All heated solids give continuous spectra (1)
Some nebulæ do not give continuous spectra (2)
Therefore, some nebulæ are not heated solids (3)
Рассматривая маленькое слово «некоторые» как неопределенное прилагательное выбора, которому мы присваиваем символ, как и любому другому прилагательному, пусть
A = some
B = nebulæ
C = giving continuous spectra
D = heated solids
Посылки тогда становятся
D
= DC (1)
AB
= ABc (2)
Теперь из (1) мы получаем непрямым методом контрапозитивное суждение
c = cd
и если мы подставим это выражение для c в (2), мы имеем
AB = ABcd
полный смысл которого заключается в том, что «некоторые туманности не дают непрерывных спектров и не являются нагретыми твердыми телами».
Мы могли бы аналогично применить контрапозитив во многих других случаях. Возьмем аргумент: «Все неподвижные звезды самосветящиеся; но некоторые небесные тела не являются самосветящимися и, следовательно, не являются неподвижными звездами». Принимая наши термины
A = fixed stars
B = self-luminous
C = some
D = heavenly bodies
мы имеем посылки
A
= AB, (1)
CD
= bCD (2)
Теперь из (1) мы можем вывести контрапозитив
b = ab
и подставляя это выражение для b в (2), мы получаем
CD = abCD
который выражает заключение аргумента о том, что некоторые небесные тела не являются неподвижными звездами.
Контрапозитив простого тождества.
Читатель должен внимательно заметить, что когда мы применяем процесс непрямого умозаключения к простому тождеству вида
A = B
мы можем получить дальнейшие результаты. Если мы хотим знать, что такое термин не-B, мы имеем, как и прежде, по закону двойственности,
b = Ab ꖌ ab
и подставляя вместо A, мы получаем
b = Bb ꖌ ab = ab.
Но мы можем теперь также вывести второй контрапозитив; ибо мы имеем
a = aB ꖌ ab,
и подставляя вместо B его эквивалент A, мы имеем
a = aA ꖌ ab = ab.
Следовательно, из единственного тождества A = B мы можем вывести два суждения
a = ab
b = ab,
и, заметив, что эти суждения имеют общий термин ab, мы можем сделать новую подстановку, получив
a = b.
Этот результат находится в строгом соответствии с фундаментальными принципами умозаключения, и может возникнуть вопрос, не является ли он самоочевидным результатом, независимым от шагов дедукции, посредством которых мы к нему пришли. Ибо там, где два класса совпадают, как A и B, все, что истинно для одного, истинно для другого; то, что исключено из одного, должно быть исключено из другого аналогично. Теперь, поскольку a относится к A точно так же, как b относится к B, тождество любой пары следует из тождества другой пары. В любом тождестве, равенстве или сходстве мы можем рассуждать от отрицания одной стороны к отрицанию другой. Таким образом, при обычных температурах
Mercury = liquid-metal,
следовательно, очевидно
Not-mercury = not liquid-metal;
или поскольку
Sirius = brightest fixed star,
отсюда следует, что любая звезда, которая не является самой яркой, не является Сириусом, и наоборот. Каждое правильное определение имеет форму A = B и часто может требовать применения в эквивалентной отрицательной форме.
Возьмем в качестве иллюстрации способа использования этого результата следующий аргумент:
Vowels are letters which can be sounded alone, (1)
The letter w cannot be sounded alone; (2)
Therefore the letter w is not a vowel. (3)
Здесь у нас есть определение (1) и сравнение вещи с этим определением (2), ведущее к исключению вещи из определенного класса.
Принимая термины
A = vowel,
B = letter which can be sounded alone,
C = letter w,
посылки явно имеют формы
A = B, (1)
C = bC. (2)
Теперь непрямым методом мы получаем из (1) контрапозитив
b = a,
и вставляя в (2) эквивалент для b, мы имеем
C = aC, (3)
или «буква w не является гласной».
Различные примеры метода.
Мы можем применять непрямой метод умозаключения, сколько бы терминов ни было вовлечено или сколько бы посылок ни содержало эти термины. Поскольку работа метода лучше всего усваивается на примерах, я возьму случай двух посылок, образующих силлогизм Barbara: таким образом
Iron is metal (1)
Metal is element. (2)
Если мы хотим установить, какое умозаключение возможно относительно термина «Железо», мы развертываем термин по закону двойственности. Железо должно быть либо металлом, либо не-металлом; железо, которое является металлом, должно быть либо элементом, либо не-элементом; и аналогично железо, которое не является металлом, должно быть либо элементом, либо не-элементом. Тогда всего существует четыре альтернативы, среди которых должно содержаться описание железа; таким образом
Iron, metal, element, (α)
Iron, metal, not-element, (β)
Iron, not-metal, element, (γ)
Iron, not-metal, not-element. (δ)
Наша первая посылка сообщает нам, что железо — это металл, и если мы подставим это описание в (γ) и (δ), мы получим самопротиворечивые комбинации. Наша вторая посылка также сообщает нам, что металл — это элемент, и применяя это описание к (β), мы снова получаем самопротиворечие, так что остается только (α) как описание железа — наше умозаключение есть
Iron = iron, metal, element.
Чтобы представить этот процесс рассуждения в общих символах, пусть
A = iron
B = metal
C = element,
Посылки задачи принимают формы
A = AB (1)
B = BC. (2)
По закону двойственности мы имеем
A = AB ꖌ Ab (3)
A = AC ꖌ Ac. (4)
Теперь, если мы вставим для A во второй стороне (3) его описание в (4), мы получим то, что я назову развитием A относительно B и C, а именно
A = ABC ꖌ ABc ꖌ AbC ꖌ Abc. (5)
Везде, где буквы A или B появляются во второй стороне (5), подставьте их эквиваленты, данные в (1) и (2), и результаты, изложенные полностью, суть
A = ABC ꖌ ABCc ꖌ ABbC ꖌ ABbCc.
Последние три альтернативы нарушают закон противоречия, так что
A = ABC ꖌ 0 ꖌ 0 ꖌ 0 = ABC.
Это заключение, действительно, не более того, что мы могли бы получить прямым процессом подстановки, то есть подстановкой вместо B в (1) его описания в (2), как на стр. 55; характеристикой непрямого процесса является то, что он дает все возможные логические заключения, как те, которые мы получили ранее, так и огромное количество других, которые древняя логика почти или совсем не учитывала. Из тех же посылок, например, мы можем получить описание класса «не-элемент» или c. По закону двойственности мы можем развернуть c в четыре альтернативы, таким образом
c = ABc ꖌ Abc ꖌ aBc ꖌ abc.
Если мы подставим вместо A и B, как прежде, мы получим
c = ABCc ꖌ ABbc ꖌ aBCc ꖌ abc,
и, вычеркивая термины, которые нарушают закон противоречия, остается
c = abc,
или то, что не является элементом, также не является железом и не является металлом. Этот непрямой метод умозаключения, таким образом, дает полное решение следующей задачи — Дано любое количество логических посылок или условий, требуется описание любого класса объектов или любого термина, как управляемого этими условиями.
Шаги процесса умозаключения могут быть таким образом кратко сформулированы —
1. По закону двойственности разверните предельное количество альтернатив, которые могут существовать в описании требуемого класса или термина относительно терминов, вовлеченных в посылки.
2. Для каждого термина в этих альтернативах подставьте его описание, как дано в посылках.
3. Вычеркните каждую альтернативу, которая затем обнаруживается нарушающей закон противоречия.
4. Оставшиеся термины могут быть приравнены к рассматриваемому термину как желаемое описание.
Задача г-на Венна.
Потребность в некотором логическом методе, более мощном и всеобъемлющем, чем старая логика Аристотеля, поразительно проиллюстрирована г-ном Венном в его интереснейшей и способной статье о логике Буля. Легкий пример, первоначально полученный, как он говорит, с помощью моего метода, как просто описано в «Элементарных уроках логики», был предложен на экзаменах и в лекционных залах примерно ста пятидесяти студентам как задача по обычной логике. На него ответили, самое большее, пять или шесть из них. Впоследствии он был задан как пример на метод Буля небольшой группе, которая посетила несколько лекций о природе этих символических методов. На него легко ответила половина или более их числа.
Задача была следующей: «Члены совета были все либо держателями облигаций, либо акционерами, но не теми и другими вместе; и держатели облигаций, как оказалось, были все в совете. Какое заключение можно сделать?» Требуемое заключение — «Ни один акционер не является держателем облигаций». Теперь, как говорит г-н Венн, ничто не может выглядеть проще, чем следующее рассуждение, когда оно изложено: «Не может быть держателей облигаций, которые являются акционерами; ибо если бы они были, они должны были бы быть либо в совете, либо вне его. Но они не в нем, согласно первому из данных утверждений; и не вне его, согласно второму». Тем не менее, из-за отсутствия какого-либо систематического способа обращения с таким вопросом только пять или шесть из примерно ста пятидесяти студентов смогли справиться с такой простой задачей.
Символическим изложением задача решается мгновенно. Принимая
A = member of board
B = bondholder
C = shareholder
посылки очевидно суть
A = ABc ꖌ AbC B = AB.
Класс C, или акционеры, может быть относительно A и B развернут в четыре альтернативы,
C = ABC ꖌ AbC ꖌ aBC ꖌ abC.
Но подставляя вместо A в первой и вместо B в третьей альтернативе, мы получаем
C = ABCc ꖌ ABbC ꖌ AbC ꖌ aABC ꖌ abC.
Первая, вторая и четвертая альтернативы в вышеприведенном являются самопротиворечивыми комбинациями, и только они; вычеркивая их, остаются
C = AbC ꖌ abC = bC,
требуемый ответ. Это символическое рассуждение, я полагаю, является точным эквивалентом рассуждения г-на Венна, и я не верю, что результат может быть достигнут более простым способом. Г-н Венн добавляет, что он мог бы привести другие подобные примеры, то есть примеры, показывающие необходимость лучшего логического метода.
Сокращение процесса.
Прежде чем переходить к дальнейшим иллюстрациям использования этого метода, я должен указать, насколько его практическое применение может быть упрощено и насколько оно легче, чем могло бы показаться из описания. Когда мы хотим осуществить полное решение логической задачи, лучше всего сформировать, в первую очередь, полную серию всех комбинаций терминов, вовлеченных в нее. Если есть два термина A и B, предельное разнообразие комбинаций, в которых они могут появиться, суть
AB aB
Ab ab.
Термин A появляется в первой и второй; B — в первой и третьей; a — в третьей и четвертой; и b — во второй и четвертой. Теперь, если у нас есть какая-либо посылка, скажем
A = B,
мы должны установить, какие из этих комбинаций будут сделаны самопротиворечивыми путем подстановки; вторая и третья должны быть вычеркнуты, и останется только
AB
ba.
Следовательно, мы делаем следующие умозаключения
A = AB, B = AB, a = ab, b = ab.
Точно такой же метод должен соблюдаться, когда вопрос включает большее количество терминов. Таким образом, по закону двойственности три термина A, B, C порождают восемь мыслимых комбинаций, а именно
ABC (α) aBC (ε)
ABc (β) aBc (ζ)
AbC (γ) abC (η)
Abc (δ) abc. (θ)
Развитие термина A сформировано первыми четырьмя из них; для B мы должны выбрать (α), (β), (ε), (ζ); C состоит из (α), (γ), (ε), (η); b — из (γ), (δ), (η), (θ) и так далее.
Теперь, если мы хотим полностью исследовать смысл посылок
A = AB (1)
B = BC (2)
мы исследуем каждую из восьми комбинаций относительно каждой посылки; (γ) и (δ) противоречат (1), а (β) и (ζ) — (2), так что остаются только
ABC (α)
aBC (ε)
abC (η)
abc. (θ)
Чтобы описать любой термин при условиях посылок (1) и (2), нам просто нужно выписать правильные комбинации из этого списка; таким образом, A представлен только ABC, то есть
A
= ABC,
similarly c
= abc.
Для B мы имеем две альтернативы, сформулированные так,
B = ABC ꖌ aBC;
и для b мы имеем
b = abC ꖌ abc.
Когда у нас есть задача, включающая четыре различных термина, нам нужно удвоить количество комбинаций, и по мере добавления каждого нового термина комбинации становятся вдвое многочисленнее. Таким образом
A, B produce
four combinations
A, B, C, "
eight "
A, B, C, D "
sixteen "
A, B, C, D, E "
thirty-two "
A, B, C, D, E, F "
sixty-four "
и так далее.
Я предлагаю называть любую такую серию комбинаций логическим алфавитом. Он занимает в логической науке положение, важность которого невозможно преувеличить, и по мере того, как мы переходим от логических к математическим соображениям, станет очевидно, что существует тесная связь между этими комбинациями и фундаментальными теоремами математической науки. Для удобства читателя, который может пожелать использовать алфавит в логических вопросах, я напечатал на следующей странице полную серию комбинаций до шести терминов. В самом начале, в первом столбце, помещена единственная буква X, которая могла бы показаться излишней. Эта буква служит для обозначения того, что всегда разделяется какой-то более высокий класс. Таким образом, комбинация AB на самом деле означает ABX, или ту часть какого-то большего класса, скажем X, в которой присутствуют качества A и B. Буква X опущена в большей части таблицы просто ради краткости и ясности. В более поздней главе о комбинациях станет очевидно, что введение этого единичного класса необходимо для того, чтобы завершить аналогию с описанным там арифметическим треугольником.
Читателю следует помнить, что, хотя Логический алфавит, по-видимому, дает лишь списки комбинаций, эти комбинации в каждом случае призваны составлять развертывание термина суждения. Так, четыре комбинации AB, Ab, aB, ab на самом деле означают, что любой класс X описывается следующим суждением,
X = XAB ꖌ XAb ꖌ XaB ꖌ Xab.
Если мы выберем A, мы получим следующее суждение
AX = XAB ꖌ XAb.
Таким образом, любую группу комбинаций, которую мы рассматриваем, следует воспринимать как часть более высокого класса, summum genus или универсума, символизируемого термином X; однако, помня об этом, нет необходимости усложнять наши формулы постоянным введением этой буквы. Всякое умозаключение состоит в переходе от суждений к суждениям, а комбинации сами по себе не имеют значения. Следовательно, их во всех случаях следует рассматривать как части суждений.
Логический алфавит.
I.
II.
III.
IV.
V.
VI.
VII.
X
AX
AB
ABC
ABCD
ABCDE
ABCDEF
aX
Ab
ABc
ABCd
ABCDe
ABCDEf
aB
AbC
ABcD
ABCdE
ABCDeF
ab
Abc
ABcd
ABCde
ABCDef
aBC
AbCD
ABcDE
ABCdEF
aBc
AbCd
ABcDe
ABCdEf
abC
AbcD
ABcdE
ABCdeF
abc
Abcd
ABcde
ABCdef
aBCD
AbCDE
ABcDEF
aBCd
AbCDe
ABcDEf
aBcD
AbCdE
ABcDeF
aBcd
AbCde
ABcDef
abCD
AbcDE
ABcdEF
abCd
AbcDe
ABcdEf
abcD
AbcdE
ABcdeF
abcd
Abcde
ABcdef
aBCDE
AbCDEF
aBCDe
AbCDEf
aBCdE
AbCDeF
aBCde
AbCDef
aBcDE
AbCdEF
aBcDe
AbCdEf
aBcdE
AbCdeF
aBcde
AbCdef
abCDE
AbcDEF
abCDe
AbcDEf
abCdE
AbcDeF
abCde
AbcDef
abcDE
AbcdEF
abcDe
AbcdEf
abcdE
AbcdeF
abcde
Abcdef
aBCDEF
aBCDEf
aBCDeF
aBCDef
aBCdEF
aBCdEf
aBCdeF
aBCdef
aBcDEF
aBcDEf
aBcDeF
aBcDef
aBcdEF
aBcdEf
aBcdeF
aBcdef
abCDEF
abCDEf
abCDeF
abCDef
abCdEF
abCdEf
abCdeF
abCdef
abcDEF
abcDEf
abcDeF
abcDef
abcdEF
abcdEf
abcdeF
abcdef
С теоретической точки зрения мы можем представить, что Логический алфавит бесконечно расширяем. Каждое новое качество или обстоятельство, которое может принадлежать объекту, подразделяет каждую комбинацию или класс, так что число таких комбинаций, когда оно не ограничено логическими условиями, представляется бесконечно высокой степенью двойки. Чрезвычайно быстрый рост числа подразделений вынуждает нас ограничивать наше внимание лишь несколькими качествами одновременно.
Размышляя о свойствах этого Алфавита, я часто склонен думать, что Пифагор осознавал глубокое логическое значение двойственности; ибо, в то время как единство было символом тождества и гармонии, он описывал число два как источник контрастов или символ разнообразия, деления и разделения. Число четыре, или Тетрактис, также рассматривалось им как один из главных элементов бытия, ибо оно представляло собой порождающую силу, из которой происходят все комбинации. В одном из золотых стихов, приписываемых Пифагору, он заклинает своего ученика быть добродетельным: 77
“By him who stampt The Four upon the Mind,
The Four, the fount of Nature’s endless stream.”
Теперь четыре и более высокие степени двойственности действительно представляют в этой логической системе количество комбинаций, которые могут быть порождены при отсутствии логических ограничений. Последователи Пифагора, возможно, окутали учение своего учителя таинственными и суеверными представлениями, но во многих пунктах эти доктрины, по-видимому, имеют некоторое основание в логической философии.
Логическая доска.
Для человека, который однажды постиг огромное значение и полезность Логического алфавита, косвенный процесс умозаключения сводится к повторению нескольких единообразных операций классификации, отбора и исключения противоречий. Логическая дедукция, даже в самых сложных вопросах, становится делом простой рутины, и единственным препятствием, как только смысл посылок становится ясным, является лишь объем требуемого труда. Но объем труда часто оказывается значительным. Одно только выписывание шестидесяти четырех комбинаций по шесть букв в каждой — задача немалая, и если бы у нас была задача из пяти посылок, каждую из шестидесяти четырех комбинаций пришлось бы проверять в связи с каждой посылкой. Необходимое сравнение часто носит весьма утомительный характер, и возникает значительная вероятность ошибки.
Поэтому я уделил много внимания облегчению как ручного, так и умственного труда в этом процессе, и я опишу несколько устройств, которые можно использовать для экономии усилий и снижения риска ошибки.
Во-первых, поскольку одни и те же наборы комбинаций встречаются снова и снова в разных задачах, мы можем избежать труда по их выписыванию, имея наборы букв, заранее напечатанные на небольших листах писчей бумаги. Также было предложено одним корреспондентом, что если бы какая-либо серия комбинаций была отмечена на полях листа бумаги, а между каждой парой комбинаций был сделан разрез, было бы легко загнуть любую конкретную комбинацию и тем самым исключить ее из поля зрения. Комбинации, согласующиеся с посылками, тогда оставались бы в виде прерывистого ряда. Этот метод вполне подходит для эпизодического использования.
Более удобный способ, однако, состоит в том, чтобы иметь серию букв, показанную на стр. 94, выгравированную на обычной школьной грифельной доске такого размера, чтобы буквы занимали лишь около трети пространства на левой стороне доски. Условия задачи тогда можно записать на свободной части доски, и, выбрав соответствующую серию комбинаций, можно вычеркнуть карандашом противоречивые комбинации. Я использую доску такого рода, которую называю Логической доской, уже более двенадцати лет, и она избавила меня от многих хлопот. Применять этот процесс к задачам более чем с шестью терминами вряд ли возможно из-за большого количества комбинаций, которые потребовали бы проверки.