一阶语言first-order logic

一阶语言 L\mathcal{L}(First-Order Language)

def.first-order-language · 定义 · 逻辑 · 一阶语言 · 语法

又称一阶逻辑·first-order logic·FOL·形式语言

陈述

一阶语言 L\mathcal{L} 由一张符号表给定,符号分两类:

由符号表,用三条语法规则生成全部的项与公式:

  1. 变元、常元符号是项;若 ff 是 nn 元函数符号而 t1,…,tnt_{1}, \ldots, t_{n} 是项,则 f(t1,…,tn)f(t_{1}, \ldots, t_{n}) 是项;
  2. 若 RR 是 nn 元关系符号而 t1,…,tnt_{1}, \ldots, t_{n} 是项,则 R(t1,…,tn)R(t_{1}, \ldots, t_{n}) 是原子公式;
  3. 公式由原子公式出发,经 ¬\neg、∧\wedge、∨\vee、→\to、∀vi\forall v_{i}、∃vi\exists v_{i} 反复组合而成。

例:L={∈}\mathcal{L} = \{ \in \}(∈\in 是一个二元关系符号)就是集合论的语言 —— ZFC 的全部公理都写在这门语言里。

说明

⭐⭐ 这是星图里唯一的「原始层」对象。 别的东西都是「由更下面的东西造出来」的,一阶语言不是 —— 它是写公理用的那门语言,比 ZFC 本身更原始。所以它跟 ZF 公理同在最底下的几层,不往上连依赖边:真要连,「公式」就得先在 ZFC 内部由集合造出来,而那要用 ZFC 的公理,可公理模式本身又需要公式 —— 直接成环。

⭐ 在 ZFC 内部也能把它形式化:把符号编码成集合、把公式编码成有限序列,「φ\varphi 是公式」于是成为 ZFC 里的一条性质。那是元数学的进一步工作,本图不展开。(这个方向正是 Gödel 不完备定理的入口。)

⚠ 语言与结构要分开:L={∈}\mathcal{L} = \{ \in \} 只规定了有哪些符号,还没说变元往哪里跑 —— 那是满足关系要说的事。

它指向谁(出边)

定义引用 2

参考

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