Σελίδες

Δευτέρα 31 Αυγούστου 2015

Consequentia Mirabilis

Το καταλληλότερο θέμα για την παρθενική ανάρτηση του ιστολογίου θεωρώ ότι είναι η επεξήγηση του τίτλου του ιστολογίου.
Η φράση Consequentia Mirabilis είναι Λατινική και σημαίνει κατά λέξη "θαυμαστή συνέπεια". Έτσι αποκαλείται ένας κανόνας της κλασικής λογικής ο οποίος διατυπώνεται ως εξής:
Εάν μια λογική πρόταση συνεπάγεται από την άρνησή της, τότε η εν λόγω πρόταση είναι αληθής.
Χρησιμοποιώντας τον καθιερωμένο συμβολισμό στη λογική, ο κανόνας γράφεται:
\[ (\neg A \rightarrow A) \rightarrow A, \] όπου με \(A\) συμβολίζουμε μια δεδομένη λογική πρόταση (δηλαδή μια πρόταση που είναι αληθής ή ψευδής), \(\neg\) είναι το σύμβολο της άρνησης της πρότασης και \(\rightarrow\) είναι το σύμβολο της συνεπαγωγής (το γνωστό σχήμα "εάν...τότε...").
Ο κανόνας Consequentia Μirabilis είναι επίσης γνωστός με την ονομασία κανόνας του Κλάβιους (Lex Clavia), προς τιμή του Γερμανού μαθηματικού και αστρονόμου Κρίστοφερ Κλάβιους (Christopher Clavius, 25/3/1538 - 3/2/1612). Ιστορικά, διατυπώθηκε για πρώτη φορά από τον Τζιρολάμο Σακέρι (Giovanni Girolamo Saccheri, 5/9/1667 - 25/10/1733). Ακολουθώντας την Αριστοτέλεια λογική προσπάθησε να όρισει ένα δικό του σύστημα λογικής. Στην πορεία της εργασίας του γράφει:
"Είναι πλέον πρόθεση μου να ακολουθήσω έναν διαφορετικό και, όπως νομίζω, πολύ όμορφο τρόπο για να αποδείξω αυτές τις ίδιες αλήθειες χωρίς τη βοήθεια κάποιας υπόθεσης. Θα προχωρήσω ως εξής: θα πάρω την αντίθετη της προς απόδειξη πρόταση και θα εκμαιεύσω το απαιτούμενο με απευθείας απόδειξη."
Θα προσπαθήσω τώρα να επεξηγήσω την ισχύ του κανόνα: ας θεωρήσουμε ότι έχουμε μια λογική πρόταση \(A\) για την οποία γνωρίζουμε ότι \(\neg A \rightarrow A\).
Υποθέτουμε ότι δεν αληθεύει η \(A\), δηλαδή ότι αληθεύει η \(\neg A\). Από τη δεδομένη συνεπαγωγή προκύπτει ότι αληθεύει η \(A\). Επομένως, καταλήγουμε στο ότι αληθεύουν αμφότερες οι \(A\) και \(\neg A\), γεγονός αδύνατο. Συνεπώς η αρχική υπόθεση (δεν αληθεύει η \(A\)) είναι λανθασμένη. Άρα, η \(A\) τελικά αληθεύει.
Υπάρχουν πολλές περιστάσεις όπου ο κανόνας Consequentia Μirabilis χρησιμοποιείται στα μαθηματικά και στη λογική. Παρακάτω θα δοθεί ένα παράδειγμα εφαρμογής του κανόνα σε έναν γρίφο.

Ο Αντώνης είναι ένας φοιτητής του οποίου η ακαδημαϊκή ζωή διέπεται από τους εξής κανόνες:
  1. Εάν διαβάζει, τότε παίρνει καλούς βαθμούς.
  2. Εάν δεν διαβάζει, τότε απολαμβάνει τη ζωή του.
  3. Εάν δεν παίρνει καλούς βαθμούς, τότε δεν απολαμβάνει τη ζωή του.
Μπορούμε να βγάλουμε κάποιο συμπέρασμα σχετικό με τους βαθμούς του Αντώνη;

Θα αποδείξουμε ότι ο Αντώνης παίρνει καλούς βαθμούς. Συμβολίζοντας με \(A\) την πρόταση "Ο Αντώνης παίρνει καλούς βαθμούς", θα αποδείξουμε συγκεκριμένα ότι \(\neg A \rightarrow A\). Έπειτα, με χρήση του κανόνα Consequentia Mirabilis θα καταλήξουμε στο ζητούμενο.
Έστω ότι ο Αντώνης δεν παίρνει καλούς βαθμούς (υποθέτουμε δηλαδή την ισχύ της \(\neg A\)). Από την υπόθεση (3) του γρίφου συμπεραίνουμε ότι ο Αντώνης δεν απολαμβάνει τη ζωή του. Άρα, από την υπόθεση (2) του γρίφου, ο Αντώνης διαβάζει. Επομένως, από την υπόθεση (1) του γρίφου, ο Αντώνης παίρνει καλούς βαθμούς (δηλαδή ισχύει η \(A\)). Έχουμε αποδείξει λοιπόν τη ζητούμενη συνεπαγωγή \(\neg A \rightarrow A\). Με επίκληση λοιπόν του Consequentia Mirabilis, ισχύει η \(A\), δηλαδή ο Αντώνης παίρνει καλούς βαθμούς.

Πηγές:
  • Brown, Frank Markham, Boolean reasoning, Dover publications 2003
  • DeLong Howard, A profile of mathematical logic, Dover publications 2004