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Lógica proposicional clássica Em discussão Lógica proposicional Permite determinar a validade de alguns argumentos (dedutivos), mediante o uso de uma linguagem formal. Como podemos pensar e expressar o nosso pensamento de modo válido? Proposições e operadores proposicionais 1 Simples Proposições São proposições em que não estão presentes quaisquer operadores proposicionais, não se podendo decompor noutras proposições. Complexas São proposições em que está presente um operador proposicional ou mais do que um, podendo decompor-se noutras proposições. João joga futebol. Maria lê o jornal. O Universo é finito. Deus é omnipotente. João joga futebol e Maria lê o jornal. Se o Universo é finito, então Deus não é omnipotente. João pensa que Maria lê o jornal. Exemplos Operadores proposicionais Palavras ou expressões que, sendo ligadas a determinadas proposições, permitem formar novas proposições. Verofuncionais Não-verofuncionais Permitem determinar, apenas com base nos valores de verdade das proposições simples, o valor de verdade da proposição complexa resultante. Não permitem determinar o valor de verdade da proposição complexa unicamente com base nos valores de verdade das proposições simples. Operadores verofuncionais (operadores lógicos, conectores ou conectivas proposicionais) A proposição complexa é uma função de verdade das proposições simples ou elementares. O valor de verdade das proposições simples depende do facto de elas estarem ou não de acordo com a realidade; o valor de verdade das proposições complexas depende exclusivamente do valor de verdade das proposições simples e dos operadores utilizados. Dicionário (interpretação) Variáveis proposicionais: P, Q, R, etc. P: Paulo é livre. Q: Paulo é feliz. Forma lógica do argumento Se P, então Q. Não-Q. Logo, não-P. Argumento Se Paulo é livre, então Paulo é feliz. Paulo não é feliz. Logo, Paulo não é livre. Argumento válido: é impossível que as premissas sejam verdadeiras e a conclusão seja falsa. Operadores proposicionais verofuncionais 2 Designação Símbolo Operadores verofuncionais Leitura Forma lógica Exemplo Negação ¬ “não” Não-P ¬P Júlia não é pintora. Conjunção ∧ “e” P e Q P ∧ Q Júlia é pintora e Ana é escritora. Disjunção ∨ “ou” P ou Q P ∨ Q Júlia é pintora ou Ana é escritora. ∨ “ou… ou” Ou P ou Q P ∨ Q Ou Júlia é pintora ou Ana é escritora (mas não ambas as coisas). Condicional ⟶ “se... então” Se P, então Q P ⟶ Q Se Júlia é pintora, então Ana é escritora. Bicondicional ⟷ “se, e só se” P se, e só se, Q P ⟷ Q Júlia é pintora se, e só se, Ana é escritora. Inclusiva Exclusiva V F P F V ¬P Negação Tabela de verdade da negação A negação de uma proposição P é uma proposição com a forma “Não-P”, formalizando-se por ¬P. Se P é verdadeira, ¬P é falsa; se P é falsa, ¬P é verdadeira. A negação de uma negação equivale a uma afirmação. O operador “não” é o único operador unário (os restantes são binários). É falso que Alberta seja pintora. É errado afirmar que Alberta é pintora. Não se dá o caso de Alberta ser pintora. Outras expressões P Alberta é pintora. ¬P Alberta não é pintora. Ou: Não é verdadeiro que Alberta seja pintora. V V V F F V F F P Q V F F F P ∧ Q Conjunção Tabela de verdade da conjunção A conjunção – “P e Q” (P ∧ Q) – é verdadeira se, e só se, ambas as proposições conectadas – proposições conjuntas – forem verdadeiras (é falsa se pelo menos uma dessas proposições for falsa). Joaquina trabalha, mas Paula descansa. Não só Joaquina trabalha, como Paula descansa. Joaquina trabalha, apesar de Paula descansar. Outras expressões P Joaquina trabalha. P ∧ Q Joaquina trabalha e Paula descansa. Q Paula descansa. V V V F F V F F P Q V V V F P ∨ Q Disjunção inclusiva Tabela de verdade da disjunção inclusiva A disjunção inclusiva – “P ou Q” (P ∨ Q) – é sempre verdadeira, exceto quando P e Q são ambas falsas. P Ricardo é futebolista. P ∨ Q Ricardo é futebolista ou António é aluno. Q António é aluno. V V V F F V F F P Q F V V F P ∨ Q Disjunção exclusiva Tabela de verdade da disjunção exclusiva A disjunção exclusiva – “Ou P ou Q”, mas não ambas (P ∨ Q) – é verdadeira quando P e Q possuem valores de verdade distintos e falsa quando P e Q possuem o mesmo valor de verdade. P Manuel nasceu em Lisboa. P ∨ Q Ou Manuel nasceu em Lisboa ou Manuel nasceu no Porto. Q Manuel nasceu no Porto. V V V F F V F F P Q V F V V P ⟶ Q Condicional Tabela de verdade da condicional A condicional – “Se P, então Q” (P ⟶ Q) – só é falsa se P (o antecedente) for verdadeira e Q (o consequente) for falsa. Nas restantes situações, a condicional é verdadeira. P O Universo é finito. P ⟶ Q Se o Universo é finito, então Deus existe. Q Deus existe. Caso o Universo seja finito, Deus existe. Deus existir é condição necessária para o Universo ser finito. O Universo ser finito é condição suficiente para Deus existir. O Universo é finito apenas se Deus existir. Outras expressões O antecedente (P) é uma condição suficiente para o consequente. O consequente (Q) é uma condição necessária para o antecedente. P Q V F F V P ⟷ Q Bicondicional Tabela de verdade da bicondicional A bicondicional – “P se, e só se, Q” (P ⟷ Q) – é verdadeira se as proposições conectadas tiverem o mesmo valor de verdade e falsa se essas proposições tiverem valores de verdade distintos. P Albano é católico. P ⟷ Q Albano é católico se, e só se, Albano vai à missa. Q Albano vai à missa. Albano é católico se, e apenas se, Albano vai à missa. Albano ser católico é uma condição suficiente e necessária para Albano ir à missa. Se Albano é católico, então vai à missa, e vice-versa. Outras expressões V V V F F V F F Negação de condicionais Ter-se-á de mostrar que o antecedente não é uma condição suficiente para o consequente. Se pensas, então és livre. Negação: Pensas, mas não és livre. Exemplo Negação de bicondicionais Ter-se-á de mostrar que as duas proposições em causa não constituem condições necessárias e suficientes uma para a outra. Pensas se, e só se, és livre. Negação: Pensas e não és livre, ou és livre e não pensas. Exemplo Âmbito dos operadores e formalização das proposições 3 Âmbito de um operador Proposição ou proposições que esse operador afeta. P ⟶ ¬Q Dicionário: P: Deus existe. Q: O mal existe. Se Deus existe, então o mal não existe. Operador principal: condicional ¬(P ⟶ ¬Q)Não é verdadeiro que se Deus existe então o mal não existe. Operador principal: negação O operador principal é o de maior âmbito. É aquele que se aplica a toda a fórmula proposicional. Formalização de proposições Colocar as proposições na sua expressão canónica. Isolar as proposições simples que as constituem e atribuir variáveis proposicionais a cada uma (dicionário). Simbolizar ou formalizar, com linguagem lógica, a proposição complexa. Se a dor é um mal ou o desejo não é um bem, então Felismino não tem razão. Expressão canónica P: A dor é um mal. Q: O desejo é um bem. R: Felismino tem razão. Dicionário (P ∨ ¬Q) ⟶ ¬RFormalização Felismino não tem razão, se a dor é um mal ou o desejo não é um bem. Exemplo Tabelas de verdade: avaliação de formas proposicionais 4 Expressão canónica Dicionário P: Paulo escreve Q: Júlia é feliz. Formalização O método das tabelas de verdade Não é verdadeiro que se Paulo escreve então Júlia é feliz. ¬(P ⟶ R) P Q ¬(P ⟶ Q)1.º Desenhar a tabela, colocando aí as letras proposicionais e a proposição complexa. P Q ¬(P ⟶ Q)2.º Colocar na tabela os valores de verdade das proposições simples, esgotando as possibilidades. V V V F F V F F P Q V F V V¬(P ⟶ Q)3.º Calcular os valores de verdade das proposições, excetuando os do operador principal. P Q F V V F F V F V ¬(P ⟶ Q)4.º Calcular os valores de verdade do operador principal. V V V F F V F F V V V F F V F F P Q R V V V V V F V F V V F F F V V F V F F F V F F F ¬[(P ∧ Q) ∨ (R ⟷ ¬P)] F V V V F F F V V F V F V F F V F F F F V F V F F F V V V V V F F F F V F F V V V V V F F F F V Devemos começar pelos operadores de menor âmbito e ir avançando para os de âmbito maior. Os valores de verdade do operador principal são, por isso, determinados em último lugar. 1.º Podemos transcrever os valores de verdade de R para facilitar a visualização. 2.º 2.º3.º4.º Ordem do cálculo Para duas variáveis, são necessárias 4 linhas; para três, 8; para quatro, 16, etc. Proposição Dicionário P: O sol brilha. Q: Pedro corre. Formalização Tautologias Se o sol brilha e Pedro corre, então Pedro corre ou o sol brilha. (P ∧ Q) ⟶ (Q ∨ P) P Q V V V F V V F V V F V F (P ∧ Q) ⟶ (Q ∨ P) V V V F F V F F As tautologias, ou verdades lógicas, designam as proposições complexas que são sempre verdadeiras (são verdadeiras em todas as possíveis combinações de valores de verdade). Proposição Dicionário P: Lídia sorri. Q: Fialho escreve. Formalização Contradições Lídia sorri e Fialho escreve se, e só se, Fialho não escreve ou Lídia não sorri. (P ∧ Q) ⟷ (¬Q ∨ ¬P) P Q V F F F F F F V V F F F F V V F F V V V (P ∧ Q) ⟷ (¬Q ∨ ¬P) V V V F F V F F As contradições, ou falsidades lógicas, são as proposições complexas que são sempre falsas (são falsas em todas as circunstâncias possíveis). Proposição Dicionário P: Há nuvens. Q: Há chuva. Formalização Contingências Se há nuvens e chuva, então não há chuva e há nuvens. (P ∧ Q) ⟶ (¬Q ∧ P) P Q V F F F V F V V V V F V F F F F V V F F (P ∧ Q) ⟶ (¬Q ∧ P) V V V F F V F F As contingências, ou proposições indeterminadas, são proposições complexas que tanto podem ser verdadeiras como falsas. Inspetores de circunstâncias: avaliação de formas argumentativas 5 Sequências de tabelas de verdade usadas para a(s) premissa(s) e para a conclusão. Inspetores de circunstâncias Num inspetor de circunstâncias, um argumento válido é aquele em que cada linha que torne todas as premissas verdadeiras é uma linha em que a conclusão é verdadeira; não existe nenhuma linha que torne as premissas verdadeiras e a conclusão falsa. Se existir uma linha assim, o argumento é formalmente inválido. P Q V V V F F V F F P ⟶ ¬Q, Q ∴ ¬P V F F V F V V V F F F V F V V F V V F V Argumento Dicionário P: Há átomos. Q: Existe uma matéria subtil. Formalização Se há átomos, então não existe uma matéria subtil. Existe uma matéria subtil. Logo, não há átomos. P ⟶ ¬Q Q ∴ ¬P P ⟶ ¬Q Q ¬P P ⟶ ¬Q, Q ∴ ¬Pou ou Premissa 1 Premissa 2 Conclusão Avaliação de formas argumentativas – Exemplo 1 ⊨ A terceira linha exprime a única circunstância em que ambas as premissas são verdadeiras. Ora, dado que tal circunstância também torna a conclusão verdadeira, o argumento é considerado válido. Argumento Dicionário P: Platão é racionalista. Q: Kant é empirista. R: Kant é utilitarista. Formalização Platão é racionalista, ou Kant é empirista e utilitarista. Não é verdadeiro que Kant seja empirista e utilitarista. Logo, Platão é racionalista. P ∨ (Q ∧ R) ¬(Q ∧ R) ∴ P Avaliação de formas argumentativas – Exemplo 2 P Q R V V V V V F V F V V F F F V V F V F F F V F F F P ∨ (Q ∧ R), ¬(Q ∧ R) ∴ P V V V F V V V V F V F V V V F V F V V V F V F V F V V F V F F F F V F F F F F V F F F F F V F F Estamos perante um argumento válido, pois, nas circunstâncias em que as premissas são verdadeiras, a conclusão também o é. Argumento Dicionário P: Há segurança. Q: Há liberdade. R: O mundo é cruel. Formalização Se há segurança e não há liberdade, então o mundo é cruel. O mundo é cruel. Logo, há segurança e não há liberdade. (P ∧ ¬Q) ⟶ R R ∴ P ∧ ¬Q Avaliação de formas argumentativas – Exemplo 3 P Q R V V V V V F V F V V F F F V V F V F F F V F F F (P ∧ ¬Q) ⟶ R, R ∴ P ∧ ¬Q V F F V V V V F F V F F V F F V F F V V V V V V V V V V V V F F F V V V F F F V V V F F F F F F V F F F F F F F V V V V F F V F F V V F F F F V Há três circunstâncias (1.ª, 5.ª e 7.ª) em que ambas as premissas são verdadeiras e a conclusão é falsa. Logo, o argumento é formalmente inválido. Formalização (com variáveis proposicionais) As letras iniciais do alfabeto – A, B, C, etc. – são usadas para as variáveis de fórmula. Estas especificam a forma lógica de qualquer tipo de proposição (seja simples ou complexa). (P ∧ ¬Q) ⟶ ¬(R ∧ S) ¬(R ∧ S) ⟶ (T ∨ U) ∴ (P ∧ ¬Q) ⟶ (T ∨ U) Variáveis de fórmula Formalização (com variáveis de fórmula) A ⟶ B B ⟶ C ∴ A ⟶ C Exemplo Dicionário P: Há destino. Q: Deus existe. Formalização Formas de inferência válida Se há destino, então Deus existe. Há destino. Logo, Deus existe. P ⟶ Q P ∴ Q Modus ponens Exemplo Formalização Se há destino, então Deus existe. Deus não existe. Logo, não há destino. Modus tollens P ⟶ Q ¬Q ∴ ¬P Exemplo Dicionário P: Há conhecimento. Q: Há verdade. Formalização Se há conhecimento, então há verdade. Logo, se não há verdade, então não há conhecimento. Contraposição P ⟶ Q ∴ ¬Q ⟶ ¬P Se não há verdade, então não há conhecimento. Logo, se há conhecimento, então há verdade. ¬Q ⟶ ¬P ∴ P ⟶ Q Exemplo Dicionário P: Pedro caminha. Q: Pedro fala da sua vida. Formalização Pedro caminha ou fala da sua vida. Pedro não caminha. Logo, fala da sua vida. Silogismo disjuntivo P ∨ Q ¬P ∴ Q Pedro caminha ou fala da sua vida. Pedro não fala da sua vida. Logo, caminha. P ∨ Q ¬Q ∴ P Exemplo Dicionário P: Carlos corre. Q: Joana escreve. R: Filipe lê. Formalização Se Carlos corre, então Joana escreve. Se Joana escreve, então Filipe lê. Logo, se Carlos corre, então Filipe lê. . Silogismo hipotético P ⟶ Q Q ⟶ R ∴ P ⟶ R Exemplo Dicionário P: Marte é uma estrela. Q: Marte é um cometa. Formalização Não é verdadeiro que Marte é uma estrela e um cometa. Logo, Marte não é uma estrela ou não é um cometa. Lei de De Morgan: negação da conjunção ¬(P ∧ Q) ∴ ¬P ∨ ¬Q Marte não é uma estrela ou não é um cometa. Logo, não é verdadeiro que Marte é uma estrela e um cometa. ¬P ∨ ¬Q ∴ ¬(P ∧ Q) Exemplo Dicionário P: Júlio é poeta. Q: Júlio é arquiteto. Formalização Não é verdadeiro que Júlio é poeta ou arquiteto. Logo, Júlio não é poeta e não é arquiteto. Lei de De Morgan: negação da disjunção ¬(P ∨ Q) ∴ ¬P ∧ ¬Q Júlio não é poeta e não é arquiteto. Logo, não é verdadeiro que Júlio é poeta ou arquiteto. ¬P ∧ ¬Q ∴ ¬(P ∨ Q) Exemplo Dicionário P: Joana é trabalhadora. Formalização Não é verdadeiro que Joana não é trabalhadora. Logo, Joana é trabalhadora. Negaçãodupla ¬¬P ∴ P Joana é trabalhadora. Logo, não é verdadeiro que Joana não é trabalhadora. P ∴ ¬¬P Exemplo Formalização Se António tem uma biblioteca e uma família estruturada, então António é feliz e não vive aflito. Não é verdadeiro que António é feliz e não vive aflito. Logo, não é verdadeiro que António tem uma biblioteca e uma família estruturada. A configuração geral das formas de inferência válida pode ser apresentada com recurso às variáveis de fórmula (P ∧ Q) ⟶ (R ∧ ¬S) ¬(R ∧ ¬S) ∴ ¬(P ∧ Q) Dicionário P: António tem uma biblioteca. Q: António tem uma família estruturada. R: António é feliz. S: António vive aflito. A ⟶ B ¬B ∴ ¬A Modus tollens Modus tollens A ⟶ B ¬B ∴ ¬A Formas de inferência válida Modus ponens A ⟶ B A ∴ B A ∨ B ¬B ∴ A Silogismo disjuntivo A ∨ B ¬A ∴ B Silogismo hipotético A ⟶ B B ⟶ C ∴ A ⟶ C ¬B ⟶ ¬A ∴ A ⟶ B Contraposição A ⟶ B ∴ ¬B ⟶ ¬A A ⟶ B ≡ ¬B ⟶ ¬A A ∴ ¬¬A Negação dupla ¬¬A ∴ A ¬¬A ≡ A ¬A ∨ ¬B ∴ ¬(A ∧ B) Leis de De Morgan ¬(A ∧ B) ∴ ¬A ∨ ¬B ¬(A ∧ B) ≡ ¬A ∨ ¬B ¬A ∧ ¬B ∴ ¬(A ∨ B) ¬(A ∨ B) ∴ ¬A ∧ ¬B ¬(A ∨ B) ≡ ¬A ∧ ¬B Exemplo Dicionário P: Há destino. Q: Deus existe. Formalização Principais falácias formais Se há destino, então Deus existe. Deus existe. Logo, há destino. P ⟶ Q Q ∴ P Falácia da afirmação do consequente Exemplo Dicionário P: Há destino. Q: Deus existe. Formalização Se há destino, então Deus existe. Não há destino. Logo, Deus não existe. P ⟶ Q ¬P ∴ ¬Q Falácia da negação do antecedente