一阶逻辑(First-Order Logic)是逻辑学中的一个重要分支,用于形式化地表达和推断关于对象、属性和关系的陈述。以下是一阶逻辑的一些基本元素和合式公式(Well-formed Formula,简称WFF)的解释:

变量:表示个体的对象,通常用小写字母表示,如x, y, z等。

常量:表示特定的个体,通常用大写字母表示,如A, B, C等。

函数符号:表示从一些个体到另一个个体的映射,如f, g, h等。

谓词符号:表示个体或者个体集合具有某种性质或关系,如P, Q, R等。

量词:包括全称量词∀(对于所有)和存在量词∃(存在某个)。

一阶逻辑的合式公式主要包括以下几种类型:

原子公式:由一个谓词符号和一组变量或常量构成的公式,如P(x),R(A,B)等。

负命题:对一个原子公式取非,如¬P(x)表示“x不具有性质P”。

联合命题:通过逻辑联接词(∧,∨,→,↔)将两个或多个公式连接起来,如P(x) ∧ Q(y),P(x) → Q(x)等。

量化公式:在量词的作用下生成的公式,如∀x P(x)表示“所有x都具有性质P”,∃y Q(y)表示“存在某个y具有性质Q”。

注意,一个公式要成为一阶逻辑的合式公式,必须满足以下条件:

公式必须从原子公式开始构建。

在使用联接词和量词时,必须保证它们的操作对象是合法的公式。

量词必须绑定一个变量,且该变量在其作用范围内不能自由出现。

一阶逻辑合式公式可以用来精确地表达各种复杂的数学和哲学陈述,并通过推理规则进行形式化的证明和反驳。