怎么看符号逻辑杂志（符号逻辑的作者）

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怎么看符号逻辑杂志

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大三学生攻克国际数学难题，请问具体怎么回事

大三生攻克国际数学难题 三院士致信教育部推荐
来源：新华网
2011年10月09日15:01

刘嘉忆（图片来源：中南大学新闻网）

　　青春，在数学王国飞扬
　　记攻克国际数学难题的中南大学学生刘嘉忆
　　新华网长沙10月9日电（记者 黄兴华）日前，中国科学院李邦河等3名院士分别向教育部写信推荐，请予破格录取中南大学大四学生刘嘉忆为研究生，并建议教育部有关部门立即采取特殊措施，加强对其学术方面的培养。

　　一个名不见经传的莘莘学子为何能够引起科技界前辈如此关注？这缘于近年刘嘉忆通过潜心研究成功攻克了一个多年未解的国际数学难题。

　　国际逻辑学知名专家、芝加哥大学数学系教授邓尼斯·汉斯杰弗德写信称：“我是过去众多研究该问题而无果者之一，看到这一问题的最终解决感到非常高兴。”“请接受我对你令人赞叹的惊奇的成果的祝贺！”

　　大三学生攻克国际数学难题

　　数理逻辑是研究推理的数学分支。它使用数学的方法，即一套符号体系来研究推理前提和结论之间的形式关系，故也称符号逻辑。在计算机科学和人们的生活中，数理逻辑发挥着重要的理论指导作用。

　　2010年8月，酷爱数理逻辑的刘嘉忆在自学反推数学的时候，第一次接触到这个问题，并在阅读大量文献时发现，海内外不少学者都在进行反推数学中的拉姆齐二染色定理的证明论强度的研究。这是由英国数理逻辑学家西塔潘于上个世纪90年代提出的一个猜想，10多年来许多著名研究者一直努力都没有解决。

　　同年10月的一天，刘嘉忆突然想到利用之前用到的一个方法稍作修改便可以证明这一结论，连夜将这一证明写出来，投给了数理逻辑国际权威杂志《符号逻辑杂志》。

　　今年5月，由北京大学、南京大学和浙江师范大学联合举办的逻辑学术会议在浙江师范大学举行，还是大三学生的刘嘉忆应邀参加了这次会议，报告了他对目前反推数学中的拉姆齐二染色定理的证明论强度的研究。刘嘉忆的报告给这一悬而未决的公开问题一个否定式的回答，彻底解决了西塔潘的猜想。

　　《符号逻辑杂志》的主编、逻辑学专家、芝加哥大学数学系邓尼斯·汉斯杰弗德看到论文后给他写信：“我是过去众多研究该问题而无果者之一，看到这一问题的最终解决感到非常高兴，特别如你给出的如此漂亮的证明，请接受我对你令人赞叹的惊奇的成果的祝贺！”同时，邓尼斯·汉斯杰弗德教授高兴地将刘嘉忆的研究介绍给了其他几位同仁和专家，他们一起审读、反复商讨。

　　论文审稿人、芝加哥大学博士达米尔·扎法洛夫也认为：“这是一个重要的结果，过去20多年许多著名科研工作者在这方面进行努力。该问题的研究促进了反推数学和计算性理论方面的研究。”

　　9月16日，美国芝加哥大学数理逻辑学术会议上，云集了来自欧美的许多数理逻辑专家、学者。大会邀请了12位专家、学者作学术报告，刘嘉忆作为亚洲高校唯一一位代表在会上作了40分钟报告。他在数理逻辑方面的研究成果，让与会专家、学者对这位来自中国的“80后”投上赞许的目光。

　　机会只留给有准备的人

　　单薄的身子，略显苍白的脸上架着一副近视眼镜，说话间不时而至的羞涩表情，这是记者8日在中南大学校园见到刘嘉忆时的第一印象。

　　“我能走到今天这一步，只是运气比别人好些吧！”面对记者探究的目光，刘嘉忆淡淡地说。

　　祖籍大连的刘嘉忆，父亲在当地一家国有企业后勤部门工作，母亲在一家企业任工程师。他告诉记者，父母并没有给予他数学方面的遗传基因和教育，自己上小学时也没有对数学表现出特别的爱好。

　　“如果要说我与同龄人有什么不同之处的话，那就是我对数学的特别关注。”刘嘉忆说，“上初中时，一些同学还在为数学教科书上的习题抓耳挠腮时，我就开始自学数论了。”

　　数论就是指研究整数性质的一门理论。刘嘉忆说，当时，对其他同学来说，看初等数论中的整除理论、同余理论、连分数理论像是在看“天书”，而他却学得津津有味。

　　2008年，刘嘉忆以优异的成绩考上中南大学数学科学与计算技术学院。按说，有了扎实的数学基础，刘嘉忆应该在同学面前崭露头角，但每次数学考试，他的成绩并不拔尖。

　　对此，刘嘉忆解释说：“这只怪我马虎惯了。考试过程中，我的演算过程太乱、解答不太标准，都影响加分。”而他的同学则认为，刘嘉忆当时在数学领域涉猎范围十分广泛，不太在意学校的每次考试，不愿在同学面前显山露水。

　　刘嘉忆的同学高涛说，在课堂上，他并没有表现得与众不同，但每到课余时间，他就会去图书馆，一回来，准会带上一大堆全英文数学书籍，常常捧着看到深夜。同学问他题目，发现他的思路与他人不一样，还会用更简单的方法来计算或解释。“我们当时都知道他对数学钻得很深，也知道他肯定会有所收获。”高涛说。

　　大二时，刘嘉忆开始学习数理逻辑。数理逻辑是数学基础的一个不可缺少的组成部分。相对其他数学课程，他对此表现出特别的偏爱。他的任课老师也看出了他的不一般，给予他许多指导和鼓励。何伟教授在组合学课程中提及拉姆齐二染色定理这正是刘嘉忆几个月来冥想苦思的问题。从此，他更坚定了攻克这个难题的信心。

　　“其实，我在思考这个命题时好像灵光一现，论证倒没有花费太多的时间。”刘嘉忆说，“如果一定要总结点什么，可能与我平时的积累有关吧。”

　　“40岁以前要攻数学”

　　刘嘉忆的成功无疑给中南大学师生以莫大鼓舞。数学科学与计算技术学院院长刘再明告诉记者，为了让刘嘉忆尽快进入该领域的学习和研究工作，学校决定让他提前大学毕业，并立即录取为硕、博连读的研究生或直接攻读博士学位。

　　今年7月，著名数学家、中南大学博士生导师侯振挺教授了解刘嘉忆的情况后，千方百计为他创造条件，鼓励他参加有代表性的学术会议，并收他为徒，共同探讨学术问题。

　　中国科学院院士李邦河、丁夏畦、林群得知刘嘉忆的成就后，分别向教育部有关部门负责同志写信推荐。在信中他们说，刘嘉忆同学在大三的时候就已经独立解决了重要的数学难题，可见他是难得一见的杰出数学人才。

　　刘嘉忆向记者坦言，除了数学，他还喜欢物理，但他权衡了一下，物理需要做大量的试验，需要成本，对一个学生来说还没那么多资金。他还喜欢心理学，他曾设计了一组关于认知的心理实验，然而他更热衷于数理逻辑。他说这些等到他40岁以后再来做，40岁以前要攻数学。

　　刘嘉忆告诉记者，前不久他投给《美国数学会汇刊》的论文获得威士康星大学、伯克利大学等几位教授很高的评价，有望公开发表。

　　目前，刘嘉忆正准备学习模型论。“这是数理逻辑的主要分支之一，研究形式语言与其模型之间的关系，将来研究要再上台阶，必须具备扎实的基础知识。”他说。

符号逻辑 | 《逻辑学导论》（五）

补一年前的坑~~><

亚里士多德的逻辑是古典逻辑。此外还有现代逻辑即符号逻辑。以三段论为核心的古典逻辑看重 category、class。而符号逻辑不关心这个，只关心两个陈述之间的关系，并用逻辑连结词（符号）表现。

以上4个是符号逻辑的核心符号。另外注意两个，一是图中提及的否定符号，它只是一个运算符，不是核心的体现逻辑关系的符号。另一个是逻辑等价的符号，它所表达的，超越逻辑关系（表达真值），还代表两个陈述 meaning 上的含义，下面会再详述。

4个符号中最重要的是表示蕴含关系的马蹄号。

这个符号打不出来，先用大括号代替。 p } q （英文是 p implies q )

imply /蕴含/如果…那么… 在逻辑上的意义要区别于日常语言中的意义。

日常语言中有4类含义。

第1条里，后件由前件 “逻辑地” 推出；2中，后件由前件中术语“单身汉”的 定义 而来；3中，后件和前件是 因果关系 ；4表示的是说话者在特定情形下以特定方式行事的 决策 。自然语言中的 imply 考虑 p,q 的 meaning，若 p q 完全不相关，就不存在 imply 与否的问题。

而逻辑上的蕴含，不考虑 meaning，它单纯地定义了p、q的关系。对于 p } q，仅表示如果 p 为真，q 必为真。它不 care p和q有什么逻辑、因果、定义、决策的联系。因此，它被称作“实质蕴含”，以区别于普通的蕴含。

p } q 也可写作 ~ ( p · ~q )

它很好地表达了 如果 p 为真，q 必为真。看到这里我在想为什么 p } q 不能用 p · q （合取）表达？

“如果 p 那么 q”表示的是如果 p 为真，q 必为真。如果 p 为假，q 可真可假。如果q为假，p必为假。如果q为真，p可真可假。 这些含义 p · q 都无法表达。

Again, p } q 并不关注p、q 的 meaning, 也不关注真假，只是定义p、q关系。

再看一个例子理解一下：

这个定义后两句，把 3，4 看成是其他东西，是个馒头。则如果定义馒头<2 那么 馒头<4。所以当你定义了4<2 那么必然也成立4<4。虽然两个都是假的。

根据: “如果 p 那么 q”表示的是如果 p 为真，q 必为真。如果 p 为假，q 可真可假。如果q为假，p必为假。如果q为真，p可真可假。

可以得出: 假陈述蕴含一切陈述。真陈述被一切陈述蕴含。

逻辑表达式为~p } ( p } q ) 和 p } (q } p) 后续文章证明。

再谈一下充分必要条件的概念。 “如果 p 那么 q”表示的是如果 p 为真，q 必为真。如果q为假，p必为假。P 因此，若 p 成立，q 一定成立；q 成立当且仅当 p。因此可以认为，p 是 q 的充分条件，q 是 p 的必要条件。

指的是两个陈述真值相等。

指两个陈述不仅真值相等，meaning 也一样，在任何场景可以互相替换。 例如 p 和 ~~p （双重否定）就是逻辑等价的

~（p v q）= ~ p · ~ q ~（p · q）= ~ p v ~ q （中间的符号要换成逻辑等价的符号）

该定理由数学家兼逻辑学家奥古斯塔·德·摩根（Augustus De Morgan）（1806-1871）提出。

怎么推论的？p v q 若为真，则表示至少一个是真的，因此它的反面是两个都是假的，因此是 p 的否定和 q 的否定的合取。同样，p · q 若为真，则表示p,q 同真。因此它的反面是p,q至少有一个是假的，因此是 p 的否定和 q 的否定的析取。 另外这个定理也可以通过真值表论证。

再看实质蕴含 p } q 也可写作 ~ ( p · ~q )，而根据 ~（p · q）= ~ p v ~ q，可得出：

可见 p implies q 表示的是 either q is true or p is false。Again, 实质蕴含只规定了 p, q的关系，不关心他们的 meaning.

论证及论证有效性现在看起来已经习以为常，但还是有必要对它的基本含义做一个梳理。

一个可以被陈述代入的字母。英文其实是变量。

任何一列包含陈述变元而不包含陈述的符号序列，当用陈述代入陈述变元时——同一陈述始终代入同一陈述变元——其结果就是一个论证。

只要一个论证是通过一致地以不同的简单陈述代入一个论证形式中每个不同的陈述变元而产生的，该论证形式就是这个论证的特征形式。

意思是陈述和变元越是一一对应，越是特征形式。 具体可看13版本中文版 P365-366

一个论证有效，当且仅当，该论证的特征形式，是一个有效论证形式。

要区分事实／历史的真 vs 逻辑的真

那么逻辑等价的概念，可以表达为：若两个陈述的实质等值陈述是一个重言式，则两个陈述逻辑等价。

之所以说蕴含是最重要的符号。是因为任何一个论证起始可以看作一个条件陈述。即其前件式是该论证形式的前提的合取，其后件是该论证形式的结论。

那么， 一个论证形式有效，当且仅当，其条件陈述表达式是一个重言式。

这三大原理确实是真的，逻辑地为真的。但说他们具有最基本的思想法则这一特权地位，是值得怀疑的。在逻辑学中也有很多必为真的法则，有人认为更重要。

有人质疑同一原理：例如原来，美国有13个州是真的，但现在有50个州。 前一个的表述是省略的，完整形式应该是：1970年的美国有13个州。

同一原理为真，并不妨碍我们对连续性的认识。

排中原理被质疑，反对者认为它意味着事物非黑即白。但实际上，对于一个东西的陈述“这是黑的”，若它为假，并不是“这是白的”，而是：这是非黑的。“这是黑的”和“这是白的”可以同时为假。这也是《改变》里的重要思路。