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Lógica modal

Una lógica modal es un sistema formal que intenta capturar el comportamiento deductivo de algún grupo de operadores modales.[1]​ Los operadores modales son expresiones que califican la verdad de los juicios.[1]​ Por ejemplo, en el juicio «es necesario que 2 + 2 = 4», la expresión «es necesario que» es un operador modal que califica de necesaria a la verdad del juicio «2 + 2 = 4». De manera análoga, la expresión «siempre» califica a un juicio verdadero como verdadero en cualquier momento, es decir, siempre. No es lo mismo decir «está lloviendo» que decir «siempre está lloviendo».

En un sentido más restringido, sin embargo, una lógica modal es un sistema formal que intenta capturar el comportamiento deductivo de las expresiones «es necesario que» y «es posible que».[1]​ Este artículo trata exclusivamente sobre lógicas modales en este sentido restringido. Las lógicas modales pertenecen al grupo de las llamadas «extensiones de la lógica clásica» o «lógicas extendidas» entre las cuales se incluyen además la lógica deóntica, la lógica temporal, la lógica epistémica y la lógica doxástica.

Sistema formal

Vocabulario

La lógica modal solo agrega dos símbolos al vocabulario de la lógica proposicional: el símbolo   , que representa la expresión del lenguaje natural "es necesario que", y el símbolo  , que representa la expresión "es posible que". Ambos símbolos se prefijan a proposiciones, de modo que   se lee "es necesario que p", y   se lee "es posible que p". Además, en la lógica modal clásica, ambos símbolos son interdefinibles por medio del otro y de la negación; así:

 
 

Esto implica que en principio, solo es necesario tomar uno de los dos símbolos como primitivo, ya que el otro se puede definir a partir de éste y del vocabulario de la lógica proposicional. En general, el símbolo que se toma como primitivo es el de necesidad. Estas interdefiniciones son paralelas a las de los cuantificadores en la lógica de primer orden:

 
 

Las razones de este paralelismo resultarán más claras en la sección de semántica de mundos posibles.

Gramática

La gramática nos indica qué secuencias de signos del vocabulario están bien construidas. A estas secuencias se las llama fórmulas bien formadas. La gramática de la lógica modal es igual a la de la lógica proposicional, excepto que añade una regla para los operadores modales, la cual ya fue indicada informalmente en la sección anterior:

  • Si   es una fórmula bien formada, entonces   también lo es.

Algunos ejemplos de fórmulas bien formadas del lenguaje serán, por lo tanto:

 

 

 

Reglas de inferencia

La regla de inferencia más propia de la lógica modal se llama N (o regla de Necesitación), y dice que si una fórmula   es un teorema, entonces "es necesario que  " también es un teorema. En otros términos:

 

A esta regla hay que sumarle, por supuesto, el modus ponens heredado de la lógica proposicional.

Axiomas

Cuáles deben ser los axiomas de la lógica modal es algo muy debatido. Diferentes conjuntos de axiomas permiten demostrar diferentes teoremas, y por lo tanto los axiomas que se eligen muchas veces dependen de los teoremas que se quieren demostrar, y de la posición filosófica que se defiende.

La siguiente es una lista de algunos de los axiomas más conocidos:

Nombre Axioma Lectura informal
K   Si es necesario que   implica  , entonces si   es necesario,   también lo es.
T (o M)   Si es necesario que  , entonces   es el caso.
4   Si es necesario que  , entonces es necesario que   sea necesario.
5   Si es posible que  , entonces es necesario que   sea posible.
B   Si   es el caso, entonces es necesario que   sea posible.

Diferentes combinaciones de axiomas dan lugar a diferentes sistemas de lógica modal. El sistema K (llamado así en honor a Saul Kripke) es el que menos axiomas utiliza: aparte de los axiomas de la lógica proposicional, el sistema K se sirve solo del axioma K (no confundir el axioma con el sistema). Por esta misma razón, sin embargo, el sistema K también es el más débil de los sistemas, es decir, el que menos teoremas puede demostrar. Sistemas más fuertes se construyen agregando axiomas a K. A continuación hay una tabla con los nombres de los sistemas más conocidos y sus axiomas:

Sistema Axiomas
K K
T K, T
S4 K, T, 4
S5 K, T, 5
B K, T, B

Semántica

Una interpretación para un lenguaje modal es un conjunto ordenado de tres elementos: <W, R, V>

  • W es un conjunto cuyos elementos generalmente son llamados mundos posibles. Qué es exactamente un mundo posible es materia de debate. Una de las posturas dice que un mundo posible es un conjunto maximal-consistente de proposiciones. Esto es, un conjunto de proposiciones al que si se agregara una proposición cualquiera más, se volvería inconsistente. Esta definición intenta capturar la idea de una descripción completa del mundo (de un mundo).
  • R es una relación entre mundos posibles llamada relación de accesibilidad. La función de la relación de accesibilidad es ayudar a expresar una necesidad o posibilidad relativa. En principio, no todo lo que es posible en un mundo es posible en otro mundo. Supongamos tres situaciones o mundos posibles: w0, w1 y w2. Supongamos además que w0 es la situación actual, en la que el señor Fernández se tiró sin paracaídas de un avión volando a miles de metros, con el fin de suicidarse. Convengamos que en esta situación, el señor Fernández va a morir necesariamente (por necesidad física). Por otro lado, w1 es una situación anterior a w0 en la que el señor Fernández está decidiendo si tirarse o no del avión, y w2 es una situación posterior a w1 en donde el señor Fernández decidió no tirarse del avión. Hay un sentido del término "posible" en el que el enunciado "es posible que el señor Fernández no muera" es verdadero en w1 pero no en w0. De modo que w2 es un mundo posible relativo a w1, pero no relativo a w0. Expresamos esta posibilidad relativa diciendo que w1 tiene acceso a w2, pero que w0 no tiene acceso a w2.
  • V es una función que asigna valores de verdad a proposiciones dentro de cada mundo posible. Es decir, la función V asigna a cada proposición p un valor de verdad, pero este valor de verdad puede variar dependiendo del mundo posible en donde se esté evaluando su verdad. Estrictamente hablando, por lo tanto, la función V es una función que toma pares ordenados como argumentos, y devuelve valores de verdad. Estos pares contienen, por un lado, la proposición a ser evaluada, y por el otro, el mundo posible donde será evaluada.

A los dos primeros elementos de la interpretación se los llama el marco de la interpretación, y cuando se les suma el tercero se tiene un modelo para el sistema. Los mundos posibles no juegan ningún papel sustancial en la definición de los operadores lógicos no-modales, salvo que las condiciones de verdad se definen relativamente a mundos posibles. Por ejemplo:

  •     si y solo si    
  •     si y solo si       y    

Pero los mundos posibles juegan un papel clave en la definición de las condiciones de verdad de los operadores modales:

  •     si y solo si para todo mundo posible w* tal que wRw* (w tiene acceso a w*) se cumple que    
  •     si y solo si en al menos un mundo posible w* tal que wRw* se cumple que    

Una observación: Si desde un mundo posible w no se puede acceder a ningún otro mundo posible, entonces todas las fórmulas de la forma   serán verdaderas en w, mientras que todas las de la forma   serán falsas. Las condiciones de verdad de   no requieren la existencia de un mundo posible que sea accesible, ya que "todo mundo posible w* tal que wRw* y   " es equivalente a "no hay ningún mundo posible tal que wRw* y   ". Es decir, todo lo que se requiere para que   sea verdadero en w es que no haya ningún mundo accesible desde w donde   sea falso. Por otro lado las condiciones de verdad de   requieren la existencia de un mundo posible. Para que   sea verdadero en w, debe haber al menos un mundo accesible desde w en el que   sea verdadero. Si desde w no se accede a ningún mundo posible, entonces   será falso en w.

Consecuencia lógica y deducción

Dentro de los lenguajes lógicos podemos distinguir dos tipos de relaciones de consecuencia entre premisas y conclusión: la consecuencia lógica y la deducibilidad. La relación de consecuencia lógica es una relación semántica en el sentido de que es una relación entre las premisas bajo una interpretación y la conclusión bajo la misma interpretación. La relación de deducibilidad es una relación sintáctica porque queda caracterizada por un conjunto de reglas (un sistema deductivo) que atienden solamente a la forma de las premisas y conclusión. Se entiende habitualmente que la relación de consecuencia lógica es más básica (aunque esto está sujeto a cierto debate) y que el objetivo de un sistema deductivo es caracterizar en términos puramente sintácticos la relación de consecuencia lógica. Un sistema deductivo caracteriza de un modo satisfactorio la consecuencia lógica cuando nos permite deducir solo consecuencias lógicas (se dice entonces que el sistema es consistente o correcto, en inglés sound) y todas las consecuencias lógicas (se dice que es completo, en inglés complete).

En lógica clásica hay una sola relación de consecuencia lógica y distintos sistemas deductivos para caracterizarla (sistemas axiomáticos, tableaux, deducción natural, sistemas de Gentzen, entre otros). Esto no es así en lógica modal. En lógica modal hay distintos sistemas modales que caracterizan distintas relaciones de consecuencia lógica. En este sentido más que de lógica modal debería hablarse de lógicas modales. En primer lugar introduciremos una definición general de consecuencia lógica. En segundo lugar se tratará el sistema modal básico llamado K. Después indicaremos cómo modificar los sistemas modales y cuáles son sus correspondientes relaciones de consecuencia lógica.

Consecuencia lógica

La consecuencia lógica está ligada a la noción de verdad; que un argumento es válido quiere decir que preserva necesariamente la verdad. En lógica modal la verdad es relativa a mundos posibles (una fórmula es verdadera en una interpretación en un mundo posible) de modo que la consecuencia lógica también será relativa a mundos posibles: un argumento será válido justo cuando, si sus premisas son todas verdaderas en un mundo posible, su conclusión es verdadera en ese mundo posible. Por otro lado, suele entenderse la necesaria preservación de verdad como preservación de verdad en toda interpretación. Por tanto, un argumento es válido en nuestro lenguaje modal cuando preserva la verdad en todos los mundos posibles en toda interpretación:

  si y solo si para toda interpretación <W, R, V> y todo mundo posible w en W, si     para todo   en  , entonces   

Deducción

Un sistema deductivo es un conjunto de reglas que nos permite establecer afirmaciones de consecuencia entre un conjunto de oraciones y una oración atendiendo solamente a su forma. Cuando   es una consecuencia deductiva de   en un sistema deductivo S se suele escribir "   en S". El tipo de sistemas deductivos tradicionales en lógica modal son los sistemas axiomáticos. Un sistema axiomático es un conjunto de enunciados del lenguaje (o formas de enunciados si contienen metavariables) y un conjunto de reglas de inferencia. Una consecuencia deductiva de un sistema axiomático es, o bien un axioma, o bien un enunciado que puede obtenerse a partir de los axiomas y las reglas de inferencia. El sistema axiomático básico para la lógica modal es el sistema K, descrito más arriba. La relación de deducibilidad en K (es decir, todo aquello que es deducible en K), queda por lo tanto definida por sus axiomas y sus reglas de inferencia.

Como comentamos al inicio de esta sección, la deducibilidad en los distintos sistemas modales caracteriza diversas relaciones de consecuencia lógica. El sistema modal K es considerado básico porque la deducción en K caracteriza (es consistente y completo respecto a) la consecuencia lógica en todas las interpretaciones (normales). Por tanto:

  en K si y solo si   para toda interpretación <W, R, V>.

Restricciones en la relación de accesibilidad

Recordemos que varios de los sistemas modales se obtienen simplemente añadiendo axiomas a la lista de axiomas del sistema K. Por ejemplo, el sistema T se obtiene añadiendo a K el axioma:

(T)   

En cada uno de los sistemas, la relación de consecuencia lógica que caracteriza la deducibilidad en el sistema es distinta. Por ejemplo, en el sistema T, la relación de consecuencia lógica (respecto a la cual T es consistente y completo) es la consecuencia lógica en todas las interpretaciones en las que la relación de accesibilidad es reflexiva. Es decir, la clase de todas las interpretaciones <W, R, V> en las que R es reflexiva (todo mundo w en W es accesible desde sí mismo: wRw). Por tanto, la adición del axioma T a K da lugar a un sistema que es completo y consistente respecto a todas las interpretaciones en que R es reflexiva:

   en T si y solo si     para toda interpretación <W, R, V> en la que R es reflexiva.

Otros sistemas modales se obtienen a través de la adición de axiomas y sus respectivas consecuencias lógicas a través de la adición de restricciones sobre R. Algunos de los axiomas más conocidos con sus respectivas restricciones sobre R son:

Nombre Axioma R es... Restricción en R
T (o M)   Reflexiva Para todo w en W, wRw.
4   Transitiva Para todo w, w* y w** en W, si wRw* y w*Rw** entonces wRw**.
5   Euclidiana Para todo w, w* y w** en W, si wRw* y wRw** entonces w*Rw**.
B   Simétrica Para todo w y w* en W si wRw* entonces w*Rw.

Atendiendo a los axiomas podemos ver cuál es la relación de consecuencia que caracterizan. Por ejemplo, el sistema S4, que incluye los axiomas T y B, es consistente y completo respecto a las interpretaciones en que R es reflexiva y transitiva. El sistema S5 respecto a las interpretaciones en que R es reflexiva y euclídea.

El método axiomático tiene ciertas ventajas. Por ejemplo, se puede ver fácilmente cuál es la relación entre sistemas modales. Se dice que un sistema modal B es una extensión de otro sistema modal A, cuando todas las deducciones que se pueden realizar en A se pueden realizar en B. Se dice que B es una extensión propia de A cuando B es una extensión de A y A no es una extensión de B (es decir, hay deducciones en B que no hay en A). El método axiomático tiene la ventaja de mostrar de un modo claro algunas relaciones entre sistemas modales. Por ejemplo, es evidente que como el sistema T se obtiene añadiendo un axioma a K, T es una extensión de K. Para ver que T es una extensión propia de K, solo tenemos que comprobar que el axioma T no es deducible en K.

Existen otros métodos a este propósito como los tableaux o tablas analíticas. El método axiomático tiene la desventaja de que resulta difícil para el no-iniciado establecer afirmaciones de deducción mientras que las tablas analíticas aportan un procedimiento algorítmico con el que resulta muy sencillo construir las pruebas. Por otra parte, las pruebas de completud y consistencia con las tablas analíticas son extremadamente sencillas en comparación con las pruebas que emplean sistemas axiomáticos. El libro de Graham Priest (2001) es una buena introducción a las lógicas modales (entre otras lógicas no clásicas) que emplea las tablas analíticas.

Mundos no-normales

Algunos de los sistemas que Lewis propuso para su implicación estricta son más débiles que el sistema modal K. Para obtener una semántica para sistemas modales más débiles que K se introdujo la noción de mundo no-normal (introducido por Saul Kripke en 1965). Un mundo no-normal es un mundo en el que las condiciones de verdad de los operadores modales son distintas: un enunciado del tipo   es siempre verdadero en un mundo no-normal, mientras que un enunciado de la forma   es siempre falso. En los mundos no-normales todo es posible y nada es necesario.

Una interpretación no-normal para un lenguaje proposicional modal es una estructura <W, N, R, V> donde W, R y V son como antes y N es un subconjunto de W. N es el conjunto de mundos normales en la interpretación; el resto (si los hay) son los mundos no-normales. Las condiciones de verdad de los operadores lógicos son igual que antes; solo varían las condiciones de los operadores modales en mundos no-normales. Si w es no-normal:

  •  
  •  

A partir de interpretaciones no-normales podemos obtener semánticas para sistemas modales más débiles que K. Podemos definir, por ejemplo, la relación de consecuencia lógica como preservación de verdad sobre mundos normales:

Definición:    si y solo para toda interpretación <W, N, R, V> y todo mundo posible w en N, si     para todo    en   , entonces   .

La lógica que obtenemos si permitimos que R sea una relación binaria cualquiera en W es más débil que K. Llamemos a esta lógica N. El hecho más singular de las interpretaciones no-normales es que la regla de Necesitación, que era correcta en K y todas sus extensiones, deja de ser correcta. Las fórmulas lógicamente válidas de la lógica clásica, por ejemplo  , son verdaderas en todo mundo posible (normal o no). Por tanto, tenemos que en N,  . Más aún, dado que la consecuencia lógica se define sobre mundos normales, tenemos que   ya que   será verdadera en todo mundo accesible desde un mundo normal. Sin embargo,   no es verdadera en todo mundo normal, ya que este puede acceder a un mundo no-normal, en donde   será falsa.

Historia

La lógica modal es tan antigua como el Organon de Aristóteles. Hay pasajes en su obra, como el famoso argumento de la batalla naval en Sobre la interpretación, que ahora se ven como anticipaciones de la lógica modal y su conexión con la potencialidad y el tiempo.

El primer sistema formal de lógica modal fue desarrollado por Avicenna, quien finalmente desarrolló una teoría silogística «temporalmente modalizada».

La lógica modal contemporánea, sin embargo, surge a principios del siglo XX como una reacción a la lógica clásica que maduró en las obras de autores como Gottlob Frege, Bertrand Russell y Alfred North Whitehead. Los patrones de razonamiento válidos, aquellos que indican una relación de consecuencia lógica entre un conjunto de enunciados –las premisas– y otro enunciado –la conclusión– en un argumento, están en parte determinados por cuáles sean las constantes lógicas. En la lógica clásica los siguientes patrones de razonamiento son válidos:

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  

Estos patrones de razonamiento se conocen como las paradojas de la implicación material, porque son argumentos válidos que sin embargo parecen poco naturales o incluso absurdos. Por ejemplo, los siguientes argumentos serían válidos:

  1. Si hoy es lunes entonces mañana es martes y si hoy es miércoles entonces mañana es jueves. Por lo tanto, o bien, si hoy es lunes entonces mañana es jueves, o bien, si hoy es miércoles entonces mañana es martes.
  2. No es el caso que si Dios existe entonces castigará a los buenos. Por lo tanto, Dios existe.

Del segundo uno no diría que tiene premisas verdaderas y conclusión falsa, pero como mínimo parece extraño que podamos probar la existencia de Dios de un modo tan sencillo a partir de una premisa tan plausible (¡no parece que haya una relación de consecuencia lógica entre la premisa y la conclusión!).

En 1912 Lewis publica Conditionals and the Algebra of Logic, justo después de los Principia mathematica de Russell y Whitehead. En 1918 publica A Survey of Symbolic Logic en donde formula una familia de axiomas y propone un nuevo condicional más adecuado para recoger el significado de la expresión "si... entonces" del lenguaje natural, al que llama implicación estricta. El nuevo condicional requiere, para ser verdadero, una relación más fuerte entre el antecedente y el consecuente que el condicional clásico. Lewis define su condicional estricto en términos del condicional clásico más la noción de necesidad:

"p implica estrictamente q" si y solo si  

De 1918 a 1932 Lewis prepara la segunda edición del Survey. Durante este período surgen multitud de trabajos sobre el tema. Arthur Prior aplica el mismo lenguaje formal para tratar la lógica temporal. Oskar Becker desvía la atención del análisis de las conectivas tipo "condicional estricto" a las propias nociones modales: son éstas las que requieren clarificación.

Existen al menos tres factores que hicieron que la lógica modal tuviera "mala prensa" en la primera mitad del siglo XX. En primer lugar, la interpretación clásica de la consecuencia lógica eliminaba las nociones modales en favor de una visión formalista. En segundo lugar, a diferencia del caso de la lógica clásica (que fue axiomatizada de un modo completo por Frege), las nociones modales dieron lugar a distintos sistemas axiomáticos. En tercer lugar, la lógica modal se desarrolló sin un análisis semántico. A esto se suman las críticas de Quine que comienzan en los años treinta.

El trabajo de Saul Kripke en los años sesenta (1963: Semantical Analysis of Modal Logic, I: Normal Propositional Calculi; 1965: Semantical Analysis of Modal Logic, II: Non-Normal Modal Propositional Calculi; 1965: Semantical Analysis of Intuitionistic Logic I) fue decisivo para el desarrollo del estudio de la lógica modal. Kripke aportó la herramienta básica para el análisis semántico de la lógica modal: la semántica de mundos posibles. La semántica de mundos posibles es una herramienta para el análisis de una colección importante de expresiones: modales, temporales, doxásticas, epistémicas, deónticas, entre otras. Además, la semántica modal permite interpretar una gran variedad de lógicas no-clásicas como el intuicionismo y ha impulsado muchas aplicaciones en lingüística computacional y lógica informática.

Véase también

Notas y referencias

  1. Garson, James. «Modal logic». En Edward N. Zalta, ed. Stanford Encyclopedia of Philosophy (en inglés) (Summer 2009 Edition edición). 


  •   Datos: Q210841
  •   Multimedia: Modal logic

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Una logica modal es un sistema formal que intenta capturar el comportamiento deductivo de algun grupo de operadores modales 1 Los operadores modales son expresiones que califican la verdad de los juicios 1 Por ejemplo en el juicio es necesario que 2 2 4 la expresion es necesario que es un operador modal que califica de necesaria a la verdad del juicio 2 2 4 De manera analoga la expresion siempre califica a un juicio verdadero como verdadero en cualquier momento es decir siempre No es lo mismo decir esta lloviendo que decir siempre esta lloviendo En un sentido mas restringido sin embargo una logica modal es un sistema formal que intenta capturar el comportamiento deductivo de las expresiones es necesario que y es posible que 1 Este articulo trata exclusivamente sobre logicas modales en este sentido restringido Las logicas modales pertenecen al grupo de las llamadas extensiones de la logica clasica o logicas extendidas entre las cuales se incluyen ademas la logica deontica la logica temporal la logica epistemica y la logica doxastica Indice 1 Sistema formal 1 1 Vocabulario 1 2 Gramatica 1 3 Reglas de inferencia 1 4 Axiomas 1 5 Semantica 2 Consecuencia logica y deduccion 2 1 Consecuencia logica 2 2 Deduccion 2 3 Restricciones en la relacion de accesibilidad 2 4 Mundos no normales 3 Historia 4 Vease tambien 5 Notas y referenciasSistema formal EditarVocabulario Editar La logica modal solo agrega dos simbolos al vocabulario de la logica proposicional el simbolo displaystyle Box que representa la expresion del lenguaje natural es necesario que y el simbolo displaystyle Diamond que representa la expresion es posible que Ambos simbolos se prefijan a proposiciones de modo que p displaystyle Box p se lee es necesario que p y p displaystyle Diamond p se lee es posible que p Ademas en la logica modal clasica ambos simbolos son interdefinibles por medio del otro y de la negacion asi p p displaystyle Diamond p neg Box neg p p p displaystyle Box p neg Diamond neg p Esto implica que en principio solo es necesario tomar uno de los dos simbolos como primitivo ya que el otro se puede definir a partir de este y del vocabulario de la logica proposicional En general el simbolo que se toma como primitivo es el de necesidad Estas interdefiniciones son paralelas a las de los cuantificadores en la logica de primer orden x ϕ x x ϕ x displaystyle exists x phi x neg forall x neg phi x x ϕ x x ϕ x displaystyle forall x phi x neg exists x neg phi x Las razones de este paralelismo resultaran mas claras en la seccion de semantica de mundos posibles Gramatica Editar La gramatica nos indica que secuencias de signos del vocabulario estan bien construidas A estas secuencias se las llama formulas bien formadas La gramatica de la logica modal es igual a la de la logica proposicional excepto que anade una regla para los operadores modales la cual ya fue indicada informalmente en la seccion anterior Si ϕ displaystyle phi es una formula bien formada entonces ϕ displaystyle Box phi tambien lo es Algunos ejemplos de formulas bien formadas del lenguaje seran por lo tanto p q displaystyle Diamond p to Box q p p displaystyle neg Diamond p land neg p p p displaystyle Box p lor neg p Reglas de inferencia Editar La regla de inferencia mas propia de la logica modal se llama N o regla de Necesitacion y dice que si una formula ϕ displaystyle phi es un teorema entonces es necesario que ϕ displaystyle phi tambien es un teorema En otros terminos ϕ ϕ displaystyle frac vdash phi vdash Box phi A esta regla hay que sumarle por supuesto el modus ponens heredado de la logica proposicional Axiomas Editar Cuales deben ser los axiomas de la logica modal es algo muy debatido Diferentes conjuntos de axiomas permiten demostrar diferentes teoremas y por lo tanto los axiomas que se eligen muchas veces dependen de los teoremas que se quieren demostrar y de la posicion filosofica que se defiende La siguiente es una lista de algunos de los axiomas mas conocidos Nombre Axioma Lectura informalK ϕ ps ϕ ps displaystyle Box phi to psi to Box phi to Box psi Si es necesario que ϕ displaystyle phi implica ps displaystyle psi entonces si ϕ displaystyle phi es necesario ps displaystyle psi tambien lo es T o M ϕ ϕ displaystyle Box phi to phi Si es necesario que ϕ displaystyle phi entonces ϕ displaystyle phi es el caso 4 ϕ ϕ displaystyle Box phi to Box Box phi Si es necesario que ϕ displaystyle phi entonces es necesario que ϕ displaystyle phi sea necesario 5 ϕ ϕ displaystyle Diamond phi to Box Diamond phi Si es posible que ϕ displaystyle phi entonces es necesario que ϕ displaystyle phi sea posible B ϕ ϕ displaystyle phi to Box Diamond phi Si ϕ displaystyle phi es el caso entonces es necesario que ϕ displaystyle phi sea posible Diferentes combinaciones de axiomas dan lugar a diferentes sistemas de logica modal El sistema K llamado asi en honor a Saul Kripke es el que menos axiomas utiliza aparte de los axiomas de la logica proposicional el sistema K se sirve solo del axioma K no confundir el axioma con el sistema Por esta misma razon sin embargo el sistema K tambien es el mas debil de los sistemas es decir el que menos teoremas puede demostrar Sistemas mas fuertes se construyen agregando axiomas a K A continuacion hay una tabla con los nombres de los sistemas mas conocidos y sus axiomas Sistema AxiomasK KT K TS4 K T 4S5 K T 5B K T BSemantica Editar Una interpretacion para un lenguaje modal es un conjunto ordenado de tres elementos lt W R V gt W es un conjunto cuyos elementos generalmente son llamados mundos posibles Que es exactamente un mundo posible es materia de debate Una de las posturas dice que un mundo posible es un conjunto maximal consistente de proposiciones Esto es un conjunto de proposiciones al que si se agregara una proposicion cualquiera mas se volveria inconsistente Esta definicion intenta capturar la idea de una descripcion completa del mundo de un mundo R es una relacion entre mundos posibles llamada relacion de accesibilidad La funcion de la relacion de accesibilidad es ayudar a expresar una necesidad o posibilidad relativa En principio no todo lo que es posible en un mundo es posible en otro mundo Supongamos tres situaciones o mundos posibles w0 w1 y w2 Supongamos ademas que w0 es la situacion actual en la que el senor Fernandez se tiro sin paracaidas de un avion volando a miles de metros con el fin de suicidarse Convengamos que en esta situacion el senor Fernandez va a morir necesariamente por necesidad fisica Por otro lado w1 es una situacion anterior a w0 en la que el senor Fernandez esta decidiendo si tirarse o no del avion y w2 es una situacion posterior a w1 en donde el senor Fernandez decidio no tirarse del avion Hay un sentido del termino posible en el que el enunciado es posible que el senor Fernandez no muera es verdadero en w1 pero no en w0 De modo que w2 es un mundo posible relativo a w1 pero no relativo a w0 Expresamos esta posibilidad relativa diciendo que w1 tiene acceso a w2 pero que w0 no tiene acceso a w2 V es una funcion que asigna valores de verdad a proposiciones dentro de cada mundo posible Es decir la funcion V asigna a cada proposicion p un valor de verdad pero este valor de verdad puede variar dependiendo del mundo posible en donde se este evaluando su verdad Estrictamente hablando por lo tanto la funcion V es una funcion que toma pares ordenados como argumentos y devuelve valores de verdad Estos pares contienen por un lado la proposicion a ser evaluada y por el otro el mundo posible donde sera evaluada A los dos primeros elementos de la interpretacion se los llama el marco de la interpretacion y cuando se les suma el tercero se tiene un modelo para el sistema Los mundos posibles no juegan ningun papel sustancial en la definicion de los operadores logicos no modales salvo que las condiciones de verdad se definen relativamente a mundos posibles Por ejemplo V w ϕ 1 displaystyle V w neg phi 1 si y solo si V w ϕ 0 displaystyle V w phi 0 V w ϕ ps 1 displaystyle V w phi land psi 1 si y solo si V w ϕ 1 displaystyle V w phi 1 y V w ps 1 displaystyle V w psi 1 Pero los mundos posibles juegan un papel clave en la definicion de las condiciones de verdad de los operadores modales V w ϕ 1 displaystyle V w Box phi 1 si y solo si para todo mundo posible w tal que wRw w tiene acceso a w se cumple que V w ϕ 1 displaystyle V w phi 1 V w ϕ 1 displaystyle V w Diamond phi 1 si y solo si en al menos un mundo posible w tal que wRw se cumple que V w ϕ 1 displaystyle V w phi 1 Una observacion Si desde un mundo posible w no se puede acceder a ningun otro mundo posible entonces todas las formulas de la forma ϕ displaystyle Box phi seran verdaderas en w mientras que todas las de la forma ϕ displaystyle Diamond phi seran falsas Las condiciones de verdad de ϕ displaystyle Box phi no requieren la existencia de un mundo posible que sea accesible ya que todo mundo posible w tal que wRw y V w ϕ 0 displaystyle V w phi 0 es equivalente a no hay ningun mundo posible tal que wRw y V w ϕ 0 displaystyle V w neg phi 0 Es decir todo lo que se requiere para que ϕ displaystyle Box phi sea verdadero en w es que no haya ningun mundo accesible desde w donde ϕ displaystyle phi sea falso Por otro lado las condiciones de verdad de ϕ displaystyle Diamond phi requieren la existencia de un mundo posible Para que ϕ displaystyle Diamond phi sea verdadero en w debe haber al menos un mundo accesible desde w en el que ϕ displaystyle phi sea verdadero Si desde w no se accede a ningun mundo posible entonces ϕ displaystyle Diamond phi sera falso en w Consecuencia logica y deduccion EditarDentro de los lenguajes logicos podemos distinguir dos tipos de relaciones de consecuencia entre premisas y conclusion la consecuencia logica y la deducibilidad La relacion de consecuencia logica es una relacion semantica en el sentido de que es una relacion entre las premisas bajo una interpretacion y la conclusion bajo la misma interpretacion La relacion de deducibilidad es una relacion sintactica porque queda caracterizada por un conjunto de reglas un sistema deductivo que atienden solamente a la forma de las premisas y conclusion Se entiende habitualmente que la relacion de consecuencia logica es mas basica aunque esto esta sujeto a cierto debate y que el objetivo de un sistema deductivo es caracterizar en terminos puramente sintacticos la relacion de consecuencia logica Un sistema deductivo caracteriza de un modo satisfactorio la consecuencia logica cuando nos permite deducir solo consecuencias logicas se dice entonces que el sistema es consistente o correcto en ingles sound y todas las consecuencias logicas se dice que es completo en ingles complete En logica clasica hay una sola relacion de consecuencia logica y distintos sistemas deductivos para caracterizarla sistemas axiomaticos tableaux deduccion natural sistemas de Gentzen entre otros Esto no es asi en logica modal En logica modal hay distintos sistemas modales que caracterizan distintas relaciones de consecuencia logica En este sentido mas que de logica modal deberia hablarse de logicas modales En primer lugar introduciremos una definicion general de consecuencia logica En segundo lugar se tratara el sistema modal basico llamado K Despues indicaremos como modificar los sistemas modales y cuales son sus correspondientes relaciones de consecuencia logica Consecuencia logica Editar La consecuencia logica esta ligada a la nocion de verdad que un argumento es valido quiere decir que preserva necesariamente la verdad En logica modal la verdad es relativa a mundos posibles una formula es verdadera en una interpretacion en un mundo posible de modo que la consecuencia logica tambien sera relativa a mundos posibles un argumento sera valido justo cuando si sus premisas son todas verdaderas en un mundo posible su conclusion es verdadera en ese mundo posible Por otro lado suele entenderse la necesaria preservacion de verdad como preservacion de verdad en toda interpretacion Por tanto un argumento es valido en nuestro lenguaje modal cuando preserva la verdad en todos los mundos posibles en toda interpretacion G ϕ displaystyle Gamma models phi si y solo si para toda interpretacion lt W R V gt y todo mundo posible w en W si V w ps 1 displaystyle V w psi 1 para todo ps displaystyle psi en G displaystyle Gamma entonces V w ϕ 1 displaystyle V w phi 1 Deduccion Editar Un sistema deductivo es un conjunto de reglas que nos permite establecer afirmaciones de consecuencia entre un conjunto de oraciones y una oracion atendiendo solamente a su forma Cuando ϕ displaystyle phi es una consecuencia deductiva de G displaystyle Gamma en un sistema deductivo S se suele escribir G ϕ displaystyle Gamma vdash phi en S El tipo de sistemas deductivos tradicionales en logica modal son los sistemas axiomaticos Un sistema axiomatico es un conjunto de enunciados del lenguaje o formas de enunciados si contienen metavariables y un conjunto de reglas de inferencia Una consecuencia deductiva de un sistema axiomatico es o bien un axioma o bien un enunciado que puede obtenerse a partir de los axiomas y las reglas de inferencia El sistema axiomatico basico para la logica modal es el sistema K descrito mas arriba La relacion de deducibilidad en K es decir todo aquello que es deducible en K queda por lo tanto definida por sus axiomas y sus reglas de inferencia Como comentamos al inicio de esta seccion la deducibilidad en los distintos sistemas modales caracteriza diversas relaciones de consecuencia logica El sistema modal K es considerado basico porque la deduccion en K caracteriza es consistente y completo respecto a la consecuencia logica en todas las interpretaciones normales Por tanto G ϕ displaystyle Gamma vdash phi en K si y solo si G ϕ displaystyle Gamma models phi para toda interpretacion lt W R V gt Restricciones en la relacion de accesibilidad Editar Recordemos que varios de los sistemas modales se obtienen simplemente anadiendo axiomas a la lista de axiomas del sistema K Por ejemplo el sistema T se obtiene anadiendo a K el axioma T ϕ ϕ displaystyle Box phi to phi En cada uno de los sistemas la relacion de consecuencia logica que caracteriza la deducibilidad en el sistema es distinta Por ejemplo en el sistema T la relacion de consecuencia logica respecto a la cual T es consistente y completo es la consecuencia logica en todas las interpretaciones en las que la relacion de accesibilidad es reflexiva Es decir la clase de todas las interpretaciones lt W R V gt en las que R es reflexiva todo mundo w en W es accesible desde si mismo wRw Por tanto la adicion del axioma T a K da lugar a un sistema que es completo y consistente respecto a todas las interpretaciones en que R es reflexiva G ϕ displaystyle Gamma vdash phi en T si y solo si G ϕ displaystyle Gamma models phi para toda interpretacion lt W R V gt en la que R es reflexiva Otros sistemas modales se obtienen a traves de la adicion de axiomas y sus respectivas consecuencias logicas a traves de la adicion de restricciones sobre R Algunos de los axiomas mas conocidos con sus respectivas restricciones sobre R son Nombre Axioma R es Restriccion en RT o M ϕ ϕ displaystyle Box phi to phi Reflexiva Para todo w en W wRw 4 ϕ ϕ displaystyle Box phi to Box Box phi Transitiva Para todo w w y w en W si wRw y w Rw entonces wRw 5 ϕ ϕ displaystyle Diamond phi to Box Diamond phi Euclidiana Para todo w w y w en W si wRw y wRw entonces w Rw B ϕ ϕ displaystyle phi to Box Diamond phi Simetrica Para todo w y w en W si wRw entonces w Rw Atendiendo a los axiomas podemos ver cual es la relacion de consecuencia que caracterizan Por ejemplo el sistema S4 que incluye los axiomas T y B es consistente y completo respecto a las interpretaciones en que R es reflexiva y transitiva El sistema S5 respecto a las interpretaciones en que R es reflexiva y euclidea El metodo axiomatico tiene ciertas ventajas Por ejemplo se puede ver facilmente cual es la relacion entre sistemas modales Se dice que un sistema modal B es una extension de otro sistema modal A cuando todas las deducciones que se pueden realizar en A se pueden realizar en B Se dice que B es una extension propia de A cuando B es una extension de A y A no es una extension de B es decir hay deducciones en B que no hay en A El metodo axiomatico tiene la ventaja de mostrar de un modo claro algunas relaciones entre sistemas modales Por ejemplo es evidente que como el sistema T se obtiene anadiendo un axioma a K T es una extension de K Para ver que T es una extension propia de K solo tenemos que comprobar que el axioma T no es deducible en K Existen otros metodos a este proposito como los tableaux o tablas analiticas El metodo axiomatico tiene la desventaja de que resulta dificil para el no iniciado establecer afirmaciones de deduccion mientras que las tablas analiticas aportan un procedimiento algoritmico con el que resulta muy sencillo construir las pruebas Por otra parte las pruebas de completud y consistencia con las tablas analiticas son extremadamente sencillas en comparacion con las pruebas que emplean sistemas axiomaticos El libro de Graham Priest 2001 es una buena introduccion a las logicas modales entre otras logicas no clasicas que emplea las tablas analiticas Mundos no normales Editar Algunos de los sistemas que Lewis propuso para su implicacion estricta son mas debiles que el sistema modal K Para obtener una semantica para sistemas modales mas debiles que K se introdujo la nocion de mundo no normal introducido por Saul Kripke en 1965 Un mundo no normal es un mundo en el que las condiciones de verdad de los operadores modales son distintas un enunciado del tipo ϕ displaystyle Diamond phi es siempre verdadero en un mundo no normal mientras que un enunciado de la forma ϕ displaystyle Box phi es siempre falso En los mundos no normales todo es posible y nada es necesario Una interpretacion no normal para un lenguaje proposicional modal es una estructura lt W N R V gt donde W R y V son como antes y N es un subconjunto de W N es el conjunto de mundos normales en la interpretacion el resto si los hay son los mundos no normales Las condiciones de verdad de los operadores logicos son igual que antes solo varian las condiciones de los operadores modales en mundos no normales Si w es no normal V w ϕ 1 displaystyle V w Diamond phi 1 V w ϕ 0 displaystyle V w Box phi 0 A partir de interpretaciones no normales podemos obtener semanticas para sistemas modales mas debiles que K Podemos definir por ejemplo la relacion de consecuencia logica como preservacion de verdad sobre mundos normales Definicion G ϕ displaystyle Gamma models phi si y solo para toda interpretacion lt W N R V gt y todo mundo posible w en N si V w ps 1 displaystyle V w psi 1 para todo ps displaystyle psi en G displaystyle Gamma entonces V w ϕ 1 displaystyle V w phi 1 La logica que obtenemos si permitimos que R sea una relacion binaria cualquiera en W es mas debil que K Llamemos a esta logica N El hecho mas singular de las interpretaciones no normales es que la regla de Necesitacion que era correcta en K y todas sus extensiones deja de ser correcta Las formulas logicamente validas de la logica clasica por ejemplo p p displaystyle p lor neg p son verdaderas en todo mundo posible normal o no Por tanto tenemos que en N p p displaystyle models p lor neg p Mas aun dado que la consecuencia logica se define sobre mundos normales tenemos que p p displaystyle models Box p lor neg p ya que p p displaystyle p lor neg p sera verdadera en todo mundo accesible desde un mundo normal Sin embargo p p displaystyle Box Box p lor neg p no es verdadera en todo mundo normal ya que este puede acceder a un mundo no normal en donde p p displaystyle Box p lor neg p sera falsa Historia EditarLa logica modal es tan antigua como el Organon de Aristoteles Hay pasajes en su obra como el famoso argumento de la batalla naval en Sobre la interpretacion que ahora se ven como anticipaciones de la logica modal y su conexion con la potencialidad y el tiempo El primer sistema formal de logica modal fue desarrollado por Avicenna quien finalmente desarrollo una teoria silogistica temporalmente modalizada La logica modal contemporanea sin embargo surge a principios del siglo XX como una reaccion a la logica clasica que maduro en las obras de autores como Gottlob Frege Bertrand Russell y Alfred North Whitehead Los patrones de razonamiento validos aquellos que indican una relacion de consecuencia logica entre un conjunto de enunciados las premisas y otro enunciado la conclusion en un argumento estan en parte determinados por cuales sean las constantes logicas En la logica clasica los siguientes patrones de razonamiento son validos q p q displaystyle q models p to q p p q displaystyle neg p models p to q p q r s p s r q displaystyle p to q land r to s models p to s lor r to q p q r p r q r displaystyle p land q to r models p to r lor q to r p q p displaystyle neg p to q models p Estos patrones de razonamiento se conocen como las paradojas de la implicacion material porque son argumentos validos que sin embargo parecen poco naturales o incluso absurdos Por ejemplo los siguientes argumentos serian validos Si hoy es lunes entonces manana es martes y si hoy es miercoles entonces manana es jueves Por lo tanto o bien si hoy es lunes entonces manana es jueves o bien si hoy es miercoles entonces manana es martes No es el caso que si Dios existe entonces castigara a los buenos Por lo tanto Dios existe Del segundo uno no diria que tiene premisas verdaderas y conclusion falsa pero como minimo parece extrano que podamos probar la existencia de Dios de un modo tan sencillo a partir de una premisa tan plausible no parece que haya una relacion de consecuencia logica entre la premisa y la conclusion En 1912 Lewis publica Conditionals and the Algebra of Logic justo despues de los Principia mathematica de Russell y Whitehead En 1918 publica A Survey of Symbolic Logic en donde formula una familia de axiomas y propone un nuevo condicional mas adecuado para recoger el significado de la expresion si entonces del lenguaje natural al que llama implicacion estricta El nuevo condicional requiere para ser verdadero una relacion mas fuerte entre el antecedente y el consecuente que el condicional clasico Lewis define su condicional estricto en terminos del condicional clasico mas la nocion de necesidad p implica estrictamente q si y solo si p q displaystyle Box p to q De 1918 a 1932 Lewis prepara la segunda edicion del Survey Durante este periodo surgen multitud de trabajos sobre el tema Arthur Prior aplica el mismo lenguaje formal para tratar la logica temporal Oskar Becker desvia la atencion del analisis de las conectivas tipo condicional estricto a las propias nociones modales son estas las que requieren clarificacion Existen al menos tres factores que hicieron que la logica modal tuviera mala prensa en la primera mitad del siglo XX En primer lugar la interpretacion clasica de la consecuencia logica eliminaba las nociones modales en favor de una vision formalista En segundo lugar a diferencia del caso de la logica clasica que fue axiomatizada de un modo completo por Frege las nociones modales dieron lugar a distintos sistemas axiomaticos En tercer lugar la logica modal se desarrollo sin un analisis semantico A esto se suman las criticas de Quine que comienzan en los anos treinta El trabajo de Saul Kripke en los anos sesenta 1963 Semantical Analysis of Modal Logic I Normal Propositional Calculi 1965 Semantical Analysis of Modal Logic II Non Normal Modal Propositional Calculi 1965 Semantical Analysis of Intuitionistic Logic I fue decisivo para el desarrollo del estudio de la logica modal Kripke aporto la herramienta basica para el analisis semantico de la logica modal la semantica de mundos posibles La semantica de mundos posibles es una herramienta para el analisis de una coleccion importante de expresiones modales temporales doxasticas epistemicas deonticas entre otras Ademas la semantica modal permite interpretar una gran variedad de logicas no clasicas como el intuicionismo y ha impulsado muchas aplicaciones en linguistica computacional y logica informatica Vease tambien EditarLogica proposicional Logica de primer orden Logica deontica Logica temporal Logica epistemica Logica doxastica ImplicacionNotas y referencias Editar a b c Garson James Modal logic En Edward N Zalta ed Stanford Encyclopedia of Philosophy en ingles Summer 2009 Edition edicion Datos Q210841 Multimedia Modal logic Obtenido de https es wikipedia org w index php title Logica modal amp oldid 128696230, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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