Сколем теориясы

Жалпы, егер теория болса және әрбір еркін айнымалылары бар формула үшін сол теория үшін дәлелмен Skolem функциясы болатын n-арлық функция символы болса, онда ол Skolem теориясы деп аталады. Кез келген Skolem теориясы модельдік толықтығымен сипатталады, яғни модельдің кез келген субструктурасы элементарлық субструктура болып табылады. Skolem теориясы T-ның M моделі берілгенде, белгілі бір жиынтық A-ны қамтитын ең кіші субструктура A-ның Skolem қабығы деп аталады. A-ның Skolem қабығы – A-ның үстінен атомдық негізгі модель.

Тарих

Skolem қалыпты формасы қайтыс болған норвегиялық математик Торальф Сколемнің құрметіне аталған.