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Aussagenlogik - Fachbereich 4: HTW Berlin

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1<br />

Logik © Wolfgang Hebold<br />

<strong>Aussagenlogik</strong><br />

Die Logik befasst sich mit dem Erhalt von Wahrheitswerten beim Bilden von zusammengesetzten Sätzen.<br />

Resultierender Satz und sämtliche Teilsätze können nur entweder wahr oder falsch sein. Der Sinn all dieser<br />

Sätze ist für die Logik belanglos. Ebensowenig ist die Logik mit der Frage beschäftigt, ob ein einzelner,<br />

noch nicht zusammengesetzter Satz wahr ist oder nicht. Es geht ihr nur um die Verknüpfung von wahren<br />

oder falschen Sätzen zu einem Satz, der entweder wahr oder falsch ist.<br />

Anmerkung<br />

Dass der Sinn der Sätze ohne Belang ist, mag zunächst irritieren. Aber über den Sinn kommt ein<br />

Moment der Interpretation in die Logik, der eben durch den Übergang zur reinen Logik aus der<br />

Sprache verbannt werden soll. Damit geht natürlich ein wichtiges Moment von Sprachen verloren: Der<br />

Spielraum der Interpretation. Dies aber nun, wie es gelegentlich gemacht wird, der Logik vorzuwerfen,<br />

geht an der Sache vorbei.<br />

Anmerkung<br />

Die Logik ist also nicht mit der Frage beschäftigt, ob ein Satz tatsächlich wahr oder falsch ist. Sie fragt<br />

nicht nach der Wahrheit eines einzelnen Satzes, sondern nur, wie und ob die Wahrheit eines<br />

zusammengesetzten Satzes aus seinen Teilsätzen folgt. Allerdings nimmt sie in vielen Fällen an, dass<br />

ein Satz wahr ist und untersucht, was dann mit den resultierenden Sätzen geschieht.<br />

Aussagen<br />

Eine Aussage ist ein Satz, der entweder wahr oder falsch ist. Wir sagen: Die Aussage ist gültig, wenn sie<br />

wahr ist und die Aussage ist ungültig, wenn sie falsch ist. Damit meinen alle wahren Sätze logisch<br />

dasselbe: Den Wahrheitswert wahr. Ebenso meinen alle falschen Sätze logisch dasselbe: Den Wahrheitswert<br />

falsch. Einen dritten Wert gibt es nicht. Das besagt das Prinzip vom ausgeschlossenen Dritten.<br />

Anmerkung<br />

Um die Aussagen vom Text abzuheben, sind sie entweder durch Kursivschrift oder durch<br />

Anführungszeichen vom Rest des Textes abgesetzt. Wir schreiben also Die Sonne scheint oder »Die<br />

Sonne scheint«.


2<br />

Anmerkung<br />

Diese beiden Prinzipien: Die Beschränkung auf die beiden Wahrheitswerte und die Offenheit, welcher<br />

Wahrheitswert es nun ist, den ein Satz hat, sind für die Satzlogik grundlegend. Durch die<br />

Beschränkung wird der Bereich der Betrachtung eingegrenzt. Durch die Offenheit werden Aussagen<br />

über Sätze, deren Geltung nicht geklärt wird, überhaupt möglich.<br />

Beispiel<br />

Der Satz »Die Sonne scheint« ist ein Satz, der entweder wahr oder falsch ist; also handelt es sich um<br />

eine Aussage. Entsprechend ist der Satz »Der Mond ist eckig« eine falsche Aussage.<br />

Beispiel<br />

Der Satz »Die Sonne ist schön« ist keine Aussage, weil nicht entschieden werden kann, ob er wahr<br />

oder falsch ist. Ebensowenig ist der Satz »Der Baum sind grün« eine Aussage, jedenfalls nicht, wenn<br />

nicht spezifiziert wird, welcher Baum gemeint ist.<br />

Mitunter sind Aussagen so gemeint, dass ihr Wahrheitswert unter der Hand festgelegt ist. Wir sagen »Die<br />

Sonne scheint«, meinen damit aber nicht die Aussage, die überhaupt erst überprüft werden soll, sondern<br />

stellen fest, dass es so ist. Diese Aussage, die eigentlich eine Feststellung ist, unterscheidet sich aber<br />

sprachlich nicht von jener. Und wir haben auch keine Möglichkeit, diesen Unterschied allein im Rahmen der<br />

Aussage abschließend deutlich zu machen. Denn der Versuch, mit dem Satz »Die Sonne scheint ist wahr«,<br />

die Sache zu klären, endet nur in eben diesem weiteren Satz, der lediglich wiederum eine Aussage ist, die<br />

wiederum wahr oder falsch ist. Und jedem weiteren Versuch in der Art eines »wirklich, wirklich« ergeht es<br />

genauso.<br />

Wir stehen hier vor einem Phänomen, dem man in der Logik immer wieder begegnet: Wir machen Aussagen<br />

über Aussagen und bewegen uns dabei in einer erweiterten Ebene, dh. in einer weiteren Sprache, in der<br />

wir über eine andere Sprache reden. In der gesprochenen Sprache ändern wir in aller Regel den Tonfall, um<br />

eine Aussage über eine Aussage zu formulieren. In der geschriebene Sprache sind wir gezwungen, Sätze,<br />

die Aussagen zu sein scheinen, tatsächlich aber Feststellungen sind, jeweils von außen als solche zu<br />

kennzeichnen, etwa graphisch durch »Die Sonne scheint ist wahr«, ohne jedoch diesen Satz wieder als<br />

Aussage, die wahr oder falsch ist, zu verstehen. Wir sprechen dann speziell von einer Feststellung über<br />

eine Aussage und nicht mehr von einer Aussage. Feststellungen sind aber Teil einer anderen Sprache, einer<br />

Sprache über die Geltung von Aussagen einer gegebenen Sprache. Diese untersuchte Sprache, in der die<br />

Aussagen formuliert sind, wird Objektsprache bezeichnet, ist sie doch das Objekt der Untersuchung.<br />

Entsprechend sprechen wir von der Sprache, in der die Untersuchung durchgeführt wird, als Metasprache.<br />

Diese beiden Sprachebenen müssen jeweils deutlich unterschieden werden. Was mitunter schwierig wird, da<br />

auch die Metasprache untersucht werden kann und sich das Spiel dann auf einer neuen Ebene wiederholt.


3<br />

Beispiel<br />

Der Unterschied in der Interpretation eines Satzes - einmal als Feststellung und einmal als zu prüfende<br />

Behauptung - ist vergleichbar mit der Gleichung f ( 4 ) = 0, die Feststellung verstanden werden kann<br />

oder als Aufforderung, zu prüfen, ob 4 eine Nullstelle von f ist.<br />

Anmerkung<br />

Die Umgangssprache geht den umgekehrten Weg: Hier behauptet jede Aussage implizit, wahr zu sein:<br />

Der Satz »Die Sonne scheint« besagt also meistens »Die Sonne scheint ist wahr«. Nur lassen wir den<br />

Zusatz zumeist weg. Denn wir wissen, dass wir ihn weglassen müssen, wollen wir nicht eine unendliche<br />

Kette von Zusicherungen erzeugen. Dieses implizite Mitmeinen des Wahrheitsanspruchs ist ebenfalls<br />

eine Art Metaebene, die zur gesprochenen Sprache gehört. In der Arithmetik ergibt sich das Problem<br />

nicht, weil das Ergebnis einer Gleichung zu viele Varianten offen lässt und wir erst gar nicht auf die<br />

Idee kommen, die spezifische Lösung zu unterschlagen.<br />

Anmerkung<br />

Das wahr tritt also tatsächlich in drei Formen auf: Als wahr im beschreibenden Satz, als wahr in einer<br />

Aussage und als der Wahrheitswert selber. Dabei haben wahr und wahr die Funktion eines Namens für<br />

den Wahrheitswert. Einmal innerhalb eines normalen Satzes, einmal innerhalb einer Aussage, über die<br />

wir in einem normalen Satz sprechen. Die beiden Wörter wahr und wahr meinen also dasselbe. Für<br />

falsch gilt entsprechendes.<br />

Verknüpfungen<br />

Aussagen können durch Junktoren - auch logische Partikel oder Wahrheitsfunktionen genannt -<br />

verknüpft werden. Die Junktoren sind Negation, Konjunktion, Adjunktion und Konditional. Sie werden<br />

auf Aussagen angewendet und liefern neue Aussagen, die wiederum wahr oder falsch sind.<br />

Die Negation einer Aussage ist die verneinte Aussage. Ist eine Aussage wahr, dann ist die verneinte<br />

Aussage falsch. Ist eine Aussage falsch, dann ist die verneinte Aussage wahr. Soll eine Aussage verneint<br />

werden, dann wird ihr das NICHT vorangestellt.<br />

Anmerkung<br />

Die Verwendung von Kapitälchen soll die Junktoren vom restlichen Text und von den Aussagen<br />

abheben.


4<br />

Beispiel<br />

Die Negation der Aussage »Die Sonne scheint« ist die Aussage »Die Sonne scheint nicht« bzw. NICHT<br />

»Die Sonne scheint«.<br />

Die Konjunktion von zwei Aussagen ist eine durch Verknüpfung der beiden Aussagen mit Hilfe von UND<br />

entstandene Aussage. Ist eine der beiden Aussagen falsch, dann ist die Verknüpfung falsch. Andernfalls ist<br />

die Verknüpfung wahr.<br />

Beispiel<br />

Der Satz »Die Sonne scheint« ist eine Aussage, der Satz »Müller ist gesund« eine andere. Der Satz<br />

»Die Sonne scheint UND Müller ist gesund« ist die durch Konjunktion der beiden einzelnen Aussagen<br />

entstandene Aussage.<br />

Die Adjunktion - auch Disjunktion - von zwei Aussagen ist eine durch Verknüpfung der beiden Aussagen<br />

mit Hilfe von ODER entstandene Aussage. Ist eine der beiden Aussagen wahr, dann ist die Verknüpfung wahr.<br />

Andernfalls ist die Verknüpfung falsch.<br />

Beispiel<br />

Der Satz »Die Sonne scheint« ist eine Aussage, der Satz »Müller ist gesund« eine andere. Der Satz<br />

»Die Sonne scheint ODER Müller ist gesund« ist die durch Adjunktion der beiden einzelnen Aussagen<br />

entstandene Aussage.<br />

Das Konditional - auch Subjunktion - von zwei Aussagen ist eine durch Verknüpfung der beiden Aussagen<br />

mit Hilfe von FOLGT entstandene Aussage. Ist die erste Aussage wahr und die zweite Aussage falsch, dann ist<br />

die Verknüpfung falsch. Andernfalls ist die Verknüpfung wahr.<br />

Beispiel<br />

Der Satz »Die Sonne scheint« ist eine Aussage, der Satz »Müller ist gesund« eine andere. Der Satz<br />

»Die Sonne scheint FOLGT Müller ist gesund« ist die durchs Konditional der beiden einzelnen Aussagen<br />

entstandene Aussage.<br />

Anmerkung<br />

Dieses sogenannte materiale Konditional ist ausdrücklich kein Bedingungssatz, sondern lediglich eine<br />

von mehreren Möglichkeiten, zwei Aussagen zu verknüpfen. Es handelt sich also nicht um eine<br />

sprachliche Konstruktion, mit der über zwei Sätze ausgesagt wird, dass sie auseinander hervorgehen.<br />

Es ist eine Verknüpfung innerhalb der Objektsprache.<br />

Auf der Basis der Verknüpfung von zwei Aussagen, kann man auch die Verknüpfung von mehr als zwei<br />

Aussagen erklären. Die weiteren Aussagen werden durch die Junktoren mit dem Ausgangssatz


5<br />

zusammengefügt. Daraus ergeben sich komplexe Aussagen. Sie sind, ebenso wie die einfachen Aussagen,<br />

wahr oder falsch.<br />

Welchen Wert komplexe Aussagen haben, hängt allein von den Wahrheitswerten der Teilsätze ab. Um den<br />

Wert eines komplexen Satz zu bestimmen, müssen also nur die Teilsätze ausgewertet und dann die<br />

entsprechenden Junktoren angewendet werden. Das besagt das sogenannte Extensionalitätsprinzip. Das<br />

bedeutet umgekehrt, dass jeder Satz, der aus der Zusammensetzung von Aussagen mit Hilfe sogenannter<br />

Junktoren entsteht, nur die Werte wahr oder falsch haben kann. Gelegentlich findet man dies auch als<br />

Erläuterung des Extensionalitätsprinzips.<br />

Satzschemata<br />

Die <strong>Aussagenlogik</strong> betrachtet allein die Form der Aussageverknüpfungen, nicht die Aussagen selber. Damit<br />

ist der Sinn der Aussagen ohne Bedeutung fürs ganze und es interessieren allein die Wahrheitswerte, die die<br />

Aussagen meinen. Daher können konkrete Aussagen durch Konstanten, auch Literale, für diese Aussagen<br />

ersetzt werden. Die Namen der Konstanten müssen allerdings eineindeutig sein, dh. unterschiedliche<br />

Namen meinen unterschiedliche Aussage.<br />

Weil die <strong>Aussagenlogik</strong> nur an Aussageverknüpfungen interessiert ist, kann man sagen, sie versuche,<br />

Aussagen über Aussageverknüpfungen zu machen. Damit wechselt sie auf die Ebene über den konkreten<br />

Aussagen, dh. in die Metasprache. Auf dieser Ebene werden dann zwar weiterhin Sätze gebildet, die ganz<br />

ähnlich wie Aussagen aufgebaut sind. Aber in diesen Sätzen werden Zeichen verwendet, die für Aussagen<br />

stehen. Sie halten den Platz für eine beliebige Aussage frei. Diese Platzhalter vertreten innerhalb eines<br />

Satzes ein und dieselbe Aussage. Allerdings ist es egal, um welche konkrete Aussage es sich handelt. Das<br />

unterscheidet Platzhalter von den zuvor erklärten Konstanten.<br />

Anmerkung<br />

Um Konstanten und Platzhalter voneinander zu unterscheiden, werden Konstanten in Fettdruck und<br />

Platzhalter kursiv gesetzt. Die verwendeten Namen für Konstanten und Platzhalten sind deren<br />

Bezeichner.<br />

Anmerkung<br />

Konkrete Sätze können also durch Konstanten ersetzt werden, während Platzhalter durch beliebige<br />

Aussagen ersetzt werden können. Die konkreten Sätze gehen den Konstanten, die Platzhalter den<br />

Aussagen vorher. Bei Konstanten ohne konkreten Satz handelt es sich tatsächlich um Platzhalter, die


6<br />

ihren Wert nicht ändern können, dh. um konstante Platzhalter. Konstanten und Platzhalter sind Teil der<br />

Objektsprache.<br />

Anmerkung<br />

Konkrete Sätze und Namen werden auch als atomare Aussagen bezeichnet, da mit ihrer Hilfe<br />

komplexe Sätze gebildet werden. Durch Verwendung von Junktoren aus atomaren Aussagen<br />

entstandene Aussagen sind nicht atomar. Gelegentlich werden sie auch als Moleküle bezeichnet.<br />

Werden solche Moleküle allerdings durchgehend als Einheit betrachtet, dann handelt man sie ebenfalls<br />

als atomare Aussagen ansehen, da ja die interne Zusammensetzung nicht mehr Teil der Analyse ist.<br />

Ein Satz, in dem Platzhalter auftreten, ist ein logisches Satzschema; auch kurz Satzschema,<br />

Aussageform oder aussagelogische Formel genannt. Ein Satzschema hat keinen logischen Wert. Es ist<br />

also weder wahr noch falsch. Es ist, weil die Platzhalter keinen konkreten Wert haben, offen. Insbesondere<br />

ist ein Satzschema keine Aussage.<br />

Anmerkung<br />

Die Offenheit eines Satzschemas darf nicht mit der Offenheit einer Aussage verwechselt werden, von<br />

der nicht gesagt werden kann, ob sie wahr oder falsch ist. In einem Satzschema sind die Aussagen, die<br />

für die Platzhalter eingesetzt werden, unbekannt. Bei einem Satzschema handelt es sich um einen Satz<br />

aus einer anderen Kategorie.<br />

Anmerkung<br />

Sätze, in denen nur Konstanten von Aussagen auftreten, sind dagegen weiterhin Aussagen.<br />

Anmerkung<br />

Ein Satzschema entspricht also in etwa dem, was man als Formel aus dem Bereich der Funktionen<br />

kennt. Die Platzhalter sind die Variablen. Die Variablenwerte den Wahrheitswerten wahr und falsch.<br />

Beispiel<br />

Der Satz »Helena hat einen Ball und x« ist ein Satzschema, das die Aussage »Helena hat einen Ball«<br />

und den Platzhalter x durch die Konjunktion verbindet. Für x kann irgendeine Aussage stehen. Der<br />

Satz sagt also nicht, »Helena hat einen Ball UND x« im Sinne von x zusätzlich zum Ball haben. Der Satz<br />

ist nur die Form für eine Aussage, die durch das Einsetzen einer Aussage für x erst entsteht. Die<br />

Aussage könnte zB. der Satz »Die Sonne scheint« sein. Damit würde aus dem Satzschema die Aussage<br />

»Helena hat einen Ball UND Die Sonne scheint.« Dieser Satz ist dann wahr oder falsch. An Stelle von x<br />

kann aber zB. auch ein Satzschema stehen. Dann würde aus dem Satzschema ein anderes Satzschema<br />

werden. Erhält der Satz »Helena hat einen Ball« als Namen die Konstante a, dann lautet das<br />

Aussageschema »a UND x«.


7<br />

Im Prinzip können Platzhalter beliebige Aussagen vertreten. Da der Wahrheitswert der einzelnen<br />

eingesetzten Aussagen jedoch nicht von Interesse ist, kann man bei der Betrachtung der Satzbildung auf die<br />

konkreten Aussagen verzichten und sich auf die Kombination der möglichen Wahrheitswerte beschränken.<br />

Aussagen werden durch deren mögliche Wahrheitswerte vertreten.<br />

Das Ersetzen der Platzhalter durch die Wahrheitswerte wahr oder falsch ist die Interpretation des<br />

Platzhalters. Bei der Interpretation der Platzhalter in einem Satzschema ergeben sich nun drei<br />

unterschiedliche Möglichkeiten: Es gibt wenigstens eine Kombination von Wahrheitswerten, die aus dem<br />

Schema eine wahre Aussage macht. Es gibt keine solche Kombination. Oder jede Kombination macht das<br />

Satzschema wahr. Im ersten Fall, wenn das Satzschema für wenigstens eine Interpretation wahr ist, heißt es<br />

gültig. Wir sagen, es ist für eine Interpretation erfüllbar oder auch kurz: Es ist erfüllbar. Im zweiten Fall,<br />

wenn es keine Interpretation gibt, die aus dem Schema eine wahre Aussage macht, heißt es ungültig. Wir<br />

sagen, es ist für keine Interpretation erfüllbar oder kurz: Es ist nicht erfüllbar. Im dritten Fall, wenn<br />

überhaupt jede Interpretation das Schema erfüllt, wird das Satzschema als allgemeingültig bezeichnet. In<br />

allen drei Fällen handelt es sich um Sätze über Aussageschemata, dh. um Sätze aus einer Metasprache. Die<br />

Schemata sind dagegen Teil der Objektsprache.<br />

Anmerkung<br />

Allgemeingültigkeit ist also eine Feststellung über ein Satzschema; ebenso gültig und ungültig. In<br />

diesem Sinne sind, wie wir schon sagten, nicht erfüllbar und allgemeingültig Teil der Metasprache.<br />

Zugleich kann man die Feststellung aber auch als Aussage über ein Satzschema lesen. Dann ist<br />

unbekannt, ob es stimmt oder nicht. Untersuchungen über die Allgemeingültigkeit gehören dann in<br />

eine weitere Metaebene der Sprache.<br />

Anmerkung<br />

Der Fall eines gültigen Schemas, das zumindest in einer Kombination auch falsch liefert, wird<br />

gelegentlich als neutrales Schema bezeichnet.<br />

Beispiel<br />

Das Satzschema »x ODER NICHT x« ist allgemeingültig. Egal welcher Satz den Platz von x einnimmt, die<br />

resultierende Aussage ist immer wahr. Die für x eingesetzte Aussage wird dabei als wahr oder falsch<br />

angenommen.<br />

Beispiel<br />

Die Allgemeingültigkeit eines Konditionals ist die Implikation. In diesem Sinn ist die Implikation eine<br />

Feststellung. In der Literatur wird das Konditional oft als materiale Implikation, auch logische oder


8<br />

objektsprachliche Implikation bezeichnet. Die Implikation, wie sie hier verstanden wird, ist dann die<br />

metasprachliche oder auch semantische Implikation.<br />

Anmerkung<br />

Die Eigenschaft, allgemeingültig zu sein, ist bei einem Satz, der sich auf die Realtät bezieht, keine<br />

positive Eigenschaft. Ein allgemeingültiger Satz eignet sich nämlich nicht, etwas in der Welt zu<br />

beschreiben. Er trifft ja auf alles zu, beschreibt also alles. Ebenso ist die Eigenschaft widersprüchlich<br />

zu sein, keine negative Eigenschaft eines Satzes, der sich auf die Realität bezieht. Es gibt eben einfach<br />

keine Realität, auf die er sich beziehen könnte.<br />

Obwohl Satzschemata selber keine Aussagen sind, können sie also unter bestimmten Umständen<br />

bestimmter als Aussagen sein. Nämlich dann, wenn allein die Konstruktion des Satzschemas dafür sorgt,<br />

dass jede denkbare Interpretation eines Platzhalters zu einer falschen bzw. wahren Aussage führt. Während<br />

für eine Aussage innerhalb der Logik im Grunde immer offen bleibt, ob sie wahr oder falsch ist, ist ein<br />

Satzschema unter Umständen festgelegt. Die entsprechenden Arten von Schemata sind von so<br />

grundlegender Bedeutung nicht nur für die Logik, dass sie eigene Namen verdienen: Ein ungültiges<br />

Satzschema heißt Widerspruch oder auch Kontradiktion, ein allgemeingültiges Schema dagegen<br />

Tautologie.<br />

Die Tautologie ist ein Satzschema, das in jeder Interpretation wahr ist. In einem tautologischen Satzschema<br />

kann ich mit jeder für die Platzhalter eingesetzten Aussage eine insgesamt wahre Aussage erzeugen. Man<br />

kann die Interpretation also auch lassen. Oder man lässt im Schema gleich die Platzhalter weg. Da das aber<br />

syntaktisch nicht geht, wird ein spezielles, platzhalterloses Schema eingeführt, das für jedes<br />

tautologische Schema einspringen kann. Wir schreiben es ⊤ und nennen es ebenfalls Tautologie. Es liefert<br />

bei jeder Interpretation den Wert wahr. Damit kann es in einem Satzschema zusätzlich eine wahre Aussage<br />

vertreten. Das alles kann man mit gleichsam umgekehrtem Vorzeichen natürlich auch für die ungültigen<br />

Schemata sagen. Das entsprechende platzhalterlose Satzschema für den Widerspruch nennen wir<br />

Kontradiktion und bezeichnen es mit ⊥. Es liefert falsch und kann daher in einem Satzschema falsche<br />

Aussagen vertreten.<br />

Anmerkung<br />

Weil ein tautologischer Satz ein Satzschema ist, das durch Einsetzen egal welcher Aussage wahr wird,<br />

ist man schnell dabei, jede Tautologie und insbesondere ⊤ selber für wahr zu halten. Ja, man ist<br />

verleitet zu sagen: »Eine Tautologie ist wahr«. Das zu sagen, ist aber nicht etwa falsch, sondern leer,<br />

solange nicht abschließend geklärt ist, was Satzschemata sind. Versteht man ein Satzschema als Name<br />

für die Menge der Aussagen, mit denen es gültig ist, dann bezeichnet ein Satzschema eine Menge. Von<br />

einem Namen zu sagen, er sei wahr, ist aber, zumindest in der Logik, regelrecht unsinnig. Aber auch


9<br />

bei einem Schema wäre es allenfalls sinnvoll zu sagen, dass es für die Dinge steht, die das Schema<br />

erfüllen. Wiederum ist es nicht sinnvoll zu sagen, ein Schema ist wahr. Es ist lediglich sinnvoll davon zu<br />

sprechen, ob zwei Schemata dieselbe Menge bezeichnen. Also: Ein tautologischer Satz ist ein<br />

Satzschema und keine Aussage. Insbesondere ist ein tautologischer Satz keine Feststellung. Und<br />

umgekehrt: Auf Aussagen kann man die Charakterisierung tautologisch nicht sinnvoll anwenden.<br />

Satzschemata sind tautologisch.<br />

Beispiel<br />

Der Satz »Die Sonne scheint ODER Die Sonne scheint NICHT« ist keine Tautologie. Er ist<br />

genaugenommen nicht einmal wahr. Es handelt sich weiterhin um eine Aussage, die wahr oder falsch<br />

sein kann. Erst nach einer Analyse des Satzes zeigt sich, dass diese Aussage niemals falsch sein kann.<br />

Dafür ist allerdings der Rückgriff auf das Satzschema nötig, auf dem der Satz basiert. Dieses Schema<br />

erweist sich als tautologisch. Trotzdem sagt man in diesem Fall, die Aussage sei immer wahr.<br />

Anmerkung<br />

Tautologien sind mit Funktionen vergleichbar, die für jeden Wert den gleichen Funktionswert liefern.<br />

Eigentlich bräuchte man nichts auswerten, wenn man wüsste, dass es sich um eine konstante Funktion<br />

handelt. f ( x ) = 0 ⋅ x wäre so ein Fall. Die Funktion f ( x ) = c gehört im Grunde ebenfalls dazu. Nur<br />

dass man hier sofort erkennt, dass die Funktion konstant ist.<br />

Anmerkung<br />

Das angedeutete Missverständnis, dass man tautologische Sätze für Aussagen hält, tritt insbesondere<br />

bei ⊤ auf. Denn ⊤ ist ein Satzschema; aber ein Satzschema ohne Platzhalter. Dadurch wird diese<br />

Verwechslung beinahe erzwungen. Durch das Fehlen des Platzhalters rutscht ⊤ gleichsam in den<br />

Bereich der Aussagen. Dass ⊤ zudem als wahr interpretiert wird, macht die Sache rund.<br />

Ein Blick in die Arithmetik verdeutlicht die Problematik, wenn man konstante Funktionen betrachtet.<br />

Schreibt man sie f ( x ) = a bzw. f ( x ) = 3 und versteht den Ausdruck f ( x ) als Name für die Funktion,<br />

dann steht die Konstante auf der rechten Seite nicht mehr für eine Zahl. Sie vertritt statt dessen die<br />

Funktion, die alle Werte des Definitionsbreichs auf 3 abbildet und nicht die Zahl 3. In diesem Sinn ist ⊤<br />

ein Schema und eben nicht der Wert wahr. Nimmt man die Schreibweise x 2 für Funktionen, dann wird<br />

die Sache noch deutlicher. Jetzt müsste die Kurzschreibweise für f ( x ) = 3 eigentlich lauten: 3. Das<br />

macht aber praktisch keiner, weil die Verwechslungsgefahr zu offenbar ist.<br />

Die Besonderheit von allgemeingültigen und kontradiktorischen Satzschemata ist, dass allein aus dem<br />

Satzschema erschlossen werden kann, ob die sich jeweils ergebenden Aussagen wahr oder falsch sind. Und<br />

darin liegt die Bedeutung von Tautologie und Widerspruch.


10<br />

Zwei zentrale Aufgabe der Logik ergeben sich nun: Einmal will man aus dem Wahrheitswert einer Aussage<br />

auf den Wahrheitswert einer anderer Aussagen schließen. Zum anderen will man erkennen, ob und welche<br />

Satzschemata allgemeingültig bzw. widersprüchlich sind.<br />

Syntax<br />

Satzschemata wurden bisher durch die Kombination von Aussagen und Platzhaltern gebildet. Regeln für die<br />

Syntax der Sätze wurde nicht definiert. Das soll nun geschehen, um einen formalen Rahmen zu erhalten.<br />

Wir werden also die Ebene der natürlichen Sprachen verlassen.<br />

Da die einzelnen Aussagen ohne Belang sind, betrachten wir nur noch Satzschemata, in denen keine<br />

konkreten Aussagen auftreten. In den Schemata können Platzhalter stehen, die durch Buchstaben des<br />

lateinischen Alphabets vertreten werden. Dazu kommen die Junktoren NICHT, UND, ODER und FOLGT,<br />

vertreten durch ¬, ∧, ∨ und →. Als Hilfszeichen werden runde Klammern benötigt. Zusätzlich ergänzen wir<br />

diese Zeichen durch Namen für zwei Satzschemata, die keinen Platzhalter haben: ⊤ und ⊥. Es sei aber<br />

noch einmal betont, dass es sich bei beiden um Namen für Schemata handelt und nicht um Namen für<br />

Aussagen oder Feststellungen. Zur Definition zusammengefasst erhalten wir für die Menge der<br />

verwendeten Zeichen:<br />

DEFINITION Zeichensatz Σ<br />

Eine aufzählbare Menge von Konstanten a, b, c, … und Platzhaltern x, y, z, … ; wir schreiben auch<br />

a 1 , a 2 , a 3 , bzw. x 1 , x 2 , x 3 , … wenn der Zeichenvorrat unbegrenzt sein soll.<br />

Die Symbole ¬, ∧, ∨ und → für die Junktoren NICHT, UND, ODER und FOLGT. Dazu noch ↔ für das<br />

Bikonditional.<br />

Die konstanten Wahrheitsschemata ⊤ und ⊥.<br />

Die Klammern ( und ) als Hilfszeichen.<br />

Anmerkung<br />

Die Menge der Konstanten bzw. der Platzhalter kann unendlich sein. Sie muss aber aufzählbar bleiben.<br />

Anmerkung<br />

Konstanten werden grundsätzlich mit Normalschrift geschrieben und beginnen mit den ersten<br />

Buchstaben des Alphabets. Platzhalter werden grundsätzlich kursiv geschrieben und beginnen mit den


11<br />

letzten Buchstaben des Alphabets. Die Indizierung wird für größere Mengen von Bezeichnern<br />

genommen.<br />

Die Sprache der Aussagelogik enthält alle syntaktisch korrekten Satzschemata. Was ein syntaktisch<br />

korrektes Satzschema ist, wird zunächst informell erklärt:<br />

DEFINITION Aussageform, Satzschema<br />

Geg. ist der Zeichensatz Σ der <strong>Aussagenlogik</strong>.<br />

Dann gelten zunächst die 3 Grundregeln:<br />

(1) Die Menge der Konstanten a, b, c, ... sind Aussageformen.<br />

(2) Die Menge der Platzhalter x, y, z, … sind Aussageformen.<br />

(3) Die beiden konstanten Wahrheitsschemata ⊤ und ⊥ sind Aussageformen.<br />

Zu diesen kommen noch die beiden Konstruktionsschemata:<br />

(4) Ist α eine Aussageform, dann sind auch ( α ) und ¬ α Aussageform.<br />

(5) Sind α und β Aussageformen, dann sind auch α ∧ β, α ∨ β und α → β Aussageformen.<br />

Anmerkung<br />

Man muss deutlich zwischen den Basiszeichen, die in Regel (1), (2) und (3) fixiert werden, und den<br />

Produktionsregeln in (4) und (5) unterscheiden. Die Basiszeichen setzen die Ausgangspunkte, die<br />

Regeln beschreiben die Struktur der Aussagen bzw. Aussageformen.<br />

Anmerkung<br />

Man beachte, dass nach dieser Definition Konstanten syntaktisch gesehen ebenfalls Aussageformen<br />

sind.<br />

Anmerkung<br />

In (4) und (5) werden griechische Buchstaben als Bezeichner für beliebige Aussageformen<br />

verwendet. Sie gehören zur Metasprache. Damit gehören auch Ausdrück wie α ∧ β zur Metasprache.<br />

Konstanten und Platzhalter sind dagegen, wie schon gesagt, Teil der Objektsprache. Der Ausdruck x ∧<br />

y gehört also zur Objektsprache.


15<br />

I ⟦ α ⟧ = f ( I ⟦ α 1 ⟧ , … , I ⟦ α n ⟧ )<br />

mit f als eine der Funktionen aus B.<br />

Dieser Zerlegungsprozess muss solange durchgeführt werden, bis sich entweder eine Konstante:<br />

I ⟦ a ⟧ = a<br />

findet mit dem a auf der rechten Seite als Konstante auf dem entsprechenden Bereich oder ein Platzhalter:<br />

I ⟦ a ⟧ = v a = v ( a )<br />

bzw. in einer Indexschreibweise:<br />

I ⟦ v i ⟧ = v i<br />

Für die Konstanten ⊤ und ⊥ ergibt sich einfach:<br />

I ⟦ ⊤ ⟧ = T<br />

bzw.<br />

I ⟦ ⊥ ⟧ = F<br />

Wir finden also einen doppelten rekursiven Prozess, der mit Platzhaltern bzw. Konstanten nach einer endlich<br />

Anzahl von Schritten abschließen muss. Zum einen wird das Satzschema zerlegt, zum anderen werden nach<br />

und nach die entsprechenden Funktionen aus B gebildet. Die Klammern haben jetzt nur noch eine<br />

steuernde Wirkung. Sie treten als Klammern in den Anordnungen der Funktionsparameter zu Geltung.<br />

Der eigentlich kritische Punkt sind also weder die Klammer noch die Konstanten, sondern die Funktionen,<br />

die mit den Satzschemata assoziiert werden sollen. Denn ganz offenbar hängt es von der Anzahl der<br />

Platzhalter ab, welches f es denn ist, auf das sich das Satzschema bezieht. Bemerkenswert ist nun aber,<br />

dass diese Stelligkeit für die Interpretation keine Rolle spielt und der gesamte Rekursionsprozess allein<br />

über ein- und zweistellige, ja überhaupt nur über zweistellige Funktionen abgewickelt werden kann. Dann<br />

lässt sich die Interpretation wie folgt definieren:<br />

I ⟦ α ⟧ ) = I ⟦ α 1 ∧ α 2 ⟧ ) = f 8 ( I ⟦ α 1 ⟧ ), I ⟦ α 2 ⟧ ) )<br />

und entsprechend für die anderen Junktoren. Damit wird die Interpretation eindeutig bestimmt, denn zu<br />

jedem Junktor gibt es nur genau eine Funktion aus B 2 bzw B 1 für die Negation.


16<br />

Dieser für die Auswertung eines Satzschemas wichtigen Vereinfachung entspricht die folgende Eigenschaft<br />

der Satzschemata: Offenbar gibt es beliebig viele Sätze, die zwei Platzhalter enthalten, ja sogar unendlich<br />

viele. Für einen Moment könnte man daher meinen, dass auch die Zahl der Funktionen, die jeweils einem<br />

Schema entsprechen, unendlich wird. Nun ist aber B 2 nicht unendlich groß. Also müssen eine Vielzahl von<br />

Schemata auf ein und dieselbe Abbildung verweisen. Vom logischen Werteverlauf aus betrachtet sind diese<br />

Satzschemata also allesamt gleich. Ja, diese unterschiedlichen Zeichenfolgen meinen vom durch die<br />

Interpretation entstehenden Wert aus betrachtet alle dasselbe. Oder noch deutlicher: Es gibt im Endeffekt<br />

nur endlich viele Funktionen mit unendlichen vielen Schemata, die sie beschreiben bzw. bezeichnen. All<br />

diese Zeichenfolgen, die auf dieselbe Funktion referieren, werden daher zu Äquivalenzklassen<br />

zusammengefasst und jeder Äquivalenzklasse ein Satzschema als Repräsentant zugeordnet, der dann<br />

zugleich auch als Bezeichner fungiert.<br />

Für die einstelligen Satzschemata ergibt sich zu den 4 Funktionen aus B 1 :<br />

x f 1 f 2 f 3 f 4<br />

T T T F F<br />

F T F T F<br />

⊤ ¬ ¬ ⊥<br />

Für die 16 Funktionen aus B 2 ergeben sich:<br />

x y f 1 f 2 f 3 f 4 f 5 f 6 f 7 f 8 f 9 f 10 f 11 f 12 f 13 f 14 f 15 f 16<br />

T T T T T T T T T T F F F F F F F F<br />

T F T T T T F F F F T T T T F F F F<br />

F T T T F F T T F F T T F F T T F F<br />

F F T F T F T F T F T F T F T F T F<br />

⊤ ∨ → ↔ ∧ ⊕ ⊥<br />

Unter diesen 16 Funktionen befinden sich zunächst die oben bereits genannten Konjunktion, Adjunktion<br />

und Konditional. Daneben werden die folgenden regelmäßig gebraucht:<br />

Die Tautologie (f 1 ) liefert für jedes Wertepaar T. Sie wird durch den Ausdruck ⊤ benannt.<br />

Die logische Kontradiktion (f 16 ) liefert für jedes Wertepaar F. Sie wird durch den Ausdruck ⊥ benannt.


17<br />

Anmerkung<br />

Tautologie und Kontradiktion werden oftmals ebenfalls mit F und T bezeichnet. Allerdings führt das zur<br />

Verwirrung, weil die Ebenen der Wahrheitswerte und der Funktionen nicht mehr deutlich getrennt<br />

sind.<br />

Die exklusive Adjunktion - auch exklusive Disjunktion, ausschließendes ODER oder exklusives ODER - liefert<br />

nur dann T, wenn die beiden Werte des Wertespaares verschieden sind. Sie wird als XOR oder auch ⊕<br />

bezeichnet.<br />

Das logische Bikonditional ist das Konditional in beiden Richtungen. Es ist genau dann T, wenn beide<br />

Sätze T oder beide F sind. Die beiden Sätze entsprechen sich im Sinne der <strong>Aussagenlogik</strong>. Es wird mit ↔<br />

bezeichnet.<br />

Die verneinende Konjunktion - auch verneinendes UND, Sheffer Stroke oder NAND - ist genau dann wahr,<br />

wenn die Konjunktion falsch ist. Sie ist die einzige Operation, mit der sich alle anderen Operationen<br />

darstellen lassen.<br />

Weniger häufig werden die folgenden Junktoren gebraucht:<br />

Die verneinende Adjunktion - auch verneinendes ODER oder Peirce Pfeil - ist genau dann wahr, wenn die<br />

Konjunktion falsch ist.<br />

Die binäre Negation des ersten Arguments und die binäre Negation des zweiten Arguments.<br />

Das umgekehrte Konditional.<br />

Das Nichtkonditional und das umgekehrte Nichtkonditional.<br />

Die beiden zweistelligen Identitäten, einmal für das erste und das andere Mal für das zweite Argument.<br />

Anmerkung<br />

Diese zweistelligen Operationen sind zueinander dual, d.h. es gibt zu jeder auf das UND bezogenen<br />

Funktion ein Pendant für das ODER. Anders gesagt: Man kann wahr und falsch vertauschen. Was nur<br />

eine andere Art ist zu sagen, dass die <strong>Aussagenlogik</strong> rein formal und eben nicht inhaltlich ist.<br />

Für B 3 ergeben sich entsprechend viele Funktionen. Wiederum ist man versucht, jeder Funktion einen<br />

Namen zu verleihen. Und so weiter über alle B n . Das ist aber nicht nötig. Denn all diese Funktionen können<br />

aus einer Reihe von Basisfunktionen aus B 2 und durch Verknüpfung dieser Funktionen dargestellt werden.<br />

Welche Basisfunktionen aus B 2 man wählt, ist Sache des Geschmacks, sofern nur alle Funktionen<br />

darstellbar sind.


21<br />

Sprachebenen<br />

Allgemeingültigkeit, Folgerung und Äquivalenz sind nach dem bisher Gesagten Sätze der Metasprache.<br />

Dann handelt es sich zB. bei der Folgerung um einen Satz, bei dem die Wahrheit der Hypothese<br />

vorausgesetzt wird.<br />

Zugleich kann man die Sätze aller drei Klassen aber auch als Aussagen lesen. Dann wird die Metasprache<br />

ihrerseits formalisiert und Ausdrück wie ⊨ α oder α ⊨ β werden zu Aussagen, die entweder wahr oder<br />

falsch sind. ⊨ α bedeutet dann eben nicht mehr, dass α allgemeingültig ist, sondern die Aussage »α ist<br />

allgemeingültig«, die jedoch wahr oder falsch sein kann. Für α ⊨ β gilt dasselbe. In diesem erweiterten<br />

Rahmen werden die genannten Sätze Teil einer Formalisierung der Metaebene mit ihren eigenen Regeln.<br />

Auf die Allgemeingültigkeit hat dieser Übergang zwar keine Auswirkung. Doch die Folgerung α ⊨ β wird<br />

nun zu einer Art Konditional, dh. sie ist wahr, wenn α entweder falsch oder α wahr und β ebenfalls wahr; in<br />

den anderen Fällen ist sie falsch. Der Definitionsbereich des Ausdrucks α wird also um mögliche falsche<br />

Sätze erweitert. Für diese formalisierte Folgerung benutzen wir die Kurzform:<br />

α ⇒ β<br />

und bezeichnen sie gleichfalls als Implikation. Die Gültigkeit dieser Implikation, also ⊨ α ⇒ β, entspricht<br />

dann der Allgemeingültigkeit des Konditionals, dh.:<br />

⊨ α → β<br />

Ist mehr als eine Prämisse vorhanden, dann schreiben wir für:<br />

⊨ α 1 ∧ … ∧ α n → β<br />

die formalisierte Fassung:<br />

α 1 ∧ … ∧ α n ⇒ β<br />

Diese entspricht dem halb-formalisierten Ausdruck:<br />

α 1 , … , α n ⊨ β<br />

In der formalisierten Metaebene handelt es sich bei diesen Sätzen um Sätze der Objektsprache. Die<br />

Metasprache für diese Sätze ist dann die gewöhnliche Sprache. Andernfalls hätte man es mit<br />

Konstruktionen der Art ⊨ ⊨ α → β zu tun. Das ginge rein formal zwar auch, wäre aber verwirrend.


22<br />

Ordnungen<br />

Implikation und Äquivalenz definieren auf der Menge der Schemata jeweils zweistellige Relationen. Dabei<br />

stehen zwei Schemata α und β in Relation zu einander, wenn α → β allgemeingültig ist. Mit dieser Relation<br />

ist auf der Menge der Schemata eine Ordnung gegeben. α wird auch als verglichen mit β logisch stärker<br />

bezeichnet. Die Ordnung ist reflexiv und transitiv aber nicht antisymmetrisch, dh. es handelt sich um eine<br />

Präordnung:<br />

SATZ<br />

Die Implikation ist eine reflexive, transitive und nicht anti-symmetrische Relation.<br />

BEWEIS<br />

Reflexivität - zz. ist, dass für jedes Schema α die Implikation α ⇒ α gültig ist, also die<br />

Allgemeingültigkeit des Konditionals. Da α ein Schema ist, das entweder T oder F liefert, reicht es, die<br />

Erfüllbarkeit von p → p für alle Aussagen p in einer Wertetabelle zu zeigen.<br />

α α α → α<br />

F F T<br />

T T T<br />

Transitivität - zz. ist, dass für jedes Schema α, β, γ gilt: Falls α → β und β → γ jeweils allgemeingültig<br />

sind, dann auch α → γ. Für die Allgemeingültigkeit von α → γ muss lediglich gezeigt werden, dass aus<br />

der Gültigkeit von α die Gültigkeit von γ folgt. In jedem anderen Falls ist α → γ ohnehin erfüllbar. Sei<br />

also α gültig, dann ist auch β gültig. Und aus der Gültigkeit von β folgt die von γ.<br />

α β γ α → β β → γ α → γ<br />

F F F T T T<br />

F F T T T T<br />

F T F T F T<br />

F T T T T T<br />

T F F F T F<br />

T F T F T T<br />

T T F T F F<br />

T T T T T T


23<br />

Die fehlende Anti-Symmetrie folgt direkt aus der Definition der Anti-Symmetrie: Eine Relation R heißt<br />

anti-symmetrisch, falls aus ( α, β ) ∈ R folgt ( β, α ) ∉ R. Wiederum wird der Beweis über eine<br />

Wahrheitstabelle geführt:<br />

α β α → β β → α<br />

F F T T<br />

F T T F<br />

T F F T<br />

T T T T<br />

In zwei Zeilen ergibt sich jeweils für beide Ausdrücke der Wert T, dh. die Umkehrung gilt, was bei<br />

Antisymmetrie aber nicht sein dürfte.<br />

Anmerkung<br />

Man beachte, dass der Satz auf einer Aussage über Mengen von Schemata basiert.<br />

Anmerkung<br />

Wäre die Implikation antisymmetrisch, hätten wir es mit einer Halbordnung zu tun.<br />

Anmerkung<br />

Wegen der fehlenden Antisymmetrie wird das Zeichen ≤ für ⇒ in aller Regel vermieden.<br />

Mit diesen Formalisierungen lassen sich Behauptungen aufstellen und Berechnungen durchführen.<br />

Beispiel<br />

Der satzlogische modus ponens besagt:<br />

⊨ ( (α → β) ∧ α ) → β<br />

mit α und β als Satzschemata. Er soll überprüft werden. Die Überprüfung geschieht durch Einsetzen:<br />

α β α → β α → β∧α ((α → β) ∧ α) → β<br />

T T T T T<br />

T F F F T<br />

F T T F T<br />

F F T F T


24<br />

Der Zusatz satzlogisch soll darauf verweisen, dass die Bezeichnung modus ponens in anderen<br />

Bereichen als der <strong>Aussagenlogik</strong> verwendet wird.<br />

Ableitungen<br />

Nachdem die Frage, wie man ermittelt, ob eine Aussage allgemeingültig ist oder nicht, prinzipiell geklärt<br />

ist, kommen wir nun zu einer ähnlich wichtigen Frage: Ist es möglich, die Menge aller allgemeingültigen<br />

Sätze systematisch zu erzeugen? Um diese Frage zu klären, greift die Logik auf ein Verfahren zurück, dass<br />

schon bei der syntaktischen Analyse von Sätzen gebraucht wird. Es werden Übergänge zwischen Sätzen<br />

erklärt und dann mit Hilfe dieser Übergänge neue aus bereits vorhandenen Sätze erzeugt. Das führt auf ein<br />

System von Übergangsregeln, die nicht irgendwelche Sätze miteinander verbinden, sondern aus gültigen<br />

Satzschemata weitere gültige Schemata erschließen und so gleichsam als rein logische Ableitung dienen:<br />

DEFINITION Ableitungsregel<br />

Geg. sind die Satzschemata α 1 , α 2 , … α n ∈ F 0 und das Satzschema α ∈ F 0 .<br />

Dann ist:<br />

α 1<br />

,…,α n<br />

α<br />

eine Ableitungsregel (inference rule), die besagt, dass α erfüllt ist, falls alle α i erfüllt sind;<br />

geschrieben α 1 , … , α n ⊢ α.<br />

Die Ausdrück über dem 'Bruchstrich' sind die Prämisse, auch Voraussetzung. Der Ausdruck unter dem<br />

'Bruchstrich' ist die Konklusion, auch Folgerung.<br />

Anmerkung<br />

Die gebräuchlichere 'Bruch'-Schreibweise der Definition hat gegenüber der zeilenweise Schreibweise<br />

mit ⊢ zwei Vorteile:<br />

Zum einen werden Voraussetzung und Folgerung deutlich getrennt. Insbesondere werden durch die<br />

Verwendung von Kommata an Stelle von ∧ Objekt- und Metasprache weiterhin durch die verwendeten<br />

Zeichen geschieden. An Stelle von Kommata wird oftmals eine Mengenschreibweise gewählt, was<br />

plausibel ist, da es sich bei den Prämissen um Mengen von erfüllbaren Sätzen handelt.


25<br />

Zum anderen erlaubt die 'Bruch'-Schreibweise eine Art von Parallelität. Die Prämissen stehen alle<br />

nebeneinander und führen zusammen zur Konklusion, während sie sich in der linearen Notation auf die<br />

vorherigen Schlüsse verteilen.<br />

Anmerkung<br />

Die Ableitungsregel ist so zu lesen: Falls die α 1 , α 2 , … α n erfüllbar sind, dann auch α. Ein<br />

Beweisverfahren wird, anders als bei der Folgerung, ausdrücklich nicht erwähnt. Damit entspricht die<br />

Ableitung zwar vordergründig der Folgerung:<br />

α 1 , … , α n ⊨ α<br />

Aber tatsächlich ist hier eine andere Art des Fortschreitens von Schema zu Schema intendiert, die<br />

eben nicht auf Wahrheitswerten basiert. Sie ist rein formal, greift also allein auf Zeichenfolgen und<br />

entsprechende Substitutionen zurück. Wir sprechen daher auch von einer syntaktischen Folgerung im<br />

Gegensatz zur semantischen, die auf die Wahrheitswerte rekurriert. Daher die andere Schreibweise.<br />

Anmerkung<br />

Die Ableitbarkeitsregeln ähneln sehr der Implikation. Ein Schema<br />

α 1<br />

,…,α n<br />

α<br />

könnte also als α 1 ,… , α n ⇒ α verstanden werden, dh. als Allgemeingültigkeit des Konditionals. Diese<br />

Ähnlichkeit hat einen einfachen Grund: Soll die Ableitbarkeit semantisch überprüft werden, dann<br />

genügt als Beweis der Allgemeingültigkeit des Konditionals der Beweis für die Fälle, in denen die α i<br />

gelten. Im anderen Fall gilt das Konditional ohnehin. Diese Beweistechnik darf aber nicht darüber<br />

hinwegtäuschen, dass Ableitbarkeitsregeln keine Implikationen sind, denn es wird lediglich die<br />

Erfüllbarkeit der Prämissen angenommen. Es handelt sich bei Ableitungsregeln also immer um<br />

aussagenlogische Folgerungen, dh. um Sätze über Aussageschemata.<br />

Anmerkung<br />

Die Menge der Ableitungsregeln ist rein mathematisch formuliert eine Relation R ⊆ F 0 n ⨯ F 0 . x ∈ R ist<br />

dann ein Ableitungsregel.<br />

Ableitungen können auch nacheinander und mehrfach angewendet werden. Für eine Menge { ⊢ 1 , … ⊢ n }<br />

von Ableitungen ergibt sich dann jeweils eine Ableitungskette; geschrieben α ⊢ 1 … ⊢ n β, falls die Kette<br />

von α zu β führt. Die Erfüllbarkeit eines Schemas geht über die Ableitungen nicht verloren, dh. wenn α


26<br />

erfüllbar ist, dann auch β. Eine Ableitungskette definiert somit eine weitere Ableitungsregel, die, wenn man<br />

Glück hat, noch kein Element der Ausgangsmenge ist.<br />

Beispiel<br />

Gegeben sei etwa die Ableitungsregel:<br />

α ,α → β<br />

β<br />

Aus dem allgemeingültigen Satz α → ( α → α ) folgt nun durch Einsetzen von α → α für β:<br />

α ,α →(α → α)<br />

α → α<br />

dh. eine weitere Ableitungsregel und zudem die Allgemeingültigkeit von α → α.<br />

Doch nicht nur die Erfüllbarkeit geht auf die neuen Sätze über. Auch die Allgemeingültigkeit wird gleichsam<br />

den abgeleiteten Sätze vererbt:<br />

SATZ<br />

Geg. sei eine Ableitung α 1 ,… , α n , ⊢ α.<br />

Sind die α i allgemeingültig, dann auch α.<br />

BEWEIS<br />

Aus der Erfüllbarkeit von α i folgt nach der Ableitungsregel die Erfüllbarkeit von α. Sind die α i für alle v<br />

erfüllbar, dann ist auch α für alle v erfüllbar, also allgemeingültig.<br />

Anmerkung<br />

Weil hier nicht mehr auf die Wahrheitstabellen zurückgegriffen wird, bleibt die Untersuchung im<br />

Rahmen der Syntax.<br />

Mit Hilfe einer Menge von Ableitungsregeln kann man nun zu neuen Sätzen gelangen, indem man die<br />

Regeln mehrfach hintereinander anwendet.<br />

DEFINITION Ableitbarkeit<br />

Geg. sei eine Menge von Ableitungsregeln { ⊢ 1 , … ⊢ n }.<br />

Ein Satzschema β heißt ableitbar aus α, wenn α Prämisse in ⊢ 1 und β Konklusion von ⊢ n ist.


27<br />

Nimmt man zur Menge der Ableitungsregeln noch eine Menge von allgemeingültigen Sätzen hinzu, hat man<br />

bereits das gesuchte Verfahren zur Erzeugung von allgemeingültigen Satzschemata. Ausgehend von den<br />

Axiomen werden mit Hilfe der Ableitungen neue, wiederum allgemeingültige Schemata generiert. Ein<br />

Rückgriff auf Wahrheitswerte findet dann aber beim Produzieren neuer Ableitungsregeln nicht mehr statt.<br />

Gibt es nun ein System von Ableitungsregeln mit dessen Hilfe die Menge aller erfüllbaren Schemata aus<br />

einer vorhandenen Menge von gültigen Satzschemata widerspruchsfrei erzeugt werden können, spricht<br />

man von einer Axiomatisierung der <strong>Aussagenlogik</strong>. Dabei wird unter vollständig verstanden, dass alle<br />

allgemeingültigen Schemata aus diesem System ableitbar sind. Widerspruchsfrei besagt, dass unter den<br />

ableitbaren Satzschemata keine sind, die sich widersprechen.<br />

Anmerkung<br />

Es geht also ausdrücklich um die Möglichkeit, aus allgemeingültigen Sätzen allgemeingültige Sätze zu<br />

schließen. Anders gesagt: Das System produziert alle Tautologien. Man kann aber auch sagen: Es<br />

lassen sich alle Sätze beweisen, denn ein Satz ist ja nichts weiter, als die Behauptung der Erfüllbarkeit<br />

eines Satzschemas.<br />

Das folgende System von Aussagen bildet ein Axiomensystem, dh. eine Menge von Tautologien, aus denen<br />

sich alle Tautologien mit Hilfe bestimmter Regeln ableiten lassen:<br />

(A1) ⊨ α → ( β → α )<br />

(A2) ⊨ ( α → ( β → γ ) ) → ( ( α → β ) → ( α → γ ) )<br />

(A3) ⊨ ( ¬ α → ¬ β ) → ( β → α )<br />

Benötigt wird nunmehr noch wenigstens eine Ableitungsregel. Im der sogenannten klassischen<br />

Axiomatisierung nach Tarski wird die Ableitung:<br />

(I1)<br />

α ,α → β<br />

β<br />

(modus ponens)<br />

genommen, die im Unterschied zum satzlogischen modus ponens ein metasprachliches Konstrukt ist.<br />

Anmerkung<br />

Dass es sich beim modus ponens um einen metasprachlichen Satz handelt, ist hier notwendig.<br />

Andernfalls könnte β ggf. auch ungültig sein, obgleich die Ableitung insgesamt wahr ist. Dann darf β<br />

aber nicht als allgemeingültiger Satz in weiteren Ableitungsregeln verwendet werden. Womit der<br />

eigentliche Zweck der Ableitungsregeln verfehlt wäre.


28<br />

Mit Hilfe dieser Axiome und der Ableitungsregel lassen sich nun sämtliche Tautologien der <strong>Aussagenlogik</strong><br />

beweisen bzw. ableiten.<br />

SATZ<br />

Die Implikation ist reflexiv, dh. α ⇒ α bzw. ⊨ α → α.<br />

BEWEIS<br />

Aus (A1) folgt mit β = α der Satz ⊨ α → ( α → α ). Da α nach Voraussetzung gilt, ergibt sich die<br />

Reflexivität aus:<br />

α ,α →(α → α)<br />

α → α<br />

und damit ⊨ α → α bzw. α ⇒ α.<br />

Auf ähnliche Weise lassen sich Transitivität und fehlende Antisymmetrie der Implikation zeigen.<br />

SATZ<br />

Die Implikation ist transitiv, dh. aus α ⇒ β und β ⇒ γ folgt die Gültigkeit von α ⇒ γ.<br />

BEWEIS<br />

Aus α und α → β folgt mit (I1) β und aus β und β → γ folgt ebenfalls mit (I1) γ; dh. aus α folgt γ bzw.<br />

α ⇒ γ.

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