第九章模态逻辑
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具有相同素材即具有相同命题变项的4种基本模态命题p 、 p、 ◇p 、 ◇ p之间在真假方面存在着必然的制约关系,即基本模态命题之间的真假对 当关系。
图:模态方阵图
p 反对关系 p
从 属 关 系
从 属 关 系
◇p
下反对关系
◇p
图:模态方阵图
p
反对关系
p 从 属
从 属
从 p 属 属 矛盾 关系 从
根据从属关系
根据反对关系
ห้องสมุดไป่ตู้
根据下反对关系
(15) ◇ p ◇ p (16) ◇ p ◇ p
在上述16个推理形式中,(1)、(3)、(5)、(6)、(7)可以被看成是 最基本的。这些公式都被作为现代模态命题逻辑系统的特征公理或重要定理。
关于等值式(1)、(2)
可以分别看成是借助否定号对模态词 和◇的相 互定义,可以分别用符号 Df 和 Df ◇来称呼 (Df是definition的缩写)。于是我们有(=df的 意思是“定义为”,相当于等值符号“ ”): Df : p=df p Df ◇:p=df p
如果再用符号“”表示模态词“偶然”,则可借助于 或来定义,称为Df 。
Df:p=dfp p Df:p=df p p
意思是:p是偶然的,当且仅当p不是必然的而且非p也不是必然的; 或者,p是偶然的,当且仅当p是可能的而且非p也是可能的。
关于蕴涵式(5)、(6)、(7)
对于蕴涵式( 5 )、( 6 )、( 7 ),模 态逻辑中分别称为D、T、T 公式,这 些公式在直观上都是成立的。
D: p ◇ p T: p p T: p ◇ p
一般认为,(5)、(6)、(7)的逆在直观上是不成立的,这三个在直观上不 成立的公式分别称为Dc、Tc、Tc,即 Dc: ◇ p p 意思是,若p是可能的,那么p是必然的。即可能性就是必然性。 T: p p 意思是,若p是现实的,那么p是必然的。即凡是现实的都是必然的。 T: ◇ p p 意思是,若p是可能的,那么p是现实的。即凡是可能的都会变为现实。
广义模态
模 态
狭义模态
时间模态
主观模态 逻辑模态 客观模态 非逻辑模态
三、模态命题及其特性
模态命题
命题是对事物情况的断定,如果这个断定中还含有模态 的内容,那么就是模态命题,否则就是非模态命题。 模态词 命题联结词
语言形式
内容
模 态 命 题 都 含 有 模 态 词 。
了上 因 这 等 能 和 模 模难 素 些 。 性 人 态 态以 , 非 由 、 们 命 命确 因 模 于 确 认 题 题定 此 态 模 定 识 反 的其 导 命 态 性 的 映 复真 致 题 命 。 必 了 杂假 了 所 题 不 然 客 性, 在 没 增 确 性 观 。 带直有加定、事 来观的了性可物
五、模态逻辑的范围
第二节、模态命题及其推理
一、基本模态命题及其符号化
模态命题是真性模态命题的简称,它是反映事物存在的必然性和可能性等的 命题。例如: “经济过热必然导致通货膨胀”; “其他星球可能有人存在”。 上述命题都是模态命题。模态命题包含“必然”、“可能”等模态词。 其中,包含“必然”的模态命题叫必然命题,包含“可能”的模态命题叫可能命 题。必然命题和可能命题都有肯定和否定的情况。所以,基本模态命题有4种, 即必然肯定命题、必然否定命题、可能肯定命题和可能否定命题。
模态
模态词
叠置模态词
二、模态的种类
客观模态 主观模态
模 态
逻辑模态 非逻辑模态
狭义模态 广义模态
1. 客观模态和主观模态
客观模态是指客观事物本身的存在样式、情状和趋势等。 例如“汽车的速度不可能超过光速”、“人类社会必然由 野蛮、愚昧向文明进步”、“通货膨胀是经济发展过程中 可能出现的现象”,所有这些命题所表达的都是客观存在 的必然性和可能性,是客观事物在其发展过程中必定遵循 的规律或可能显示出来的趋向,因而都表达客观模态。
客观模态
主观模态
主观模态是指人的认识中的确定性或不确定性。例如, “地球上可能来过外星人”、“小王可能是贵州人”、 “毛泽东必定是湖南人”,这些命题所表达的都是主观 模态。因为地球上来过别的什么东西,小王是什么地方 的人,毛泽东是什么地方的人,都是不可改变的客观事 实,只是说话者对这些事实可能确实把握,也可能把握 不准,于是才有对此确定性的断定或不确定的猜测,才 有上述命题中的“可能”、“必定”等。因此,这些命 题中的模态词只表示人们认识的确定性程度,表明说话 者对该命题相信的程度,所以都是主观模态。
模态词和命题联结词一样,都是由命题形成命 题的算子,但是,这两者之间有一重要区别:后者 是真值函项性的,而前者不是。这就是说,由各种 命题联结词联结原子命题所形成的复合命题的真值, 是由组成该命题的原子命题的真值所惟一决定的。 但是,含有模态词的命题的真值并不由其中的非模 态命题的真值所完全决定的。例如,根据“地球是圆 的”这个命题的真假,我们不能确定地推知“地球必 然是圆的”、“地球应该是圆的”等命题的真假。模态 词的这一性质叫做非真值函项性,或者叫做内涵性。 模态词的非真值函项性带来了模态命题的复杂性, 即模态命题的真假需要通过建立可能世界语义学才 能得到说明。
(1) ◇ p (2) p ◇ p (3) (p q) (4) ◇p ◇q
【叠置模态命题】是指对一个已含有模态词的命题再加上模态词。例如:
(5)永动机不可能制造出来是必然的。 (6)张三不可能必然是小偷。
符号化为
(1) ◇ p (2) ◇ p
三、基本模态命题之间的对当关系
必然肯定命题
必 然 命 题 基 本 模 态 命 题 可 能 命 题 可能否定命题 必然否定命题
必然肯定命题是断定事物情况必然存在的命 题。例如,“生物体必然要进行新陈代谢”。 其逻辑形式为:必然p。必然用符号“ ”表 示,所以必然肯定命题写为: p。
必然否定命题是断定事物情况必然不存在的 命题。例如,“客观规律必然不以人的意志 为转移”。其逻辑形式为:必然非 p。必然 否定命题写为: p。
p
从 属
◇p
从 属
下反对关系
◇p
四、基本模态命题推理
根据矛盾关系
(1) p ◇ p (2) p ◇ p (3) ◇p p (4) ◇ p p (5) p ◇ p (6) p p (7) p ◇ p (8) p ◇ p (9) p p (10) p ◇ p (11) ◇ p p (12) ◇ p p (13) p p (14) p p
2. 逻辑模态和非逻辑模态
逻辑模态是指逻辑上的必然性和可能性。例如“ X=5 或 X5 是必然的”、“太阳可能每天从西方升起”等命题中 所表达的模态都是逻辑模态,前者反映了逻辑上的必然性, 后者则反映了逻辑上的可能性。逻辑上的必然性是指,否 定一个具有必然性的命题,必然会引起逻辑上的矛盾。例 如,“X=5或X5”是必然的,也就意味着否定“X=5或 X5 ”必然会导致逻辑上的矛盾,即出现“ X=5 且 X5 ” 的矛盾情况。逻辑上的可能性是指逻辑上的不矛盾性,一 切逻辑上不矛盾的东西都是可能的。 非逻辑模态是指逻辑模态之外的模态,包括物理的模态、 生物的模态、哲学的模态等。例如,“汽车的速度不可能 超过光速”、“一个人不可能举起 1 万公斤的重物”、 “任何事物的运动都必然是有规律的”,这些命题分别表 达了物理的、生物的、哲学的等不同的非逻辑模态。之所 以对非逻辑模态作出上述区分,主要是因为这些模态分别 具有物理的、生物的、哲学的依据。否定一个具有非逻辑 必然性的命题,最多与现有的理论或者看法相矛盾,不会 如否定逻辑必然性命题那样引起逻辑上的矛盾。
语言中用来表达模态或模态概念的语词或符号称为模态词, 如 汉 语 中 的 “ 必 然 ” 、 “ 可 能 ” , 英 语 中 的 necessity, possibility,符号“”、“”等。 由简单模态词叠置而成的模态词又称叠置模态词,相应的模 态称为叠置模态,相应的模态概念称为叠置模态概念。如 “”表示必然的可能性,“”表示必然可能的必然 性。。
逻辑模态
非逻辑模态
3. 狭义模态和广义模态
狭义模态
狭义模态是关于必然性与可能性等这类性质的模态,又称 为真性模态(Authentic Modality),是关于真的性质的模 态。通常所说的模态逻辑是关于狭义模态的模态逻辑。 广义模态是关于应该、允许、禁止等的道义模态,关于 知道、相信等的认知模态,相应地有道义逻辑、认知逻 辑等。 道义模态 广义模态 认知模态
第六章
模态逻辑
在实际思维过程中,有些推理的有效性无法用前面所讲的命题逻辑、词项逻 辑、谓词逻辑来加以判定。例如: 不出交通事故不具有必然性,所以,可能要出交通事故。 上述推理的形式结构如果用经典命题逻辑来分析,是“p→q”,不是有效式。 但它确实是一个正确的推理。这一推理的有效性与其中所包含的模态词“必然”、 “可能”等密切相关,需要分析这些模态词的具体含义才能确定推理的有效性。模 态逻辑的主要目的就是要基于“必然”、“可能”等模态词考虑推理的形式结构是否 有效,这是经典逻辑所无法回答的。 模态逻辑研究含有模态词的命题的逻辑特性及其推理关系。
四、模态命题形式
模态命题形式 模态推理形式
逻辑学中所说的命题形式本质上是指命题的逻辑形式,即逻辑结构。同一个命题, 不同的逻辑决定它有不同的命题形式。例如,命题“所有商品是有价值的”。单从命 题逻辑来分析,其命题形式是“p”;如果从词项逻辑来分析,其命题形式就是“所有S 是 P”(S 为 主 项 , P 为 谓 项 ) ; 如 果 从 谓 词 逻 辑 来 分 析 , 其 命 题 形 式 就 是 “ x (SxPx)”(x为个体变项,S、P为谓词,为量词 )。 相应地,同一个模态命题,不同的逻辑决定它也有不同的命题形式。例如,模态 命题“如果物体受到摩擦,那么它必然发热”(甲)。如果从经典命题逻辑来分析, 其命题形式是“如果p,那么q”(乙);但是如果从模态逻辑来分析,其命题形式就应 该是“如果p,那么必然q”(丙)。这里,乙和丙都是模态命题甲的命题形式,但是对 模态逻辑来说有意义的是丙而不是乙,丙称为命题的模态形式。一般地,对于任意命 题,如果我们考虑到模态,并在有这部分内容时给出相应的形式表达,那么所得到的 命题形式都是命题的模态形式,由非模态命题得到的命题形式也可以看作是命题的模 态形式,即空模态形式。 上述的乙一定不是命题甲的模态形式,因为它没有考虑到模态。所以,模态命题 形式在本质上是指命题的模态形式。
第一节
模态逻辑概述
一、模态与模态逻辑
英文modal的音译,源于拉丁词modalis,具有形态、样式等意 思。具体来说,模态是指客观事物或人们认识的存在和发展 的样式、情状、趋势等。模态在人们思维中的反映,表现为 一定的认识或观念,这就是模态概念。对于不同的模态会有 不同的模态概念,例如对必然性就有不同的看法和理解,如 逻辑的必然性和非逻辑的必然性,客观的必然性和主观的必 然性等,从而形成不同的必然性概念。
可能肯定命题
可能肯定命题是断定事物情况可能存在的命 题。例如,“长期大量吸烟可能致癌”。其 逻辑形式为:可能 p。可能用符号“◇”表 示。所以可能肯定命题写为:◇ p。
可能否定命题是断定事物情况可能不存在的 命题。例如,“强盗的儿子可能不是强 盗”。。其逻辑形式为:可能非 p。所以可 能否定命题写为:◇ p。
二、复合模态命题和叠置模态命题
对于基本模态命题来说,模态词只加在一个原子命题或其否定之上。其实,模 态词还可以加在一复合命题之上,而且模态命题本身也可以用命题联结词,如:并 非()、析取( )、合取( )、蕴涵( )、等值( )等联结起来,构 成更为复杂的命题。例如: (1)科学不可能是一个人的事业。 (2)如果生物必然有死,那么生物不可能长生不死。 (3)必然如果物体受到摩擦,那么它们就会生热。 (4)液体沸腾的原因可能是温度升高,也可能是压力下降。 符号化为
图:模态方阵图
p 反对关系 p
从 属 关 系
从 属 关 系
◇p
下反对关系
◇p
图:模态方阵图
p
反对关系
p 从 属
从 属
从 p 属 属 矛盾 关系 从
根据从属关系
根据反对关系
ห้องสมุดไป่ตู้
根据下反对关系
(15) ◇ p ◇ p (16) ◇ p ◇ p
在上述16个推理形式中,(1)、(3)、(5)、(6)、(7)可以被看成是 最基本的。这些公式都被作为现代模态命题逻辑系统的特征公理或重要定理。
关于等值式(1)、(2)
可以分别看成是借助否定号对模态词 和◇的相 互定义,可以分别用符号 Df 和 Df ◇来称呼 (Df是definition的缩写)。于是我们有(=df的 意思是“定义为”,相当于等值符号“ ”): Df : p=df p Df ◇:p=df p
如果再用符号“”表示模态词“偶然”,则可借助于 或来定义,称为Df 。
Df:p=dfp p Df:p=df p p
意思是:p是偶然的,当且仅当p不是必然的而且非p也不是必然的; 或者,p是偶然的,当且仅当p是可能的而且非p也是可能的。
关于蕴涵式(5)、(6)、(7)
对于蕴涵式( 5 )、( 6 )、( 7 ),模 态逻辑中分别称为D、T、T 公式,这 些公式在直观上都是成立的。
D: p ◇ p T: p p T: p ◇ p
一般认为,(5)、(6)、(7)的逆在直观上是不成立的,这三个在直观上不 成立的公式分别称为Dc、Tc、Tc,即 Dc: ◇ p p 意思是,若p是可能的,那么p是必然的。即可能性就是必然性。 T: p p 意思是,若p是现实的,那么p是必然的。即凡是现实的都是必然的。 T: ◇ p p 意思是,若p是可能的,那么p是现实的。即凡是可能的都会变为现实。
广义模态
模 态
狭义模态
时间模态
主观模态 逻辑模态 客观模态 非逻辑模态
三、模态命题及其特性
模态命题
命题是对事物情况的断定,如果这个断定中还含有模态 的内容,那么就是模态命题,否则就是非模态命题。 模态词 命题联结词
语言形式
内容
模 态 命 题 都 含 有 模 态 词 。
了上 因 这 等 能 和 模 模难 素 些 。 性 人 态 态以 , 非 由 、 们 命 命确 因 模 于 确 认 题 题定 此 态 模 定 识 反 的其 导 命 态 性 的 映 复真 致 题 命 。 必 了 杂假 了 所 题 不 然 客 性, 在 没 增 确 性 观 。 带直有加定、事 来观的了性可物
五、模态逻辑的范围
第二节、模态命题及其推理
一、基本模态命题及其符号化
模态命题是真性模态命题的简称,它是反映事物存在的必然性和可能性等的 命题。例如: “经济过热必然导致通货膨胀”; “其他星球可能有人存在”。 上述命题都是模态命题。模态命题包含“必然”、“可能”等模态词。 其中,包含“必然”的模态命题叫必然命题,包含“可能”的模态命题叫可能命 题。必然命题和可能命题都有肯定和否定的情况。所以,基本模态命题有4种, 即必然肯定命题、必然否定命题、可能肯定命题和可能否定命题。
模态
模态词
叠置模态词
二、模态的种类
客观模态 主观模态
模 态
逻辑模态 非逻辑模态
狭义模态 广义模态
1. 客观模态和主观模态
客观模态是指客观事物本身的存在样式、情状和趋势等。 例如“汽车的速度不可能超过光速”、“人类社会必然由 野蛮、愚昧向文明进步”、“通货膨胀是经济发展过程中 可能出现的现象”,所有这些命题所表达的都是客观存在 的必然性和可能性,是客观事物在其发展过程中必定遵循 的规律或可能显示出来的趋向,因而都表达客观模态。
客观模态
主观模态
主观模态是指人的认识中的确定性或不确定性。例如, “地球上可能来过外星人”、“小王可能是贵州人”、 “毛泽东必定是湖南人”,这些命题所表达的都是主观 模态。因为地球上来过别的什么东西,小王是什么地方 的人,毛泽东是什么地方的人,都是不可改变的客观事 实,只是说话者对这些事实可能确实把握,也可能把握 不准,于是才有对此确定性的断定或不确定的猜测,才 有上述命题中的“可能”、“必定”等。因此,这些命 题中的模态词只表示人们认识的确定性程度,表明说话 者对该命题相信的程度,所以都是主观模态。
模态词和命题联结词一样,都是由命题形成命 题的算子,但是,这两者之间有一重要区别:后者 是真值函项性的,而前者不是。这就是说,由各种 命题联结词联结原子命题所形成的复合命题的真值, 是由组成该命题的原子命题的真值所惟一决定的。 但是,含有模态词的命题的真值并不由其中的非模 态命题的真值所完全决定的。例如,根据“地球是圆 的”这个命题的真假,我们不能确定地推知“地球必 然是圆的”、“地球应该是圆的”等命题的真假。模态 词的这一性质叫做非真值函项性,或者叫做内涵性。 模态词的非真值函项性带来了模态命题的复杂性, 即模态命题的真假需要通过建立可能世界语义学才 能得到说明。
(1) ◇ p (2) p ◇ p (3) (p q) (4) ◇p ◇q
【叠置模态命题】是指对一个已含有模态词的命题再加上模态词。例如:
(5)永动机不可能制造出来是必然的。 (6)张三不可能必然是小偷。
符号化为
(1) ◇ p (2) ◇ p
三、基本模态命题之间的对当关系
必然肯定命题
必 然 命 题 基 本 模 态 命 题 可 能 命 题 可能否定命题 必然否定命题
必然肯定命题是断定事物情况必然存在的命 题。例如,“生物体必然要进行新陈代谢”。 其逻辑形式为:必然p。必然用符号“ ”表 示,所以必然肯定命题写为: p。
必然否定命题是断定事物情况必然不存在的 命题。例如,“客观规律必然不以人的意志 为转移”。其逻辑形式为:必然非 p。必然 否定命题写为: p。
p
从 属
◇p
从 属
下反对关系
◇p
四、基本模态命题推理
根据矛盾关系
(1) p ◇ p (2) p ◇ p (3) ◇p p (4) ◇ p p (5) p ◇ p (6) p p (7) p ◇ p (8) p ◇ p (9) p p (10) p ◇ p (11) ◇ p p (12) ◇ p p (13) p p (14) p p
2. 逻辑模态和非逻辑模态
逻辑模态是指逻辑上的必然性和可能性。例如“ X=5 或 X5 是必然的”、“太阳可能每天从西方升起”等命题中 所表达的模态都是逻辑模态,前者反映了逻辑上的必然性, 后者则反映了逻辑上的可能性。逻辑上的必然性是指,否 定一个具有必然性的命题,必然会引起逻辑上的矛盾。例 如,“X=5或X5”是必然的,也就意味着否定“X=5或 X5 ”必然会导致逻辑上的矛盾,即出现“ X=5 且 X5 ” 的矛盾情况。逻辑上的可能性是指逻辑上的不矛盾性,一 切逻辑上不矛盾的东西都是可能的。 非逻辑模态是指逻辑模态之外的模态,包括物理的模态、 生物的模态、哲学的模态等。例如,“汽车的速度不可能 超过光速”、“一个人不可能举起 1 万公斤的重物”、 “任何事物的运动都必然是有规律的”,这些命题分别表 达了物理的、生物的、哲学的等不同的非逻辑模态。之所 以对非逻辑模态作出上述区分,主要是因为这些模态分别 具有物理的、生物的、哲学的依据。否定一个具有非逻辑 必然性的命题,最多与现有的理论或者看法相矛盾,不会 如否定逻辑必然性命题那样引起逻辑上的矛盾。
语言中用来表达模态或模态概念的语词或符号称为模态词, 如 汉 语 中 的 “ 必 然 ” 、 “ 可 能 ” , 英 语 中 的 necessity, possibility,符号“”、“”等。 由简单模态词叠置而成的模态词又称叠置模态词,相应的模 态称为叠置模态,相应的模态概念称为叠置模态概念。如 “”表示必然的可能性,“”表示必然可能的必然 性。。
逻辑模态
非逻辑模态
3. 狭义模态和广义模态
狭义模态
狭义模态是关于必然性与可能性等这类性质的模态,又称 为真性模态(Authentic Modality),是关于真的性质的模 态。通常所说的模态逻辑是关于狭义模态的模态逻辑。 广义模态是关于应该、允许、禁止等的道义模态,关于 知道、相信等的认知模态,相应地有道义逻辑、认知逻 辑等。 道义模态 广义模态 认知模态
第六章
模态逻辑
在实际思维过程中,有些推理的有效性无法用前面所讲的命题逻辑、词项逻 辑、谓词逻辑来加以判定。例如: 不出交通事故不具有必然性,所以,可能要出交通事故。 上述推理的形式结构如果用经典命题逻辑来分析,是“p→q”,不是有效式。 但它确实是一个正确的推理。这一推理的有效性与其中所包含的模态词“必然”、 “可能”等密切相关,需要分析这些模态词的具体含义才能确定推理的有效性。模 态逻辑的主要目的就是要基于“必然”、“可能”等模态词考虑推理的形式结构是否 有效,这是经典逻辑所无法回答的。 模态逻辑研究含有模态词的命题的逻辑特性及其推理关系。
四、模态命题形式
模态命题形式 模态推理形式
逻辑学中所说的命题形式本质上是指命题的逻辑形式,即逻辑结构。同一个命题, 不同的逻辑决定它有不同的命题形式。例如,命题“所有商品是有价值的”。单从命 题逻辑来分析,其命题形式是“p”;如果从词项逻辑来分析,其命题形式就是“所有S 是 P”(S 为 主 项 , P 为 谓 项 ) ; 如 果 从 谓 词 逻 辑 来 分 析 , 其 命 题 形 式 就 是 “ x (SxPx)”(x为个体变项,S、P为谓词,为量词 )。 相应地,同一个模态命题,不同的逻辑决定它也有不同的命题形式。例如,模态 命题“如果物体受到摩擦,那么它必然发热”(甲)。如果从经典命题逻辑来分析, 其命题形式是“如果p,那么q”(乙);但是如果从模态逻辑来分析,其命题形式就应 该是“如果p,那么必然q”(丙)。这里,乙和丙都是模态命题甲的命题形式,但是对 模态逻辑来说有意义的是丙而不是乙,丙称为命题的模态形式。一般地,对于任意命 题,如果我们考虑到模态,并在有这部分内容时给出相应的形式表达,那么所得到的 命题形式都是命题的模态形式,由非模态命题得到的命题形式也可以看作是命题的模 态形式,即空模态形式。 上述的乙一定不是命题甲的模态形式,因为它没有考虑到模态。所以,模态命题 形式在本质上是指命题的模态形式。
第一节
模态逻辑概述
一、模态与模态逻辑
英文modal的音译,源于拉丁词modalis,具有形态、样式等意 思。具体来说,模态是指客观事物或人们认识的存在和发展 的样式、情状、趋势等。模态在人们思维中的反映,表现为 一定的认识或观念,这就是模态概念。对于不同的模态会有 不同的模态概念,例如对必然性就有不同的看法和理解,如 逻辑的必然性和非逻辑的必然性,客观的必然性和主观的必 然性等,从而形成不同的必然性概念。
可能肯定命题
可能肯定命题是断定事物情况可能存在的命 题。例如,“长期大量吸烟可能致癌”。其 逻辑形式为:可能 p。可能用符号“◇”表 示。所以可能肯定命题写为:◇ p。
可能否定命题是断定事物情况可能不存在的 命题。例如,“强盗的儿子可能不是强 盗”。。其逻辑形式为:可能非 p。所以可 能否定命题写为:◇ p。
二、复合模态命题和叠置模态命题
对于基本模态命题来说,模态词只加在一个原子命题或其否定之上。其实,模 态词还可以加在一复合命题之上,而且模态命题本身也可以用命题联结词,如:并 非()、析取( )、合取( )、蕴涵( )、等值( )等联结起来,构 成更为复杂的命题。例如: (1)科学不可能是一个人的事业。 (2)如果生物必然有死,那么生物不可能长生不死。 (3)必然如果物体受到摩擦,那么它们就会生热。 (4)液体沸腾的原因可能是温度升高,也可能是压力下降。 符号化为