一種基於交換環的命題邏輯代數推理演算法

2021-10-08 12:01:15 字數 1874 閱讀 3227

老實說,我一直覺得類似深度學習的純數值方法(那些個neural-symbolic其實也是意識流的掩耳盜鈴,完全沒有理論基礎,全靠"藝術創作")實在難以勝任邏輯推理,乙個可行的、有希望實現計算地進行邏輯推理的方案就是借助構造一種抽象代數結構(最後借助代數結構間的同態性來實現);

最終目的是更好地進行邏輯推理,詳細地講:

現在我們可以將謂詞命題邏輯看做乙個環結構(l,

∨,∧,

→)(\mathcal,\lor,\land,\rightarrow)

(l,∨,∧

,→);

如何推理:引入其它的環

構造邏輯環僅僅完成了對命題的表徵,而最終的目的是推理,因此我們必須有賦值:

環之間的單同態

因此我們可以構造l,r

[x1⋯

xn],

e\mathcal,\mathbb[x_1 \cdots x_n],\mathcal

l,r[x1

​⋯xn

​],e

之間的單同態來實現謂詞邏輯命題的computation:

在這個圖中有ψ=φ

∘φ\psi = \phi \circ \varphi

ψ=φ∘

φ乙個漏洞

至此,這一切似乎已經很完美了,但是我發現這個邏輯環並不能滿足環的定義,試著帶入環的定義:

那麼問題來了:到底t,f

t,ft,

f哪個是乘法么元/加法零元,進而乘法逆元/加法逆元又是什麼(最終我們會發現怎麼都不能滿足);

現在我們換一種思路,我們已經知道謂詞邏輯代數(l,

∨,∧,

→)(\mathcal,\lor,\land,\rightarrow)

(l,∨,∧

,→)根本不是環,那我們嘗試去定義一種"取巧"的泛代數結構s

\mathcal

s,使其能夠和謂詞邏輯代數l

\mathcal

l和環代數r

\mathcal

r都能存在同態關係,定義如下:

我們現在來驗證以上代數結構即可以表徵命題邏輯代數、又符合環的定義;

對邏輯代數同態性的驗證

考慮謂詞邏輯代數(l,

∨,∧,

→)(\mathcal,\lor,\land,\rightarrow)

(l,∨,∧

,→)的蘊含公理集、等價公理集;驗證如下(視⊕

\oplus

⊕為∨\lor

∨,⊗\otimes

⊗為∧\land

∧,∣|

∣為→\rightarrow

→):容易驗證其它的定理比如de morgan律也滿足;

對環代數同態性的驗證

我們再證明泛代數(s,

⊕,⊗)

(\mathcal,\oplus,\otimes)

(s,⊕,⊗

)是乙個環;驗證如下:

並且易知乘法也滿**換律,因此泛代數(s,

⊕,⊗)

(\mathcal,\oplus,\otimes)

(s,⊕,⊗

)是乙個交換環;

我們已經證明泛代數(s,

⊕,⊗)

(\mathcal,\oplus,\otimes)

(s,⊕,⊗

)是乙個環且可以保持和命題邏輯代數的同態;以下是一些額外的說明:

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