Postanowiłem uporządkować dyskusję i napisać wszystko co najważniejsze w trzech krótkich odsłonach:
I. Nowa teoria zbiorów
II. Operatory OR i AND w zbiorach
III. Operatory implikacji i równoważności w zbiorach
Myślę, że kompletna algebra Kubusia zajmie jakieś 30 stron.
Fiklicie, mar3x i Zefciu (z wiara.pl) liczę na waszą pomoc.
Czepiajcie się wszystkiego co wam się nie podoba, sygnalizujcie czego nie rozumiecie.
Algebra KubusiaCzęść I
Nowa teoria zbiorów
1.0 NotacjaSpójniki logiczne w algebrze Kubusia:
Operatory OR i AND:
* - spójnik „i” w mowie potocznej
+ - spójnik „lub” w mowie potocznej
Operatory implikacji i równoważności:
=> - warunek wystarczający, spójnik „na pewno” w całym obszarze matematyki
~> - warunek konieczny, spójnik „może” w implikacji
[~>] - wirtualny warunek konieczny w równoważności, nie jest to spójnik „może”
~~> - naturalny spójnik „może” wystarczy pokazać jeden przypadek prawdziwy
<=> - wtedy i tylko wtedy
$ - spójnik „albo” z naturalnej logiki człowieka
2.0 Nowa teoria zbiorówMatematyczny fundament nowej teorii zbiorów:
Definicja naturalnego spójnika „może” ~~>:
~~> - zbiór na podstawie wektora ~~> musi mieć co najmniej jeden element wspólny ze zbiorem wskazywanym przez strzałkę wektora ~~>
Definicja warunku wystarczającego => (gwarancja matematyczna):
=> - zbiór na podstawie wektora => musi zawierać się w zbiorze wskazywanym przez strzałkę wektora =>
Definicja warunku koniecznego ~>:
~> - zbiór na podstawie wektora ~> musi zawierać w sobie zbiór wskazywany przez strzałkę wektora ~>
2.1 Podstawowe definicje nowej teorii zbiorówDefinicja Uniwersum:
Uniwersum to wszelkie możliwe pojęcia zrozumiałe przez człowieka
Oczywiście Uniwersum jest dynamiczne ale to bez znaczenia na mocy definicji.
Definicja dziedziny:
Dziedzina to Uniwersum lub dowolny podzbiór Uniwersum.
Uniwersum to najszersza możliwa dziedzina, to zbiór wszystkich zbiorów.
Dziedzinę człowiek może sobie ustalać absolutnie dowolnie, natomiast z Uniwersum nic nie może zrobić, czyli Uniwersum nie można ani poszerzyć, ani też zmniejszyć, na mocy definicji Uniwersum.
Człowiek może tworzyć dowolne dziedziny w obszarze Uniwersum np. zbiór zwierząt, zbiór gwiazd, zbiór spójników logicznych, zbiór polityków, zbiór czworokątów, zbiór pojęć abstrakcyjnych … itp.
Definicja podzbioru:
Wszelkie zbiory tworzone w wybranej dziedzinie są podzbiorami w obrębie tej dziedziny
Definicja zbioru niepustego:
Zbiór niepusty to zbiór zawierający co najmniej jeden element
W logice zbiór niepusty utożsamiany jest z logiczną jedynką
Definicja zbioru pustego:
Zbiór pusty to zbiór który nie zawiera żadnych elementów
W logice zbiór pusty jest utożsamiany jest z logicznym zerem
W nowej teorii zbiorów (NTZ) zbiory mają wartość logiczną.
Zera i jedynki w NTZ oznaczają:
1 - zbiór niepusty (zbiór istnieje)
0 - zbiór pusty (zbiór nie istnieje)
Na mocy definicji możliwe są wyłącznie dwie wartości logiczne zbiorów 0 i 1.
Elementy zbioru wypisujemy w nawiasach kwadratowych:
p=[1,2,3,4]
Wartość logiczną zbioru zapisujemy bez nawiasów:
p=[1,2,3,4]=1
Zbiór pusty nie zawiera żadnych elementów:
p=[] =0 - zbiór pusty
Tożsamość zbiorów:
Zbiory tożsame to zbiory identyczne
Definicja zdania złożonego warunkowego:
Jeśli p to q
p - poprzednik (założenie)
q - następnik (teza)
Przykład:
Jeśli zwierzę jest psem to na pewno => ma cztery łapy
P=>4L
Poprzednik precyzyjnie wyznacza tu dziedzinę:
D = zbiór wszystkich zwierząt (ZWZ)
… a interesujące nas podzbiory to:
Poprzednik:
P = [P] =1 - zbiór jednoelementowy pies [P] =1
~P = [ZWZ-P] =1 - zbiór wszystkich zwierząt z wykluczeniem psa [ZWZ-P] =1
Następnik:
4L = [4L] =1 - zbiór zwierząt z czterema łapami [4L]=1
~4L = [ZWZ-4L] =1 - zbiór zwierząt nie mających czterech łap [ZWZ-4L]=1
Zauważmy:
4L = [4L] =1
4L - nazwa zbioru definiowanego z prawej strony, tu „zbiór zwierząt z czterema łapami”.
[4L] - wypisanie w nawiasie kwadratowym wszystkich elementów zbioru 4L
~4L = [ZWZ-4L] =1
~4L - nazwa zbioru definiowanego z prawej strony, tu „zbiór zwierząt nie mających czterech łap”
[ZWZ-4L] - wypisanie wszystkich zwierząt należących do zbioru ~4L
Nie ma tu potrzeby wypisywania szczegółowego typu:
[4L] = [pies, słoń, kot …]
bo to jest oczywistość dla każdego 5-cio latka.
W obrębie zwierząt z czterema łapami można tworzyć kolejne podzbiory np.
- zwierzęta dzikie
- zwierzęta domowe
… albo zwierzęta szczekające, miauczące, beczące itp.
2.2 Podstawowe operacje na zbiorachDo obsługi całej algebry Kubusia w zbiorach wystarczą nam trzy podstawowe operacje na zbiorach plus pojęcie uzupełnienia zbioru do wybranej dziedziny.
1.
Iloczyn logiczny zbiorów (koniunkcja) to wspólna cześć zbiorów p i q bez powtórzeń
Y=p*q
gdzie:
„*” - spójnik „i”(*) z naturalnej logiki człowieka
Przykład:
p=[1,2,3,4], q=[3,4,5,6]
Y=p*q= [1,2,3,4]*[3,4,5,6] =[3,4]
2.
Suma logiczna zbiorów (alternatywa) to wszystkie elementy zbiorów p i q bez powtórzeń
Y=p+q
gdzie:
„+” - spójnik „lub”(+) z naturalnej logiki człowieka
Przykład:
p=[1,2,3,4], q=[3,4,5,6]
Y=p+q = [1,2,3,4]+[3,4,5,6] =[1,2,3,4,5,6]
3.
Różnica zbiorów p-q to wszystkie elementy zbioru p z wykluczeniem elementów zbioru q
p=[1,2,3,4], q=[3,4,5,6]
p-q = [1,2,3,4]-[3,4,5,6] =[1,2]
q-p = [3,4,5,6]-[1,2,3,4] =[5,6]
4.
Uzupełnienie zbioru do wybranej dziedziny
W nowej teorii zbiorów zachodzi tożsamość:
Uzupełnienie zbioru do wybranej dziedziny = negacja zbioru = zaprzeczenie zbioru
„~” - symbol przeczenia, w naturalnej logice człowieka przedrostek „NIE”
Przykład:
Dany jest zbiór:
p=[1,2]
Przyjmijmy dziedzinę:
D=[1,2,3,4]
stąd:
~p=~[1,2] =[3,4]
ewentualnie:
~p = D-p = [1,2,3,4]-[1,2] = [3,4]
Gdzie:
~ - symbol przeczenia
Komentarz słowny w naturalnej logice człowieka:
Jeśli przyjmiemy zbiór p=[1,2] oraz wybierzemy dziedzinę D=[1,2,3,4] to zaprzeczeniem zbioru p jest zbiór ~p=[3,4]
Definicja dziedziny:
p+~p=1
p*~p=0
p+~p=[1,2]+[3,4]=[1,2,3,4]=1 =D
p*~p=[1,2]*[3,4]=[] =0
Zaprzeczenie zbioru pustego to dziedzina:
~0=1
Zaprzeczenie dziedziny to zbiór pusty:
~1=0
Stąd mamy fundament dwuelementowej algebry Kubusia:
~0=1
~1=0
W skrajnym przypadku dziedziną może być Uniwersum
Definicja Uniwersum:
Uniwersum to wszelkie możliwe pojęcia zrozumiałe dla człowieka
Podsumowanie:
Zauważmy, że jeśli za dziedzinę przyjmiemy Uniwersum to mamy ograniczenie fizyczne, na mocy definicji nie możemy wyjść poza Uniwersum. Jeśli za dziedzinę przyjmiemy dowolny inny zbiór to mamy ograniczenie dobrowolne, nie chcemy rozpatrywać przypadków spoza tej dziedziny, co nie oznacza że nie jesteśmy w stanie.
Dowolne pojęcie dobrze zdefiniowane musi mieć swoją unikalną nazwę zarówno w obrębie wybranej dziedziny jak i w obrębie Uniwersum.
Przykład:
Pies - to pojęcie jest jednoznaczne i rozpoznawalne zarówno w zbiorze wszystkich zwierząt, jak i w obrębie całego Uniwersum.
W wielu przypadkach pojęcie X jest rozpoznawalne w kontekście np. „może” i „morze”. Tego typu pojęcia użyte w kontekście są jednoznaczne, dla logiki to wystarczy, bo nikt nie sypie pojęciami bez kontekstu czyli bez użycia ich w zdaniu (w dialogu).
2.3 Prawa ProsiaczkaScenka A:
A1.
Jaś pokazuje psa:
Prawdą jest (=1) że to jest pies (P)
P=1
A2.
Fałszem jest (=0) że to nie jest pies (P)
~P=0
Doskonale widać tożsamość zdań:
A1=A2
(P=1) = (~P=0)
Scenka B.
B1.
Jaś pokazuje kozę:
Prawdą jest (=1) że to nie jest pies (P)
~P=1
B2.
Fałszem jest (=0) że to jest pies (P)
P=0
Doskonale widać tożsamość zdań:
B1=B2
(~P=1) = (P=0)
Stąd mamy tożsamości Prosiaczka obowiązujące w całej logice matematycznej bez wyjątków:
I. (P=1) = (~P=0)
II. (~P=1) = (P=0)
2.4 Fundamentalne prawo logikiFundamentalne prawo logiki:W dowolnym równaniu algebry Boole'a mamy do czynienia ze zmiennymi sprowadzonymi do jedynek
Ziemanie doskonale wiedzą,
choć nie są tego świadomi, że w dowolnym równaniu logicznym wszystkie zmienne sprowadzone są do jedynek.
Dowód:
Uwaga 2.7 z "Wstępu do matematyki" prof. Newelskiego z UWr
http://www.math.uni.wroc.pl/~newelski/d ... node3.htmlProf. Newelski napisał:
1.
Y=1 <=> (p=0 i q=0 i r=1) lub (p=0 i q=1 i r=0) lub (p=1 i q=0 i r=1)
Po czym od razu zapisał końcowe równanie algebry Boole’a opisujące analizowaną przez niego tabelę zero-jedynkową:
2.
Y = ~p*~q*r + ~p*q*~r + p*~q*r
co matematycznie oznacza:
Y=1 <=> (~p=1 i ~q=1 i r=1) lub (~p=1 i q=1 i ~r=1) lub (p=1 i ~q=1 i r=1)
Doskonale widać, że zmienne w równaniu 2 sprowadzone są do jedynek na mocy praw Prosiaczka.
Prawa Prosiaczka:
(p=0) = (~p=1)
(p=1) = (~p=0)
cnd
Uprośćmy tabelę zero-jedynkową prof. Newelskiego do absolutnego banału.
Kod:
Tabela |Definicja
zero-jedynkowa |symboliczna
operatora OR |operatora OR
|prof. Newelskiego
p q Y=p+q |
A: 1 1 =1 | Ya= p* q
B: 1 0 =1 | Yb= p*~q
C: 0 1 =1 | Yc=~p* q
D: 0 0 =0 |~Yd=~p*~q
Robimy dokładnie to co prof. Newelski, czyli spisujemy w naturalnej logice człowieka to co widzimy w tabeli zero-jedynkowej.
1.
Y=1 <=> p=1 i q=1 lub p=1 i q=0 lub p=0 i q=1
Jak z równania 1 wygenerować równanie algebry Boole’a?
Prawa Prosiaczka:
I. (p=0) = (~p=1)
II. (p=1)=(~p=0)
Możemy to zrobić dwoma sposobami:
I.
W naturalnej logice człowiekaMamy nasze równanie 1.
1.
Y=1 <=> A: p=1 i q=1 lub B: p=1 i q=0 lub C: p=0 i q=1
W naturalnej logice człowieka sprowadzamy wszystkie zmienne do jedynek korzystając z I prawa Prosiaczka.
I. (p=0) = (~p=1)
2.
Y=1 <=> A: p=1 i q=1 lub B: p=1 i ~q=1 lub C: ~p=1 i q=1
Prawda jest w logice domyślna stąd w powyższym zapisie możemy pominąć wszystkie jedynki nic nie tracąc na jednoznaczności, w ten sposób dochodzimy do równania algebry Boole’a opisującego powyższą tabelę
3.
Y = A: p*q + B: p*~q + C: ~p*q
co matematycznie oznacza:
Y=1 <=> A: p=1 i q=1 lub B: p=1 i ~q=1 lub C: ~p=1 i q=1
II.
W logice ZEROW logice ZERO, totalnie sprzecznej z naturalną logiką człowieka wszystkie zmienne sprowadzamy do zera stosując w kodowaniu końcowego równania algebry Boole’a wszędzie odwrócone spójniki.
Mamy nasze równanie 1.
1.
Y=1 <=> p=1 i q=1 lub p=1 i q=0 lub p=0 i q=1
Korzystając z Ii prawa Prosiaczka sprowadzamy wszystkie zmienne do zera.
II. (p=1) = (~p=0)
~Y=0 <=> (~p=0 i ~q=0) lub (~p=0 i q=0) lub (p=0 i ~q=0)
W logice ZERO zapisujemy równanie algebry Boole’a odwracając wszędzie spójniki.
3.
~Y = (~p+~q)*(~p+q)*(p+~q)
… i teraz uwaga!
co matematycznie w naturalnej logice człowieka oznacza:
~Y=1 <=> (~p=1 lub ~q=1) i (~p=1 lub q=1) i (p=1 lub ~q=1)
Związki logiki dodatniej (bo Y) i ujemnej (bo ~Y):
Y = ~(~Y)
~Y = ~(Y)
Prawo przejścia do logiki przeciwnej:Negujemy zmienne i wymieniamy spójniki na przeciwne
Matematycznie równanie 3 w logice ujemnej (bo ~Y) to zaprzeczenie równania 2 w logice dodatniej (bo Y).
Wniosek:
Jeśli zastosujemy prawo przejścia do logiki przeciwnej dla równania 3 to musimy otrzymać równanie 2.
Mamy równanie:
3.
~Y = (~p+~q)*(~p+q)*(p+~q)
Prawo przejścia do logiki przeciwnej:Negujemy zmienne i wymieniamy spójniki na przeciwne
2.
Y = p*q + p*~q + ~p*q
cnd
Zauważmy, że jednoznaczne równanie algebry Boole’a opisujące powyższą tabelę otrzymamy też z linii D.
1.
Spisujemy w naturalnej logice człowieka dokładnie to co widzimy:
D.
Yd=0 <=> p=0 i q=0
Korzystając z pierwszego prawa Prosiaczka sprowadzamy wszystkie zmienne do jedynek.
I. (p=0) = ~p=1)
~Yd=1 <=> ~p=1 i ~q=1
Prawda (=1) jest w logice domyślna, stąd w równaniu wyżej możemy pominąć wszystkie jedynki nic nie tracąc na jednoznaczności.
D.
~Yd=~p*~q
co matematycznie oznacza:
~Yd=1 <=> ~p=1 i ~q=1
2.5 Wszystkie drogi prowadzą do Nowej Teorii ZbiorówPodsumujmy nasze rozważania:
Kod:
Tabela |Definicja |Rzeczywiste wartości logiczne
zero-jedynkowa |symboliczna |zmiennych w równaniu symbolicznym
operatora OR |operatora OR |algebry Boole’a
|prof.Newelskiego |
p q Y=p+q | |
A: 1 1 =1 | Ya= p* q |1=1*1
B: 1 0 =1 | Yb= p*~q |1=1*1
C: 0 1 =1 | Yc=~p* q |1=1*1
D: 0 0 =0 |~Yd=~p*~q |1=1*1
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Doskonale widać, że rzeczywista tabela „zero-jedynkowa” dla wszelkich równań logicznych to tabela ABCD789 … czyli nie ma tu żadnej logiki zero-jedynkowej, wszystkie zmienne w dowolnym równaniu logicznym sprowadzone są do jedynek.
Co to wszystko oznacza?
W przełożeniu na nową teorię zbiorów tabela wyżej oznacza że zbiory p i q muszą mieć część wspólną i żaden z nich nie może zawierać się w drugim. Wtedy i tylko wtedy otrzymamy tabelę symboliczną ABCD456 i tabelę „zero-jedynkową” ABCD789.