相対性理論を学びたい人のために

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数学を悟ってみて(その30)

 現在2020年12月27日7時20分である。(この投稿は、ほぼ3005文字)

麻友「昨日は、たっぷり寝た?」

私「22時頃、疲れ切って寝て、今朝3時2分に、目が覚めたけど、もう一度寝て、5時50分に起きた」

麻友「8時間睡眠か。無理せず、昼寝してね」

私「うん」


結弦「『片方否定』の説明中だった。これ」


{~~A \vee B ~~~~~~~\neg B \\
\rule{3.0cm}{0.3mm} \\
~~~~~~~~~~~~~~A \\
}


私「一晩寝て、良い考えが浮かんだ」

若菜「寝るだけで、アイディアが生まれるお父さんって、凄い」

私「まず、次のように考える。


『否定除去』

{~~~~\neg B\\
\rule{3.0cm}{0.3mm} \\
~~B \Rightarrow  C\\
}

だったろ。この、{C} として、{A} を、選ぶ」


{~~~~\neg B\\
\rule{3.0cm}{0.3mm} \\
~~B \Rightarrow  A\\
}


一方、一昨日若菜が示したように、

{[A]^{1)}\\
\rule{2cm}{0.3mm} 1\\
A \Rightarrow A\\
}

だから、・・・」

若菜「分かった。『{\vee} 除去』だ。

『片方否定』

{~~A \vee B ~~~~~~~\neg B \\
\rule{3.0cm}{0.3mm} \\
~~~~~~~~~~~~~~A \\
}

は、次のように、示せる」


{~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[A]^{1)}~~~~~~~~~~~\neg B\\
~~~~~~~~~~~~~~~~\rule{1.5cm}{0.3mm} 1 ~~~~~\rule{1.5cm}{0.3mm}\\
~~A \vee B ~~~~~A \Rightarrow A ~~~~~~B \Rightarrow  A \\
\rule{6.0cm}{0.3mm} \\
~~~~~~~~~~~~~~A \\
}

麻友「一晩寝て、頭がスッキリしただけで、証明できちゃうなんて、うらまやしい」


私「特待生が何を言ってる。でも、これで、古典論理{\mathbf{NK}})の一部と、直観主義論理({\mathbf{NJ}})の一部を、完全に説明し終えた。後は、{\forall} と、{\exists} の推論図が、残っただけ」

若菜「ちょっと、待って下さい。『片方否定』が、他の8個の推論を組み合わせて、証明できるなら、この推論図は、いらないんじゃないですか?」

私「私も、今、それを、考えていた。本来、{\mathbf{NK}} や、{\mathbf{NJ}} の推論図というときには、最低限必要なものだけを、採用するはずだ。そもそも、直観主義論理({\mathbf{NJ}})では、古典論理{\mathbf{NK}}) より証明できることが減るはずだから、推論図も、9個から8個へ、減った方が、良いはずだよね」

若菜「お父さんの分かっていないことに、気付いた」

私「やっぱり、麻友さん達に説明していると、緊張感が違うから、普段なら気付かないようなことにも、気付く。直観主義論理では、古典論理の『二重否定』と『片方否定』を、『否定除去』で、置き換える。『準背理法』は、そのまま、温存することとする。NKsummary.pdf は、{\mathbf{NJ}} に関しては、間違いまくりだなあ」

麻友「それだけ、直観主義論理の理解が、進んだということね」


麻友「今、寝てたの?」

私「うん。9時11分から12時2分まで、寝てた」

若菜「じゃあ、再開して下さい」


麻友「今、どこへ行ってたの?」

私「マックで、食べて、その後、上で書いたことを、チェックしていた」

麻友「どういう風に?」

私「若菜が、

『『片方否定』が、他の8個の推論を組み合わせて、証明できるなら、この推論図は、いらないんじゃないですか?』

と言って、私が、

直観主義論理では、古典論理の『二重否定』と『片方否定』を、『否定除去』で、置き換える』

と言っているが、そんなことが、許されるかどうかの、チェックだよ」

麻友「かなり難航していたみたいだけど」

私「結論を言うと、『片方否定』は、省略できない。他の推論から、証明されたように見えるけど、

『片方否定』

{~~A \vee B ~~~~~~~\neg B \\
\rule{3.0cm}{0.3mm} \\
~~~~~~~~~~~~~~A \\
}

自体が、証明できたわけではないことに、気付いた」

麻友「今日の、13時21分30秒から、『麻友72』のノートで、4311ページから4318ページまで、19時39分20秒までかけて、推論を色々試している。これで、『片方否定』は、必要と、判断されたのね」

私「色々な推論を組み合わせて、証明できたというのと、この1カ所で、{A \vee B} と、{\neg B} とから、{A} が、導けるというのは、同等でないと、分かったんだ」

麻友「そうすると、どうなるの?」

私「古典論理にしても、直観主義論理にしても、推論の数は、9個のままだ、ということだ」

若菜「8個でいい、というのは、勇み足でしたね」

結弦「結局、古典論理にあった、

『二重否定』

{~~~~~~~\neg (\neg A) \\
\rule{3.0cm}{0.3mm} \\
~~~~~~~~~~~~~~A  \\
}

を、

『否定除去』

{~~~~\neg B\\
\rule{3.0cm}{0.3mm} \\
~~B \Rightarrow  C\\
}

に、置き換えたものが、直観主義論理なんだね。そして、『二重否定』があれば、証明できる、『排中律』が、『否定除去』では、証明できないんだね。だから、直観主義論理は、古典論理より、弱いというわけだね」

麻友「『弱い』というのは、どういうこと?」

結弦「直観主義論理で、証明できることは、すべて、古典論理で、証明できるけれど、反対の、古典論理で、証明できることの中に、直観主義論理で、証明できないことが、あるということだよ」

麻友「ああ、そういうことか」

若菜「『二重否定』が、あると、

排中律

{A \vee \neg A}

が、証明できることは、明日以降、証明して下さい」

私「もちろん」

麻友「もう、22時07分になっている。今日は、ここまでに、しましょう」

私「こんなに、論理学ばっかりやってたのは、久し振りだ」

若菜・結弦「じゃあ、おやすみなさーい」

麻友「おやすみ」

私「おやすみ」

 現在2020年12月27日22時09分である。おしまい。