于是,𝕶(i,φ) ≠T 且𝕶(i,φ) ≠T。再由定义8.2.2-4,𝕶(i,φ∨φ) ≠T。
因此,并非╟φ∨φ。据可靠性定理,并非
ᵢ φ∨φ。
既然在直觉主义逻辑中,排中律、反证法、二难推理、双重否定消去、皮尔斯律等等相互等价,那么,依据这个系理,它们都不是直觉主义逻辑定理。
8.4完全性
直觉主义逻辑完全性的证明,大体上也采取经典情形下的步骤。我们需要类似前面的极大化引理和可靠性引理,使用 Henkin方法,得到最后的结果。但这里的情况毕竟不同,我们首先定义一个新的概念。
8.4.1 定义语句集Φ称为一个素理论,如果
1) 中是 i-一致的,即存在 φ,并非中Φ ᵢ φ。
2)对任意语句φ,Φ ᵢ φ⇒φ∈Φ ( Φ对直觉主义推演是封闭的)。
3) φ∨ψ∈Φ⇒φ∈Φ或ψ∈Φ。
4) ∃xφ∈Φ⇒φ(t / x) ∈Φ,对Φ的语言的某个闭项t。
素理论的作用,类似于经典情形下的(包含证据的)极大一致集。我们知道,每个经典结构中为真的全体语句构成一个极大一致集。与此类似,𝕶中每个 i 状态下为真的语句集Th (i) 也是一个素理论:首先,由系理 8.3.3,Th (i)对直觉主义推演是封闭的。再由定义 8.2.2,Th (i)满足素理论定义的3) 和4) 。最后,Th (i)推不出矛盾句,否则由它的封闭性,i 状态中就有矛盾为真。
下面的极大化引理相当于前面的「添加证据」与「极大一致扩张」的结合。注意,我们一直在一个固定的语言里谈论语句和语句集,但下面的扩张,涉及到更大的语言。
8.4.2 直觉主义极大化引理设Φ是-语句集,φ是-语句。如果并非 Φ ᵢ φ,那么,存在素理论Ψ,使得Φ⊆Ψ,且并非Ψ ᵢ φ。
证明:首先,往语言里添加可数无穷多个体常项,把扩张为。
其次,我们针对的存在句和析取句,逐步往Φ中添加证据式和析取支。为此,如下归纳定义-语句集的序列Ψ ₀,Ψ ₁,··· :
1) Ψ ₀ =Φ。
2) 假设Ψ ₙ,已经定义,且并非Ψ ₙ ᵢ φ。
i)如果 n 为偶数,则找到第一个满足Ψ ₙ ᵢ ∃xψ而且其证据式尚未得到添加的-存在句 ∃xψ。定义Ψ ₙ₊₁=Ψ ₙ ∪ {ψ (c / x ) },其中 c 为不在
Ψ ₙ 、ψ 中出现的第一个新常项 (Ψ ₙ,中只含有穷多新常项,因此可以找到这样的 c)。
ii)如果 n 为奇数,则找到第一个满足Ψ ₙ ᵢ ψ ₁ ∨ψ ₂,而且其析取支尚未得到添加的-析取句
ψ ₁ ∨ψ ₂ 。定义:
Ψₙ∪{ψ₁}4如果并非Ψₙ ∪{ψ₁}├ ᵢφ;
Ψₙ₊₁=
Ψₙ ∪{ψ₂}否则。
注意,如果Ψ ₙ ∪{ψ ₁} ᵢ φ,则不会有Ψ ₙ ∪ {ψ ₂} ᵢ φ。否则据 (∨E),有Ψ ₙ ᵢ φ 。这与关于 Ψ ₙ,的假设矛盾。
现在令Ψ=∪ {Ψ ₙ│ n≥0}。显然,Φ⊆Ψ。
下面验证,并非Ψ ᵢ φ,而且 Ψ 是 (相对于语言的) 素理论。
1) 并非Ψ ᵢ φ,
我们归纳证明:对任意n≥0,并非Ψ ₙ ᵢ φ。
a) n=0 时,结果由引理假设保证。
b) 假设并非Ψ ₙ ᵢ φ。
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