viernes, 30 de agosto de 2013

LA LOGICA

Historia de la Lógica :

La lógica es una ciencia formal que estudia los principios de la demostración e inferencia válida. La palabra deriva del griego antiguo λογική (logike), que significa «dotado de razón, intelectual, dialéctico, argumentativo», que a su vez viene de λόγος (logos), «palabra, pensamiento, idea, argumento, razón o principio».Así como el objeto de estudio tradicional de la química es la materia, y el de la biología la vida, el de la lógica es la inferencia. La inferencia es el proceso por el cual se derivan conclusiones a partir de premisas. La lógica investiga los principios por los cuales algunas inferencias son aceptables, y otras no. Cuando una inferencia es aceptable, lo es por su estructura lógica, y no por el contenido específico del argumento o el lenguaje utilizado. Por esta razón la lógica se considera una ciencia formal, como la matemática, en vez de una ciencia empírica.
La lógica tradicionalmente se consideró una rama de la filosofía. Pero desde finales del siglo XIX, su formalización simbólica ha demostrado una íntima relación con las matemáticas, y dio lugar a la lógica matemática. En el siglo XX la lógica ha pasado a ser principalmente la lógica simbólica, un cálculo definido por símbolos y reglas de inferencia, lo que ha permitido su aplicación a lainformática. Hasta el siglo XIX, la lógica aristotélica y estoica mantuvieron siempre una relación con los argumentos formulados en lenguaje natural. Por eso aunque eran formales, no eranformalistas.Hoy esa relación se trata bajo un punto de vista completamente diferente. La formalización estricta ha mostrado las limitaciones de la lógica tradicional o aristotélica, que hoy se interpreta como una parte pequeña de la lógica de clases.

Llógica aristotélica es la lógica basada en los trabajos del filósofo griego Aristóteles, quien es ampliamente reconocido como el padre fundador de la lógica. Sus trabajos principales sobre la materia tradicionalmente se agrupan bajo el nombre Órganon («herramienta»), y constituyen la primera investigación sistemática acerca de los principios del razonamiento válido o correcto.Para Aristóteles, la lógica era una herramienta necesaria para adentrarse en el mundo de la filosofía y la ciencia. Sus propuestas ejercieron una influencia sin par durante más de dos milenios, a tal punto que en el siglo XVIII, Immanuel Kant llegó a afirmar:
Que desde los tiempos más tempranos la lógica ha transitado por un camino seguro puede verse a partir del hecho de que desde la época de Aristóteles no ha dado un sólo paso atrás. [...] Lo que es aun más notable acerca de la lógica es que hasta ahora tampoco ha podido dar un sólo paso hacia adelante, y por lo tanto parece a todas luces terminada y completa.
                                                                                                                           Crítica de la razón pura, B, vii

 Juicios:

Según Aristóteles, los argumentos o silogismos se componen de juicios (o aserciones, apophanseis). Los juicios son oraciones con un sujeto y un predicado, en las cuales el predicado se afirma o se niega del sujeto. Así por ejemplo, «Sócrates es hombre» y «todos los hombres son mortales» son juicios. Aristóteles llama término a aquello que puede ser sujeto o predicado de un juicio, y distingue entre términos singulares («Sócrates», «Platón») y términos universales («hombre», «mortal»). Los términos singulares sólo pueden ser sujeto, mientras que los términos universales pueden ser tanto sujeto como predicado (con ayuda de cuantificadores). Siguiendo estos criterios, Aristóteles clasificó distintos tipos de juicios y también construyó el cuadro de oposición de los juicios. La siguiente tabla resume los seis tipos de juicios:
AfirmaciónNegación
UniversalTodo S es P.
Todos los hombres son mortales.
Ningún S es P.
Ningún hombre es mortal.
ParticularAlgunos S son P.
Algunos hombres son mortales.
Algunos S no son P.
Algunos hombres no son mortales.
IndefinidoS es P.
Sócrates es mortal.
S no es P.
Sócrates no es mortal.

Silogismo :

La noción central del sistema lógico de Aristóteles es el silogismo (o deducción, sullogismos). Un silogismo es, según la definición de Aristóteles, «un discurso (logos) en el cual, establecidas ciertas cosas, resulta necesariamente de ellas, por ser lo que son, otra cosa diferente».5 Un ejemplo clásico de silogismo es el siguiente:
  1. Todos los hombres son mortales.
  2. Todos los griegos son hombres.
  3. Por lo tanto, todos los griegos son mortales.
En este ejemplo, tras establecer las premisas (1) y (2), la conclusión (3) se sigue por necesidad. La noción de silogismo es similar a la noción moderna de argumento deductivamente válido, pero hay diferencias.
En los Primeros analíticos, Aristóteles construyó la primera teoría de la inferencia válida.Conocida como la silogística, la teoría ofrece criterios para evaluar la validez, o no, de ciertos tipos muy específicos de silogismos, los silogismos categóricos.7 Para definir lo que es un silogismo categórico, primero es necesario definir lo que es una proposición categórica. Una proposición es categórica si tiene alguna de las siguientes cuatro formas:
  • Todo S es P.
  • Ningún S es P.
  • Algunos S son P.
  • Algunos S no son P.
Cada proposición categórica contiene dos términos: un sujeto (S) y un predicado (P). Un silogismo es categórico si está compuesto por exactamente tres proposiciones categóricas (dos premisas y una conclusión), y si ambas premisas comparten exactamente un término (llamado el término medio), que además no está presente en la conclusión. Por ejemplo, el silogismo mencionado más arriba es un silogismo categórico. Dadas estas definiciones, existen tres maneras en que el término medio puede estar distribuido entre las premisas. Sean A, B y C tres términos distintos, luego:

Primera figuraSegunda figuraTercera figura
SujetoPredicadoSujetoPredicadoSujetoPredicado
PremisaABABAC
PremisaBCACBC
ConclusiónACBCAB

Aristóteles llama a estas tres posibilidades figuras. El silogismo mencionado más arriba es una instancia de la primera figura. Dado que cada silogismo categórico consta de tres proposiciones categóricas, y que existen cuatro tipos de proposiciones categóricas, y tres tipos de figuras, existen 4 × 4 × 4 × 3 = 192 silogismos categóricos distintos. Algunos de estos silogismos son válidos, otros no. Para distinguir unos de otros, Aristóteles parte de dos silogismos categóricos que asume como válidos (algo análogo a las actuales reglas de inferencia), y demuestra a partir de ellos (con ayuda de tres reglas de conversión), la validez de todos y sólo los silogismos categóricos válidos.

Sistemas lógicos :
Existe un debate sobre si es correcto hablar de una lógica, o de varias lógicas, pero en el siglo XX se han desarrollado no uno, sino varios sistemas lógicos diferentes, que capturan y formalizan distintas partes del lenguaje natural. Se podría definir a un sistema lógico como un conjunto de cosas, que nos ayudan en la toma de decisiones que sean lo más convenientemente posible.
Un sistema lógico está compuesto por:
  1. Un conjunto de símbolos primitivos (el alfabeto, o vocabulario).
  2. Un conjunto de reglas de formación (la gramática) que nos dice cómo construir fórmulas bien formadas a partir de los símbolos primitivos.
  3. Un conjunto de axiomas o esquemas de axiomas. Cada axioma debe ser una fórmula bien formada.
  4. Un conjunto de reglas de inferencia. Estas reglas determinan qué fórmulas pueden inferirse de qué fórmulas. Por ejemplo, una regla de inferencia clásica es el modus ponens, según el cual, dada una fórmula A, y otra fórmula A → B, la regla nos permite afirmar que B.
Estos cuatro elementos completan la parte sintáctica de los sistemas lógicos. Sin embargo, todavía no se ha dado ningún significado a los símbolos discutidos, y de hecho, un sistema lógico puede definirse sin tener que hacerlo. Tal tarea corresponde al campo llamado semántica formal, que se ocupa de introducir un quinto elemento:
  1. Una interpretación formal. En los lenguajes naturales, una misma palabra puede significar diversas cosas dependiendo de la interpretación que se le dé. Por ejemplo, en el idioma español, la palabra «banco» puede significar un edificio o un asiento, mientras que en otros idiomas puede significar algo completamente distinto o nada en absoluto. En consecuencia, dependiendo de la interpretación, variará también el valor de verdad de la oración «el banco está cerca». Las interpretaciones formales asignan significados inequívocos a los símbolos, y valores de verdad a las fórmulas.

Lógicas clásicas

Los sistemas lógicos clásicos son los más estudiados y utilizados de todos, y se caracterizan por incorporar ciertos principios tradicionales que otras lógicas rechazan. Algunos de estos principios son: el principio del tercero excluido, el principio de no contradicción, el principio de explosión y la monoticidad de la implicación. Entre los sistemas lógicos clásicos se encuentran:
  • Lógica proposicional
  • Lógica de primer orden
  • Lógica de segundo orden

Lógicas no clásicas

Los sistemas lógicos no clásicos son aquellos que rechazan uno o varios de los principios de la lógica clásica. Algunos de estos sistemas son:
  • Lógica difusa: Es una lógica plurivalente que rechaza el principio del tercero excluido y propone un número infinito de valores de verdad.
  • Lógica relevante: Es una lógica paraconsistente que evita el principio de explosión al exigir que para que un argumento sea válido, las premisas y la conclusión deben compartir al menos una variable proposicional.
  • Lógica cuántica: Desarrollada para lidiar con razonamientos en el campo de la mecánica cuántica; su característica más notable es el rechazo de la propiedad distributiva.
  • Lógica no monotónica: Una lógica no monotónica es una lógica donde, al agregar una fórmula a una teoría cualquiera, es posible que el conjunto de consecuencias de esa teoría se reduzca.
  • Lógica intuicionista: Enfatiza las pruebas, en vez de la verdad, a lo largo de las transformaciones de las proposiciones.

Lógicas modales

Las lógicas modales están diseñadas para tratar con expresiones que califican la verdad de los juicios. Así por ejemplo, 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».
  • Lógica modal: Trata con las nociones de necesidad, posibilidad, imposibilidad y contingencia.
  • Lógica deóntica: Se ocupa de las nociones morales de obligación y permisibilidad.
  • Lógica temporal: Abarca operadores temporales como «siempre», «nunca», «antes», «después», etc.
  • Lógica epistémica: Es la lógica que formaliza los razonamientos relacionados con el conocimiento.
  • Lógica doxástica: Es la lógica que trata con los razonamientos acerca de las creencias.

Metalógica

Mientras la lógica se encarga, entre otras cosas, de construir sistemas lógicos, la metalógica se ocupa de estudiar las propiedades de dichos sistemas. Las propiedades más importantes que se pueden demostrar de los sistemas lógicos son:

Consistencia

Un sistema tiene la propiedad de ser consistente cuando no es posible deducir una contradicción dentro del sistema. Es decir, dado un lenguaje formal con un conjunto de axiomas, y un aparato deductivo (reglas de inferencia), no es posible llegar a una contradicción.

Decidibilidad

Se dice de un sistema que es decidible cuando, para cualquier fórmula dada en el lenguaje del sistema, existe un método efectivo para determinar si esa fórmula pertenece o no al conjunto de las verdades del sistema. Cuando una fórmula no puede ser probada verdadera ni falsa, se dice que la fórmula es independiente, y que por lo tanto el sistema es no decidible. La única manera de incorporar una fórmula independiente a las verdades del sistema es postulándola como axioma. Dos ejemplos muy importantes de fórmulas independientes son el axioma de elección en la teoría de conjuntos, y el quinto postulado de la geometría euclidiana.

Completitud

Se habla de completitud en varios sentidos, pero quizás los dos más importantes sean los de completitud semántica y completitud sintáctica. Un sistema S en un lenguaje L es semánticamentecompleto cuando todas las verdades lógicas de L son teoremas de S. En cambio, un sistema S es sintácticamente completo si, para toda fórmula A del lenguaje del sistema, A es un teorema de S o ¬A es un teorema de S. Esto es, existe una prueba para cada fórmula o para su negación. La lógica proposicional y la lógica de predicados de primer orden son ambas semánticamente completas, pero no sintácticamente completas. Por ejemplo, nótese que en la lógica proposicional, la fórmula p no es un teorema, y tampoco lo es su negación, pero como ninguna de las dos es una verdad lógica, no afectan a la completitud semántica del sistema. El segundo teorema de incompletitud de Gödel demuestra que ningún sistema (definido recursivamente) con cierto poder expresivo puede ser a la vez consistente y completo.

Falacias

Una falacia es un argumento que si bien puede ser convincente o persuasivo,12 no es lógicamente válido. Esto no quiere decir que la conclusión de los argumentos falaces sea falsa, sino que el argumento mismo es malo, no es válido.13
Existen varias maneras de clasificar a la gran cantidad de falacias conocidas, pero quizás la más neutral y general (aunque tal vez un poco amplia), sea la que divide a las falacias en formales einformales.

Falacias formales

Las falacias formales son aquellas cuyo error reside en la forma o estructura de los argumentos. Algunos ejemplos conocidos de falacias formales son:
  • Afirmación del consecuente: Un ejemplo de esta falacia podría ser:
    1. Si María estudia, entonces aprobará el examen.
    2. María aprobó el examen.
    3. Por lo tanto, María estudió.
    Esta falacia resulta evidente cuando advertimos que puede haber muchas otras razones de por qué María aprobó el examen. Por ejemplo, pudo haber copiado, o quizá tuvo suerte, o quizá aprobó gracias a lo que recordaba de lo que escuchó en clase, etc. En tanto es una falacia formal, el error en este argumento reside en la forma del mismo, y no en el ejemplo particular de María y su examen. La forma del argumento es la siguiente:
    1. Si p, entonces q.
    2. q
    3. Por lo tanto, p.
  • Generalización apresurada: En esta falacia, se intenta concluir una proposición general a partir de un número relativamente pequeño de casos particulares. Por ejemplo:
    1. Todos las personas altas que conozco son rápidas.
    2. Por lo tanto, todas las personas altas son rápidas.
    El límite entre una generalización apresurada y un razonamiento inductivo puede ser muy delgado, y encontrar un criterio para distinguir entre uno y otro es parte del problema de la inducción.

Falacias informales

Las falacias informales son aquellas cuya falta está en algo distinto a la forma o estructura de los argumentos. Esto resulta más claro con algunos ejemplos:
  • Falacia ad hominem: se llama falacia ad hominem a todo argumento que, en vez de atacar la posición y las afirmaciones del interlocutor, ataca al interlocutor mismo. La estrategia consiste en descalificar la posición del interlocutor, al descalificar a su defensor. Por ejemplo, si alguien argumenta: «Usted dice que robar está mal, pero usted también lo hace», está cometiendo una falacia ad hominem (en particular, una falacia tu quoque), pues pretende refutar la proposición «robar está mal» mediante un ataque al proponente. Si un ladrón dice que robar está mal, quizás sea muy hipócrita de su parte, pero eso no afecta en nada a la verdad o la falsedad de la proposición en sí.
  • Falacia ad verecundiam: se llama falacia ad verecundiam a aquel argumento que apela a la autoridad o al prestigio de alguien o de algo a fin de defender una conclusión, pero sin aportar razones que la justifiquen.
  • Falacia ad ignorantiam: se llama falacia ad ignorantiam al argumento que defiende la verdad o falsedad de una proposición porque no se ha podido demostrar lo contrario.
  • Falacia ad baculum: Se llama falacia ad baculum a todo argumento que defiende una proposición basándose en la fuerza o en la amenaza.
  • Falacia circular: se llama falacia circular a todo argumento que defiende una conclusión que se verifica recíprocamente con la premisa, es decir que justifica la vericidad de la premisa con la de la conclusión y viceversa, cometiendo circularidad.
  • Falacia del hombre de paja: Sucede cuando, para rebatir los argumentos de un interlocutor, se distorsiona su posición y luego se refuta esa versión modificada. Así, lo que se refuta no es la posición del interlocutor, sino una distinta que en general es más fácil de atacar. Tómese por ejemplo el siguiente diálogo:
Persona A: Sin duda estarás de acuerdo en que los Estados Unidos tienen el sistema legal más justo y el gobierno más organizado.
Persona B: Si los Estados Unidos son el mejor país del mundo, eso sólo significa que las opciones son muy pocas y muy pobres.
En este diálogo, la persona B puso en la boca de la persona A algo que ésta no dijo: que los Estados Unidos son el mejor país del mundo. Luego atacó esa posición, como si fuera la de la persona A.

LA LOGICA PROPOSICIONAL:

La lógica proposicional o lógica de orden cero es un sistema formal cuyos elementos más simples representan proposiciones, y cuyas constantes lógicas, llamadas conectivas, representan operaciones sobre proposiciones, capaces de formar otras proposiciones de mayor complejidad.
La lógica proposicional trata con sistemas lógicos que carecen de cuantificadores, o variables interpretables como entidades. En lógica proposicional si bien no hay signos para variables de tipo entidad, sí existen signos para variables proposicionales (es decir, que pueden ser interpretadas como proposiciones con un valor de verdad de definido), de ahí el nombre proposicional. 
La lógica proposicional incluye además de variables interpretables como proposiciones simples signos para conectivas lógicas, por lo que dentro de este tipo de lógica puede analizarse la inferencia lógicade proposiciones a partir de proposiciones, pero sin tener en cuenta la estructura interna de las proposiciones más simples.

Considérese el siguiente argumento:
  1. Mañana es miércoles o mañana es jueves.
  2. Mañana no es jueves.
  3. Por lo tanto, mañana es miércoles.
Es un argumento válido. Quiere decir que es imposible que las premisas sean verdaderas y la conclusión falsa. Esto no quiere decir que la conclusión sea verdadera. Si las premisas son falsas, entonces la conclusión también podría serlo. Pero si las premisas son verdaderas, entonces la conclusión también lo es. La validez de este argumento no se debe al significado de las expresiones «mañana es miércoles» y «mañana es jueves», porque éstas podrían cambiarse por otras y el argumento permanecer válido. Por ejemplo:
  1. Está soleado o está nublado.
  2. No está nublado.
  3. Por lo tanto, está soleado.
En cambio, la validez de estos dos argumentos depende del significado de las expresiones «o» y «no». Si alguna de estas expresiones se cambiara por otra, entonces podría ser que los argumentos dejaran de ser válidos. Por ejemplo:
  1. Ni está soleado ni está nublado.
  2. No está nublado.
  3. Por lo tanto, está soleado.
Las expresiones de las que depende la validez de los argumentos se llaman constantes lógicas. La lógica proposicional estudia el comportamiento de algunas de estas expresiones, llamadasconectivas lógicas. En cuanto a las expresiones como "está nublado" o "mañana es jueves", lo único que importa de ellas es que tengan un valor de verdad. Es por esto que se las reemplaza por simples letras, cuya intención es simbolizar una expresión con valor de verdad cualquiera. A estas letras se las llama variables proposicionales, y en general se toman del alfabeto latino, empezando por la letra p, luego qrs, etc. Así, los dos primeros argumentos de esta sección podrían reescribirse así:
  1. p o q
  2. No q
  3. Por lo tanto, p
Y el tercer argumento, a pesar de no ser válido, puede reescribirse así:
  1. Ni p ni q
  2. No q
  3. Por lo tanto, p



Conectivas lógicas]

A continuación hay una tabla que despliega todas las conectivas lógicas que ocupan a la lógica proposicional, incluyendo ejemplos de su uso en el lenguaje natural y los símbolos que se utilizan para representarlas en lenguaje formal.
ConectivaExpresión en el
lenguaje natural
EjemploSímbolo en
este artículo
Símbolos
alternativos
NegaciónnoNo está lloviendo.\neg \,\sim \,
ConjunciónyEstá lloviendo y está nublado.\and\And \, .
DisyunciónoEstá lloviendo o está soleado.\or
Condicional materialsi... entoncesSi está soleado, entonces es de día.\to \,\supset
Bicondicionalsi y sólo siEstá nublado si y sólo si hay nubes visibles.\leftrightarrow\equiv \,
Negación conjuntani... niNi está soleado ni está nublado.\downarrow \,
Disyunción excluyenteo bien... o bienO bien está soleado, o bien está nublado.\nleftrightarrow\oplus, \not\equiv, W
En la lógica proposicional, las conectivas lógicas se tratan como funciones de verdad. Es decir, como funciones que toman conjuntos de valores de verdad y devuelven valores de verdad. Por ejemplo, la conectiva lógica «no» es una función que si toma el valor de verdad V, devuelve F, y si toma el valor de verdad F, devuelve V. Por lo tanto, si se aplica la función «no» a una letra que represente una proposición falsa, el resultado será algo verdadero. Si es falso que «está lloviendo», entonces será verdadero que «no está lloviendo».
El significado de las conectivas lógicas no es nada más que su comportamiento como funciones de verdad. Cada conectiva lógica se distingue de las otras por los valores de verdad que devuelve frente a las distintas combinaciones de valores de verdad que puede recibir. Esto quiere decir que el significado de cada conectiva lógica puede ilustrarse mediante una tabla que despliegue los valores de verdad que la función devuelve frente a todas las combinaciones posibles de valores de verdad que puede recibir.
NegaciónConjunciónDisyunciónCondicionalBicondicional
\begin{array}{c||c}
      \phi & \neg \phi \\
      \hline
      V & F \\
      F & V \\
   \end{array}
\begin{array}{c|c||c}
      \phi & \psi & \phi \and \psi \\
      \hline
      V & V & V \\
      V & F & F \\
      F & V & F \\
      F & F & F \\
   \end{array}
\begin{array}{c|c||c}
      \phi & \psi & \phi \or \psi \\
      \hline
      V & V & V \\
      V & F & V \\
      F & V & V \\
      F & F & F \\
   \end{array}
\begin{array}{c|c||c}
      \phi & \psi & \phi \to \psi \\
      \hline
      V & V & V \\
      V & F & F \\
      F & V & V \\
      F & F & V \\
   \end{array}
\begin{array}{c|c||c}
      \phi & \psi & \phi \leftrightarrow \psi \\
      \hline
      V & V & V \\
      V & F & F \\
      F & V & F \\
      F & F & V \\
   \end{array}

Leyes notables en lógica]

Entre las reglas de la lógica proposiconal clásica algunas de la más notables son listadas a continuación:
  1. Ley de doble negación
  2. Leyes de idempotencia
  3. Leyes asociativas
  4. Leyes conmutativas
  5. Leyes distributivas
  6. Leyes de De Morgan
Otras leyes como el principio del tercero excluido son admisibles en lógica clásica, pero en lógica intuicionista y con fines a sus aplicaciones matemáticas no existe un equivalente del tercero excluido, por ejemplo.

Límites de la lógica proposicional]

La maquinaria de la lógica proposicional permite formalizar y teorizar sobre la validez de una gran cantidad de argumentos. Sin embargo, también existen argumentos que son intuitivamente válidos, pero cuya validez no puede ser probada por la lógica proposicional. Por ejemplo, considérese el siguiente argumento:
  1. Todos los hombres son mortales.
  2. Sócrates es un hombre.
  3. Por lo tanto, Sócrates es mortal.
Como este argumento no contiene ninguna de las conectivas «no», «y», «o», etc., según la lógica proposicional, su formalización será la siguiente:
  1. p
  2. q
  3. Por lo tanto, r
Pero esta es una forma de argumento inválida, y eso contradice nuestra intuición de que el argumento es válido. Para teorizar sobre la validez de este tipo de argumentos, se necesita investigar la estructura interna de las variables proposicionales. De esto se ocupa la lógica de primer orden. Otros sistemas formales permiten teorizar sobre otros tipos de argumentos. Por ejemplo lalógica de segundo orden, la lógica modal y la lógica temporal.



Dos sistemas formales de lógicaproposicional:

A continuación se presentan dos sistemas formales estándar para la lógica proposicional. El primero es un sistema axiomático simple, y el segundo es un sistema sin axiomas, de deducción natural.

Sistema axiomático[editar · editar fuente]

Alfabeto

El alfabeto de un sistema formal es el conjunto de símbolos que pertenecen al lenguaje del sistema. Si L es el nombre de este sistema axiomático de lógica proposicional, entonces el alfabeto de L consiste en:
  • Una cantidad finita pero arbitrariamente grande de variables proposicionales. En general se las toma del alfabeto latino, empezando por la letra p, luego q, r, etc., y utilizando subíndices cuando es necesario o conveniente. Las variables proposicionales representan proposiciones como "está lloviendo" o "los metales se expanden con el calor".
  • Un conjunto de operadores lógicos: \neg, \and, \or, \to, \leftrightarrow
  • Dos signos de puntuación: los paréntesis izquierdo y derecho. Su única función es desambiguar ciertas expresiones ambiguas, en exactamente el mismo sentido en que desambiguan la expresión 2 + 2 ÷ 2, que puede significar tanto (2 + 2) ÷ 2, como 2 + (2 ÷ 2).

Gramática

Una vez definido el alfabeto, el siguiente paso es determinar qué combinaciones de símbolos pertenecen al lenguaje del sistema. Esto se logra mediante una gramática formal. La misma consiste en un conjunto de reglas que definen recursivamente las cadenas de caracteres que pertenecen al lenguaje. A las cadenas de caracteres construidas según estas reglas se las llamafórmulas bien formadas. Las reglas del sistema L son:
  1. Las variables proposicionales del alfabeto de L son fórmulas bien formadas.
  2. Si \phi \, es una fórmula bien formada de L, entonces \neg \phi \, también lo es.
  3. Si \phi \, y \psi \, son fórmulas bien formadas de L, entonces (\phi \and \psi)(\phi \or \psi)(\phi \to \psi) \, y (\phi \leftrightarrow \psi) también lo son.
  4. Sólo las expresiones que pueden ser generadas mediante las cláusulas 1 a 3 en un número finito de pasos son fórmulas bien formadas de L.
Según estas reglas, las siguientes cadenas de caracteres son ejemplos de fórmulas bien formadas:
p \,
\neg \neg \neg q \,
(p \and q)
\neg (p \and q)
(p \leftrightarrow \neg p)
((p \to q) \and p)
(\neg (p \and (q \or r)) \or s)
Y los siguientes son ejempos de fórmulas mal formadas:
FórmulaErrorCorrección
(p) \,Sobran paréntesisp \,
\neg (p) \,Sobran paréntesis\neg p \,
(\neg p) \,Sobran paréntesis\neg p \,
p \to q \,Faltan paréntesis(p \to q) \,
(p \and q \to r)Faltan paréntesis((p \and q) \to r) \,
Por otra parte, dado que la única función de los paréntesis es desambiguar las fórmulas, en general se acostumbra omitir los paréntesis externos de cada fórmula, ya que estos no cumplen ninguna función. Así por ejemplo, las siguientes fórmulas generalmente se consideran bien formadas:
p \and q
\neg p \to q \,
(p \and q) \or \neg q
(p \leftrightarrow q) \leftrightarrow (q \leftrightarrow p)
Otra convención acerca del uso de los paréntesis es que las conjunciones y las disyunciones tienen «menor jerarquía» que los condicionales materiales y los bicondicionales. Esto significa que dada una fórmula sin paréntesis, las conjunciones y las disyunciones deben agruparse antes que los condicionales materiales y los bicondicionales. Por ejemplo:
FórmulaLectura correctaLectura incorrecta
p \and q \to r \,(p \and q) \to r \,p \and (q \to r) \,
\neg p \leftrightarrow q \or r \,\neg p \leftrightarrow (q \or r) \,(\neg p \leftrightarrow q) \or r \,
p \and q \leftrightarrow r \or s \,(p \and q) \leftrightarrow (r \or s) \,(p \and (q \leftrightarrow r)) \or s \,
Estas convenciones son análogas a las que existen en el álgebra elemental, donde la multiplicación y la división siempre deben resolverse antes que la suma y la resta. Así por ejemplo, la ecuación 2 + 2 × 2 podría interpretarse como (2 + 2) × 2 o como 2 + (2 × 2). En el primer caso el resultado sería 8, y en el segundo caso sería 6. Pero como la multiplicación siempre debe resolverse antes que la suma, el resultado correcto en este caso es 6, no 8.

Axiomas

Los axiomas de un sistema formal son un conjunto de fórmulas bien formadas que se toman como punto de
partida para demostraciones ulteriores. Un conjunto de axiomas estándar es el que descubrió Jan Łukasiewicz:
  • (\phi \to (\psi \to \phi)) \,
  • ((\phi \to (\psi \to \chi)) \to ((\phi \to \psi) \to (\phi \to \chi))) \,
  • ((\neg \phi \to \neg \psi) \to (\psi \to \phi)) \,

Reglas de inferencia

Una regla de inferencia es una función que va de conjuntos de fórmulas a fórmulas. Al conjunto de fórmulas que la función toma como argumento se lo llama premisas, mientras que a la fórmula que devuelve como valor se la llama conclusión. En general se busca que las reglas de inferencia transmitan la verdad de las premisas a la conclusión. Es decir, que sea imposible que las premisas sean verdaderas y la conclusión falsa. En el caso de L, la única regla de inferencia es el modus ponens, el cual dice:
(\phi \to \psi), \phi \vdash \psi
Recordando que \phi \, y \psi \, no son fórmulas, sino metavariables que pueden ser reemplazadas por cualquier fórmula bien formada.

Ejemplo de una demostración

A demostrar: \phi \to \phi \,
PasoFórmulaRazón
1\phi \to (\phi \to \phi) \,Instancia del primer axioma.
2\phi \to ((\phi \to \phi) \to \phi) \,Instancia del primer axioma.
3\Big( \phi \to ((\phi \to \phi) \to \phi) \Big) \to \Big( (\phi \to (\phi \to \phi)) \to (\phi \to \phi) \Big)Instancia del segundo axioma.
4\Big( (\phi \to (\phi \to \phi)) \to (\phi \to \phi) \Big)Desde (2) y (3) por modus ponens.
5\phi \to \phi \,Desde (1) y (4) por modus ponens. QED

Deducción natural:

Un sistema de lógica proposicional también puede construirse a partir de un conjunto vacío de axiomas. Para ello se especifican una serie de reglas de inferencia que intentan capturar el modo en que naturalmente razonamos acerca de las conectivas lógicas.
  • Introducción de la negación:
Si suponer \phi \, lleva a una contradicción, entonces se puede inferir que \neg \phi \, (reducción al absurdo).
  • Eliminación de la negación:
\neg \neg \phi \vdash \phi
  • Introducción de la conjunción:
\phi, \psi \vdash (\phi \and \psi)
\phi, \psi \vdash (\psi \and \phi)
  • Eliminación de la conjunción:
(\phi \and \psi) \vdash \phi
(\phi \and \psi) \vdash \psi
  • Introducción de la disyunción:
\phi \vdash (\phi \or \psi)
\phi \vdash (\psi \or \phi)
  • Eliminación de la disyunción:
(\phi \or \psi), (\phi \to \chi), (\psi \to \chi) \vdash \chi
  • Introducción del condicional (véase el teorema de la deducción):
Si suponer \phi \, lleva a una prueba de \psi \,, entonces se puede inferir que (\phi \to \psi) \,.
  • Eliminación del condicional (modus ponens):
(\phi \to \psi), \phi \vdash \psi
  • Introducción del bicondicional:
(\phi \to \psi), (\psi \to \phi) \vdash (\phi \leftrightarrow \psi)
(\phi \to \psi), (\psi \to \phi) \vdash (\psi \leftrightarrow \phi)
  • Eliminación del bicondicional:
(\phi \leftrightarrow \psi) \vdash (\phi \to \psi)
(\phi \leftrightarrow \psi) \vdash (\psi \to \phi)

Ejemplo de una demostración

A demostrar: \phi \to \phi \,
PasoFórmulaRazón
1\phi \,Supuesto.
2\phi \or \phiDesde (1) por introducción de la disyunción.
3(\phi \or \phi) \and \phiDesde (1) y (2) por introducción de la conjunción.
4\phi \,Desde (3) por eliminación de la conjunción.
5\phi \vdash \phiResumen de (1) hasta (4).
6\vdash \phi \to \phiDesde (5) por introducción del condicional. QED

Lenguaje formal en la notación BNF:

El lenguaje formal de la lógica proposicional se puede generar con la gramática formal descrita usando la notación BNF como sigue:

\begin{array}{rcl}
\langle Bicondicional \rangle & ::= & \langle Condicional \rangle \leftrightarrow \langle Bicondicional \rangle \mid \langle Condicional \rangle
\\
\langle Condicional \rangle & ::= & \langle Conjuncion \rangle \leftrightarrow \langle Condicional \rangle \mid \langle Conjuncion \rangle
\\
\langle Conjuncion \rangle & ::= & \langle Disyuncion \rangle \vee \langle Conjuncion \rangle \mid\langle Disyuncion \rangle
\\
\langle Disyuncion \rangle & ::= & \langle Literal \rangle \wedge \langle Disyuncion \rangle \mid \langle Literal \rangle
\\
\langle Literal \rangle & ::= & \langle Atomo \rangle \mid \neg \langle Atomo \rangle
\\
\langle Atomo \rangle & ::= & \top \mid \bot \mid \langle Letra \rangle \mid \langle Agrupacion \rangle
\\
\langle Agrupacion \rangle & ::= & ( \langle Bicondicional \rangle ) \mid [ \langle Bicondicional \rangle ] \mid \{ \langle Bicondicional \rangle \}
\end{array}
La gramática anterior define la precedencia de operadores de la siguiente manera:
  1. Negación (\neg \,)
  2. Conjunción (\and \,)
  3. Disyunción (\or \,)
  4. Condicional material (\to \,)
  5. Bicondicional (\leftrightarrow)

Semántica:

Una interpretación para un sistema de lógica proposicional es una asignación de valores de verdad para cada variable proposicional, sumada a la asignación usual de significados para losoperadores lógicos. A cada variable proposicional se le asigna uno de dos posibles valores de verdad: o V (verdadero) o F (falso). Esto quiere decir que si hay n variables proposicionales en el sistema, el número de interpretaciones distintas es de 2n.
Partiendo de esto es posible definir una cantidad de nociones semánticas. Si A y B son fórmulas cualquiera de un lenguaje L, \Gamma es un conjunto de fórmulas de L, y M es una interpretación de L, entonces:
  • A es verdadera bajo la interpretación M si y sólo si M asigna el valor de verdad V a A.
  • A es falsa bajo la interpretación M si y sólo si M asigna el valor de verdad F a A.
  • A es una tautología (o una verdad lógica) si y sólo si para toda interpretación M, M asigna el valor de verdad V a A.
  • A es una contradicción si y sólo si para toda interpretación M, M asigna el valor de verdad F a A.
  • A es satisfacible (o consistente) si y sólo si existe al menos una interpretación M que asigne el valor de verdad V a A.
  • \Gamma es consistente si y sólo si existe al menos una interpretación que haga verdaderas a todas las fórmulas en \Gamma.
  • A es una consecuencia semántica de un conjunto de fórmulas \Gamma si y sólo si para toda fórmula B que pertenezca a \Gamma, no hay ninguna interpretación en que B sea verdadera y A falsa. Cuando A es una consecuencia semántica de \Gamma en un lenguaje L, se escribe: \Gamma \models_L A.
  • A es una verdad lógica si y sólo si A es una consecuencia semántica del conjunto vacío. Cuando A es una verdad lógica de un lenguaje L, se escribe: \models_L A.

Tablas de verdad:

La tabla de verdad de una fórmula es una tabla en la que se presentan todas las posibles interpretaciones de las variables proposicionales que constituye la fórmula y el valor de verdad de la fórmula completa para cada interpretación. Por ejemplo, la tabla de verdad para la fórmula \neg (p \or q) \to (p \to r) sería:

\begin{array}{c|c|c||c|c|c|c}
p & q & r & (p \or q) & \neg (p \or q) & (p \to r) & \neg (p \or q) \to (p \to r) \\
\hline
V & V & V & V & F & V & V \\
V & V & F & V & F & F & V \\
V & F & V & V & F & V & V \\
V & F & F & V & F & F & V \\
F & V & V & V & F & V & V \\
F & V & F & V & F & V & V \\
F & F & V & F & V & V & V \\
F & F & F & F & V & V & V \\
\end{array}
Como se ve, esta fórmula tiene 2n interpretaciones posibles —una por cada línea de la tabla—, donde n es el número de variables proposicionales (en este caso 3, es decir p, q, r) , y resulta ser una tautología, es decir que bajo todas las interpretaciones posibles de las variables proposicionales, el valor de verdad de la fórmula completa termina siendo V.

Formas normales:

A menudo es necesario transformar una fórmula en otra, sobre todo transformar una fórmula a su forma normal. Esto se consigue transformando la fórmula en otra equivalente y repitiendo el proceso hasta conseguir una fórmula que sólo use los conectivos básicos (\and, \or, \neg). Para lograr esto se utilizan las equivalencias lógicas:
(p \to q) \leftrightarrow (\neg p \or q)
(p \leftrightarrow q) \leftrightarrow [(\neg p \or q) \and (\neg q \or p)]
Por ejemplo, considérese la siguiente fórmula:
(p \to q) \and (\neg q \leftrightarrow p)
La misma puede desarrollarse así:
(\neg p \or q) \and (q \or p) \and (\neg p \or \neg q)
Se dice que una fórmula está en forma normal disyuntiva (FND) si y sólo si tiene la siguiente forma:
A_1 \or A_2 \or ... \or A_n
donde cada A es una conjunción de fórmulas. Por ejemplo, la siguiente fórmula está en forma normal disyuntiva:
p \or (q \and s) \or (\neg q \and p)
Se dice que una fórmula está en forma normal conjuntiva (FNC) si y sólo si tiene la siguiente forma:
A_1 \and A_2 \and ... \and A_n
donde cada A es una disjunción de fórmulas. Por ejemplo, la siguiente fórmula está en forma normal conjuntiva:
p \and (q \or s) \and (\neg q \or p)
Por las leyes de De Morgan, es posible pasar de una forma normal disyuntiva a una forma normal conjuntiva y viceversa:
\neg (A \or B) \leftrightarrow (\neg A \and \neg B)
\neg (A \and B) \leftrightarrow (\neg A \or \neg B)
Las FNC y FND son mutuamente duales. La demostración hace uso de las leyes de De Morgan y de la propiedad distributiva de la conjunción y la disyunción. Se debe cumplir que:
\neg [(A_1 \and B_1) \or (A_2 \and B_2) \or ... \or (A_n \and B_n)] \leftrightarrow [(\neg A_1 \or \neg B_1) \and (\neg A_2 \or \neg B_2) \and ... \and (\neg A_n \or \neg B_n)]
Y viceversa:
\neg [(A_1 \or B_1) \and (A_2 \or B_2) \and ... \and (A_n \or B_n)] \leftrightarrow [(\neg A_1 \and \neg B_1) \or (\neg A_2 \and \neg B_2) \or ... \or (\neg A_n \and \neg B_n)]

La lógica proposicional y la computación:

Debido a que los computadores trabajan con información binaria, la herramienta matemática adecuada para el análisis y diseño de su funcionamiento es el Álgebra de Boole. El Álgebra de Boole fue desarrollada inicialmente para el estudio de la lógica. Ha sido a partir de 1938, fecha en que Claude Shannon publicó un libro llamado "Análisis simbólico de circuitos con relés", estableciendo los primeros conceptos de la actual teoría de la conmutación, cuando se ha producido un aumento considerable en el número de trabajos de aplicación del Álgebra de Boole a los computadores digitales. Hoy en día, esta herramienta resulta fundamental para el desarrollo de los computadores ya que, con su ayuda, el análisis y síntesis de combinaciones complejas decircuitos lógicos puede realizarse con rapidez.

Aristóteles con respecto al estudio de la lógicas:

La lógica es conocida como una de las ciencias más antiguas, tanto es así que se le atribuye a Aristóteles la paternidad de esta disciplina. Partiendo de que corresponde a Aristóteles haber sido el primero en tratar con todo detalle la lógica, se le considera pues ser su fundador. En un principio se llamó Analítica, en virtud del título de las obras en que trató los problemas lógicos. Más tarde los escritos de Aristóteles relativos a estos eventos fueron recopilados por sus discípulos con el título de Organon, por considerar que la lógica era un instrumento para el conocimiento de la verdad.
Aristóteles se planteó cómo es posible probar y demostrar que un conocimiento es verdadero, es decir, que tiene una validez universal. Aristóteles encuentra el fundamento de la demostración en la deducción, procedimiento que consiste en derivar un hecho particular de algo universal. La forma en que se afecta esa derivación es el silogismo, por cuya razón la silogística llega a ser el centro de la lógica aristotélica.

ejercicios :

Simboliza las siguientes proposiciones: 
a. No vi la película, pero leí la novela:   ¬p ˄ q
b. Ni vi la película ni leí la novela: ¬p ˄ ¬q
c. No es cierto que viese la película y leyese la novela: ¬(p ˄ q)
d. Vi la película aunque no leí la novela: p ˄ ¬q
e. No me gusta trasnochar ni madrugar: ¬p ˄ ¬q
f. O tu estás equivocado o es falsa la noticia que has leído: p ˅ q
g. Si no estuvieras loca, no habrías venido aquí: ¬p → ¬q
h. Llueve y o bien nieva o sopla el viento: p ˄ (q ˅ r)
i. O está lloviendo y nevando o está soplando el viento: (p ˄ q) ˅ r)
j. Si hay verdadera democracia, entonces no hay detenciones arbitrarias ni otras 
violaciones de los derechos civiles: p → (¬q ˄ ¬r)
k. Roberto hará el doctorado cuando y solamente cuando obtenga la licenciatura: p ↔ q
l. Si viene en tren, llegará antes de las seis. Si viene en coche, llegará antes de las 
seis. Luego, tanto si viene en tren como si viene en coche, llegará antes de las seis: 
p → q, r → q |- (p ˅ r) → q

mira el ejercicio y analiza:
ola