没有有限模型的一阶可满足性


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从丘奇定理我们知道确定一阶可满足性通常是不确定的,但是可以使用多种技术来确定一阶可满足性。最明显的是搜索有限模型。但是,一阶逻辑中有许多语句可以证明没有有限模型。例如,单射和非单射函数在其中运行的任何域都是无限的。

在没有有限模型或未知有限模型的情况下,我们如何证明一阶语句的可满足性?在自动定理证明中,我们可以通过几种方式确定可满足性:

  1. 我们可以否定句子,并寻找矛盾。如果找到一个,我们证明该语句的一阶有效性,从而证明其可满足性。
  2. 我们将饱和度与分辨率结合使用,并且没有推断。通常,我们会有无数的推断,因此这是不可靠的。
  3. 我们可以使用强迫,它假设模型的存在以及理论的一致性。

我不知道有人将强迫作为一种自动定理证明的机械化技术来实现,而且看起来并不容易,但是我对它是否已经完成或尝试过很感兴趣,因为它被用来证明许多陈述的独立性在集合论中,它本身没有有限的模型。

是否存在其他可用于自动推理的搜索一阶可满足性的已知技术,或者有人在研究自动强制算法?


Infinox的方法可能与您的问题有关(无需回答)。这个想法是使用定理证明来证明有限模型的不存在。参见例如gupea.ub.gu.se/bitstream/2077/22058/1/gupea_2077_22058_1.pdf
selig

Answers:


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这是Brock-Nannestad和Schürmann的有趣方法:

真实的单子抽象

这个想法是通过“忘记”一些参数来尝试将一阶句子转换为单子一阶逻辑。当然翻译是不完整的:有些一致的句子在翻译后变得不一致。

但是,单子一阶逻辑是可确定的。因此,可以验证翻译是否正确F¯ 公式的 F 是一致的:

F¯

可以通过决策程序检查,并暗示

F

这意味着 F 根据完备性定理有一个模型。

这个主题可以更普遍地应用:确定问题的决定性子逻辑,然后以保留真理的方式将问题转化为问题。特别是像Z3这样的现代SMT求解器在证明带有量词的公式的可满足性方面非常出色(默认情况下Σ1个0,但在 Π20 公式)。

目前,强制似乎远远超出了自动化方法的范围。


这让我感到惊讶。我试图想象将NBG集理论转换为单子逻辑,但是我无法想象它是如此简单。我想像它已经可以作为具有有限模型的可确定的一阶理论,它对于实际的封闭领域或presburger算术已经很好地工作了,但是很难想象它可以像集合论一样具有表现力。
dezakin 2014年

使用NGB进行自动推理时,一切都很困难。请注意,本文的重点不是使用单个翻译,而是尝试许多可能的翻译以寻找模型。
科迪
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