함께 시작해 볼까요?
한 사람의 본명과 별명에서 출발해 a=k와 a≠b를 천천히 읽습니다. 다른 이름과 다른 대상의 차이, 같은 대상의 이름을 바꾸어도 되는 이유, 술어와 관계에서의 대체, 이름의 개수로 사람 수를 셀 수 없는 이유를 사례와 풀이로 익힙니다.
이름표가 네 장이면 사람도 네 명인가요?
본명과 별명이 같은 사람에게 붙어 있는 장면부터 살펴봅니다.
아라의 이름표 옆에 “작은별”이라는 이름표가 하나 더 있어요. 참가자가 한 명 더 온 건가요?
먼저 이름표가 누구를 가리키는지 확인해 보겠습니다. 이 수업의 가상 모임에서는 아라가 “작은별”이라는 별명을 씁니다. 본명으로 부를 때와 별명으로 부를 때, 대답하는 사람은 같은 아라입니다.
사람은 세 명, 사용할 이름은 네 개입니다.
이야기의 시점을 모임 당일 오후 4시로 고정합니다. 논의 영역에는 서로 다른 세 사람 아라·보라·찬우만 있습니다. 아라의 모임 별명은 작은별이며, 이 모임에서 그 별명은 아라 한 사람을 가리킵니다.
오후 4시에 아라와 찬우는 모자를 썼고 보라는 모자를 쓰지 않았습니다. P(x)는 “x는 그 시점에 모자를 쓰고 있다”라는 뜻입니다. 다른 장면이라고 밝히기 전까지 이 약속을 유지합니다.
| 기호 이름 | 뜻 약속 | 가리키는 사람 |
|---|---|---|
| a | 아라를 가리킵니다. | 아라 |
| k | 별명 “작은별”의 주인을 가리킵니다. | 아라 |
| b | 보라를 가리킵니다. | 보라 |
| c | 찬우를 가리킵니다. | 찬우 |
a와 k는 글자가 달라도, 두 글자를 따라가면 같은 아라에게 도착하네요.
그렇습니다. 이름은 우리가 사용하는 표현이고, 대상은 그 이름이 가리키는 사람이나 사물입니다. 이 장면에서 사용하는 기호 이름은 a·k·b·c 네 개이며, 영역의 사람은 세 명입니다.
처음 장면에서 a가 가리키는 사람과 k가 가리키는 사람을 각각 말해 보세요. 두 이름 때문에 아라를 두 명으로 세어야 하나요?
답과 풀이 확인하기
a도 아라를, k도 아라를 가리킵니다. 아라는 한 명으로 셉니다.
두 이름에 대응하는 대상을 확인하면 두 경우 모두 같은 사람입니다. 사람 수를 셀 때에는 같은 아라를 한 번만 셉니다. 영역에는 아라·보라·찬우 세 사람이 있습니다.
a=k는 무엇이 같다는 말인가요?
등호의 왼쪽과 오른쪽에서 각각 대상을 확인합니다.
수학에서는 =를 “같다”라고 읽었어요. 사람 이름 사이에도 쓸 수 있나요?
쓸 수 있습니다. a=k는 a가 가리키는 대상과 k가 가리키는 대상이 하나의 같은 대상이다라는 말입니다. 이렇게 같은 대상임을 나타내는 것을 동일성이라고 부릅니다.
a = k
a: 아라를 가리킵니다.
=: 양쪽이 가리키는 대상이 같은 대상이라고 말합니다.
k: 작은별이라는 별명의 주인을 가리킵니다.
이어 읽으면 “아라는 작은별이라는 별명의 주인과 같은 사람이다”입니다. 처음 장면에서 참입니다.
a와 k의 글자 모양이 다른데도 a=k가 참일 수 있군요.
네. 지금 등호로 비교하는 것은 두 이름이 가리키는 사람입니다. 모자를 쓴 사람인지, 키가 비슷한지도 묻지 않습니다. 두 이름의 주인이 바로 같은 한 사람인지 확인합니다.
| 식 | 뜻 | 처음 장면의 값 |
|---|---|---|
| a=k | 아라와 작은별의 주인은 같은 사람입니다. | 참 |
| a=b | 아라와 보라는 같은 사람입니다. | 거짓 |
| c=c | 찬우는 자기 자신과 같은 사람입니다. | 참 |
k=a를 우리말로 읽고, 처음 장면에서 참인지 판단해 보세요.
답과 풀이 확인하기
“작은별이라는 별명의 주인과 아라는 같은 사람이다.” 참입니다.
왼쪽 k의 주인은 아라이고 오른쪽 a의 주인도 아라입니다. 두 이름의 위치를 바꾸어도 같은 한 사람을 가리킨다는 사실이 유지됩니다.
다른 글자로 적은 이름은 서로 다른 사람을 뜻하나요?
이름의 모양만 보고 대상의 수를 늘리지 않습니다.
처음부터 a와 b를 썼으니 서로 다른 사람이라고 생각했어요. 다른 글자면 항상 다른 사람 아닌가요?
처음 장면의 아라와 보라는 서로 다른 사람이라고 상황에서 정했습니다. 이름의 글자가 다르다는 사실만으로 그 결론이 나오지는 않습니다. a와 k가 같은 아라를 가리키는 경우도 보았지요.
d와 e의 주인을 아직 알려 주지 않았습니다.
영역은 여전히 아라·보라·찬우 세 사람입니다. 새 문제에서는 이름 d와 e를 씁니다. 각각 영역의 한 사람을 가리키지만 누구인지는 독자에게 알려 주지 않았습니다. 아래 두 경우를 따로 비교합니다. 본문의 a·k·b·c 약속을 바꾸는 표가 아닙니다.
| 가능한 경우 | d의 주인 | e의 주인 | d=e의 값 |
|---|---|---|---|
| 같은 사람을 가리키는 경우 | 아라 | 아라 | 참 |
| 서로 다른 사람을 가리키는 경우 | 아라 | 보라 | 거짓 |
그러면 d=e인지 아직 모른다는 말과, d=e가 거짓이라는 말도 구분해야겠어요.
그렇습니다. 각 경우에서 참·거짓은 정해집니다. 지금 독자에게 주어진 정보가 어느 경우인지 결정해 주지 않는 것입니다. “다른 이름은 항상 다른 대상을 가리킨다”는 추가 약속을 고유이름 가정이라고 부르기도 합니다. 이 수업의 표준 술어논리에서는 그 약속을 자동으로 넣지 않습니다.
“d와 e라는 이름을 사용한다”는 정보만으로 d≠e를 결론 내릴 수 있나요? 위 표에서 이유를 찾아보세요.
답과 풀이 확인하기
결론 내릴 수 없습니다. d와 e가 모두 아라를 가리키는 경우가 가능합니다.
서로 다른 두 기호를 쓴다는 조건은 첫 번째 경우에서도 충족됩니다. 그런데 첫 번째 경우에는 d=e가 참입니다. 대상이 서로 다르다는 정보가 추가되어야 d≠e를 확정할 수 있습니다.
a≠b는 어떻게 읽고 확인하나요?
동일성 전체를 부정하면 두 대상이 서로 다르다는 뜻이 됩니다.
아라와 보라가 다른 사람이라는 내용은 어떤 기호로 쓰나요?
¬(a=b)로 쓸 수 있습니다. 먼저 괄호 안의 “a와 b는 같은 대상이다”를 읽고, 그 내용 전체를 부정합니다. 줄여서 a≠b라고 씁니다. ≠는 “같은 대상이 아니다”, 또는 “서로 다른 대상이다”라고 읽습니다.
a=b에 부정을 붙이고 짧게 적어 볼까요?
a=b는 “아라와 보라는 같은 사람이다”입니다.
¬(a=b)는 그 주장 전체를 부정합니다.
a≠b는 둘째 식을 짧게 적은 표현입니다. “아라와 보라는 서로 다른 사람이다”라고 읽습니다.
| 식 | 대상 확인 | 처음 장면의 값 |
|---|---|---|
| a≠b | 아라와 보라는 서로 다른 사람입니다. | 참 |
| a≠k | 양쪽 모두 아라입니다. | 거짓 |
| c=c | 양쪽 모두 찬우입니다. | 참 |
| c≠c | 찬우가 자기 자신과 다르다고 말합니다. | 거짓 |
자기 자신과 같다는 c=c는 모자를 쓰는지와 관계가 없겠네요.
네. 어떤 대상도 자기 자신과 같습니다. 그래서 a=a, k=k, b=b, c=c는 모두 참입니다. 모자의 유무는 P로 확인하는 다른 사실입니다.
처음 장면에서 ¬(a=k)는 참인가요? 괄호 안부터 읽어 보세요.
답과 풀이 확인하기
거짓입니다.
a=k는 두 이름 모두 아라를 가리키므로 참입니다. 그 참인 동일성 식 전체에 ¬를 붙였으므로 ¬(a=k)는 거짓입니다.
처음 장면에서 ¬(a≠k)는 참인가요? a≠k를 풀어서 확인해 보세요.
답과 풀이 확인하기
참입니다.
a≠k는 ¬(a=k)의 줄임말입니다. 따라서 ¬(a≠k)는 ¬¬(a=k)이고, 이중 부정을 없애면 a=k입니다. 처음 장면에서 아라와 작은별의 주인은 같은 사람입니다.
x와 y에도 같은 사람을 배정할 수 있나요?
변수 두 개를 썼을 때에도 각 자리에 배정한 대상을 살펴봅니다.
이름이 같은 사람을 가리킬 수 있다는 건 알겠어요. x와 y는 두 변수니까 서로 다른 사람이어야 하나요?
x와 y에도 같은 사람을 배정할 수 있습니다. x에 아라를 배정하고 y에도 아라를 배정해 보세요. 그 배정에서 x=y는 참입니다. x에 아라, y에 보라를 배정하면 x=y는 거짓입니다.
| x의 배정 / y의 배정 | 아라 | 보라 | 찬우 |
|---|---|---|---|
| 아라 | 참 | 거짓 | 거짓 |
| 보라 | 거짓 | 참 | 거짓 |
| 찬우 | 거짓 | 거짓 | 참 |
표의 왼쪽 위는 x도 아라, y도 아라인 경우네요. 이 칸도 정당한 배정인가요?
그렇습니다. 두 변수가 서로 다른 사람이어야 한다는 조건을 원하면 x≠y를 써서 밝혀야 합니다. 변수의 글자 수만으로 그 조건이 생기지는 않습니다.
x에 찬우를, y에도 찬우를 배정했습니다. x=y와 x≠y의 값은 각각 무엇인가요?
답과 풀이 확인하기
x=y는 참이고, x≠y는 거짓입니다.
두 자리에 배정된 대상이 같은 찬우입니다. 서로 다른 변수라는 사실은 서로 다른 사람이라는 사실을 보장하지 않습니다.
새 가상 문제의 전체 영역에 아라 한 사람만 있습니다. ∃x∃y(x=y)와 ∃x∃y(x≠y)를 각각 참이 되게 할 수 있나요?
답과 풀이 확인하기
∃x∃y(x=y)는 참이고, ∃x∃y(x≠y)는 거짓입니다.
첫 식에서는 x와 y에 모두 아라를 배정하면 됩니다. 둘째 식에서는 서로 다른 두 사람이 필요합니다. 이 새 영역에는 아라만 있으므로 그런 배정이 없습니다. 두 양화사를 썼다고 영역에 사람이 새로 생기지는 않습니다.
아라가 모자를 썼으면 작은별도 모자를 썼나요?
동일성 정보를 이용해 한 대상의 사실을 다른 이름으로 표현합니다.
처음 장면의 P(a)는 참입니다. “작은별은 모자를 쓰고 있다”도 따로 확인해야 하나요?
a와 k가 같은 사람을 가리킨다는 정보를 이미 알고 있습니다. 그러면 같은 오후 4시의 아라를 확인하고 있는 셈입니다. P(a)가 참이면 P(k)도 참입니다.
같은 아라에게 P를 적용합니다.
1. 이름을 확인합니다. a=k이므로 두 이름의 주인은 같은 아라입니다.
2. 사실을 확인합니다. P(a)는 아라가 오후 4시에 모자를 쓰고 있다는 말입니다.
3. 같은 대상을 다른 이름으로 적습니다. P(k)도 바로 그 아라가 그 시점에 모자를 쓰고 있다는 말입니다.
이름 a를 k로 바꾸어도 같은 사람에 대해 같은 사실을 말하는군요.
네. 이를 동일자의 대체라고 부릅니다. 같은 대상을 가리키는 이름으로 바꾸어 쓴다는 뜻입니다. 대상을 바꾸거나 모자의 상태를 바꾸는 행동이 아닙니다.
| 식 | 확인하는 사람 | 처음 장면의 값 |
|---|---|---|
| P(a) | 아라 | 참 |
| P(k) | 아라 | 참 |
| P(b) | 보라 | 거짓 |
| P(c) | 찬우 | 참 |
같은 대상의 이름이면, 부정문에서도 바꿀 수 있나요?
그렇습니다. a=k이면 ¬P(a)와 ¬P(k)의 값도 같습니다. 처음 장면에서는 두 식 모두 거짓입니다. 이름을 바꾸어도 같은 대상에 같은 술어를 적용하므로, 그 결과를 부정한 값도 같습니다.
처음 장면에서 P(k)가 참이라고 결론 내릴 때 필요한 두 정보를 골라 말해 보세요.
답과 풀이 확인하기
a=k라는 동일성 정보와 P(a)라는 모자 정보입니다.
P(a)만 알고 k의 주인을 모르면 P(k)를 확정할 수 없습니다. a=k만 알고 아라의 모자 상태를 모르면 P(k)를 확정할 수 없습니다. 두 정보를 함께 사용하면 같은 아라의 모자 상태를 k라는 이름으로 표현할 수 있습니다.
둘 다 모자를 썼으면 같은 사람인가요?
같은 대상을 다른 이름으로 말하는 일과, 같은 성질을 가진 두 사람을 구별합니다.
a=k이면 P(a)와 P(k)의 값이 같아요. 거꾸로 P(a)와 P(c)의 값이 같으면 a=c라고 할 수 있나요?
처음 장면을 그대로 보겠습니다. 아라와 찬우는 둘 다 모자를 썼습니다. 그래서 P(a)와 P(c)는 모두 참입니다. 하지만 영역의 약속에서 아라와 찬우는 서로 다른 사람입니다. a=c는 거짓입니다.
| 이름 | 사람 | P의 값 |
|---|---|---|
| a | 아라 | 참 |
| c | 찬우 | 참 |
“둘 다 같은 조건에 맞는다”는 정보로는 “같은 한 사람이다”까지 알 수 없군요.
그렇습니다. 같은 모자 색, 같은 나이 같은 정보를 추가해도 서로 다른 두 사람이 그 조건들을 함께 만족할 수 있습니다. 확인한 몇 가지 성질이 같다는 사실만으로 동일성을 결론 내리면 안 됩니다.
동일성에서 성질로 가는 추론을 거꾸로 돌리지 않습니다.
a=k와 P(a)가 주어지면 P(k)가 따라옵니다. 두 이름이 같은 대상을 가리키기 때문입니다.
P(a)와 P(c)가 주어졌을 때에는 서로 다른 아라와 찬우가 함께 모자를 쓴 경우를 허용합니다. 이 두 전제에서 a=c가 따라오지는 않습니다.
“P(a)와 P(c)가 모두 참이므로 a=c이다”라는 추론의 반례를 처음 장면에서 찾아보세요.
답과 풀이 확인하기
아라와 찬우가 모두 모자를 썼지만 서로 다른 사람인 처음 장면 자체가 반례입니다.
두 전제 P(a), P(c)는 모두 참입니다. 결론 a=c는 거짓입니다. 전제들을 모두 충족하면서 결론이 실패하므로 이 추론은 타당하지 않습니다.
같은 시점에 성질이 다르면 다른 사람이라고 알 수 있나요?
한 대상에 같은 술어를 적용한 값이 서로 다를 수 있는지 생각합니다.
그러면 아라는 모자를 썼고 보라는 모자를 쓰지 않았다면, 두 사람이 다르다고 알 수 있나요?
같은 시점, 같은 뜻의 P를 적용하고 있다면 알 수 있습니다. P(a)와 ¬P(b)가 모두 참인데 a=b라고 해 보겠습니다. 동일자의 대체에 따라 P(a)에서 P(b)가 따라옵니다. 그러면 P(b)와 ¬P(b)가 함께 참이어야 해서 충돌합니다.
P(a), ¬P(b)와 a=b를 함께 유지할 수 있을까요?
1. 아라는 모자를 썼습니다: P(a).
2. 보라는 모자를 쓰지 않았습니다: ¬P(b).
3. 두 이름이 같은 사람을 가리킨다고 임시로 생각하면, 1의 a를 b로 바꾸어 P(b)를 얻습니다.
4. 2와 3은 같은 사람의 같은 시점에 관한 서로 모순되는 주장입니다. 따라서 처음 두 사실이 참일 때 a=b는 성립할 수 없습니다. a≠b입니다.
아침에는 모자를 썼고 오후에는 벗은 사람도 이 방법으로 두 사람이라고 하게 되나요?
시점이 다른 두 상태는 한 사람에게 함께 가능하지요. 지금 추론은 같은 시점에 같은 뜻의 술어를 적용합니다. “오전 9시에 썼다”와 “오후 4시에 쓰지 않았다”를 서로 모순되는 P와 ¬P로 처리하면 시점 정보를 놓치게 됩니다.
처음 장면에서 P(k)와 ¬P(b)가 참입니다. k≠b가 따라오는 이유를 같은 대상이라고 생각했을 때의 문제로 설명해 보세요.
답과 풀이 확인하기
k=b라고 하면 P(k)에서 P(b)가 따라와 ¬P(b)와 충돌합니다. 따라서 k≠b입니다.
작은별의 주인이 보라와 같은 사람이라면, 같은 오후 4시의 그 사람에게 P가 참이면서 거짓이어야 합니다. 주어진 두 사실을 유지하려면 서로 다른 사람이어야 합니다.
관계의 두 자리에서도 이름을 바꿀 수 있나요?
이름은 바꾸어도 관계에서 맡은 자리와 방향은 유지합니다.
P(a)처럼 이름 자리가 하나일 때는 이해했어요. R(b,a)처럼 두 자리가 있으면 어떻게 하나요?
처음 장면에 좌석 정보를 더해 보겠습니다. 같은 오후 4시에 세 사람은 한 줄에 앉아 있으며, 왼쪽부터 보라·아라·찬우 순서입니다. R(x,y)는 “x는 y의 왼쪽에 앉아 있다”라는 뜻으로 정합니다. 바로 옆자리일 필요는 없습니다.
R(b,a)에서 두 자리의 역할을 읽습니다.
첫째 자리 b: 왼쪽에 앉은 사람인 보라입니다.
둘째 자리 a: 위치를 비교할 사람인 아라입니다.
R(b,a)는 “보라는 아라의 왼쪽에 앉아 있다”입니다. a=k이므로 둘째 자리 a를 k로 바꾸어 R(b,k)라고 해도 같은 좌석 관계를 말합니다.
| 식 | 우리말 뜻 | 처음 장면의 값 |
|---|---|---|
| R(b,a) | 보라는 아라의 왼쪽에 앉아 있습니다. | 참 |
| R(b,k) | 보라는 작은별의 왼쪽에 앉아 있습니다. | 참 |
| R(a,b) | 아라는 보라의 왼쪽에 앉아 있습니다. | 거짓 |
| R(k,b) | 작은별은 보라의 왼쪽에 앉아 있습니다. | 거짓 |
R(b,a)의 a를 k로 바꾸는 일은, 첫째 자리와 둘째 자리를 서로 바꾸는 일과 다르네요.
네. 동일성은 그 자리를 차지한 대상을 유지하게 해 줍니다. 관계의 방향을 뒤집으라는 규칙은 없습니다. R(b,a)에서 a를 k로 바꾸면 R(b,k)가 됩니다. R(k,b)는 방향이 반대인 새 주장입니다.
처음 장면에서 R(a,c)가 참입니다. a=k를 이용해 첫째 자리의 이름을 바꾸어 보세요.
답과 풀이 확인하기
R(k,c)입니다. 처음 장면에서 참입니다.
아라가 찬우의 왼쪽에 앉아 있다는 정보를 작은별이라는 이름으로 표현했습니다. 첫째 자리는 같은 아라를 가리키고 둘째 자리는 계속 찬우를 가리킵니다.
R(b,a)와 a=k를 근거로 R(k,b)를 결론 내릴 수 있나요? 처음 장면의 좌석으로 확인해 보세요.
답과 풀이 확인하기
결론 내릴 수 없습니다. R(b,a)는 참이지만 R(k,b)는 거짓입니다.
R(k,b)는 아라가 보라의 왼쪽에 앉았다는 말입니다. 주어진 좌석에서는 보라가 아라의 왼쪽입니다. 이름을 대체할 때 관계의 자리를 함께 뒤집으면 원래 정보가 보장하지 않는 내용을 만들게 됩니다.
같은 대상을 가리키는 이름을 이어서 확인할 수 있나요?
동일성의 방향을 바꾸거나 여러 이름을 연결해 봅니다.
a=k를 k=a로 읽어도 됐어요. 이런 방식에 이름이 붙어 있나요?
같음의 방향을 바꾸어도 성립하는 성질을 대칭성이라고 합니다. a와 k가 같은 아라를 가리킨다면, k와 a도 같은 아라를 가리킵니다. 두 사람 사이의 관계에서는 이런 성질이 자동으로 성립하지 않지만, 동일성에서는 성립합니다.
참가번호 7번도 아라입니다.
이 절에서는 이름 d를 “이 모임 참가번호 7번의 주인”으로 새로 정합니다. 그 주인은 아라라고 알려 주었습니다. 따라서 a=k이며 k=d입니다.
a와 k가 같은 사람을 가리키고, k와 d도 같은 사람을 가리킵니다. 세 이름은 같은 한 아라에게 연결됩니다. 따라서 a=d입니다.
중간의 k를 통해 a와 d도 같은 대상이라는 것을 알 수 있군요.
그렇습니다. 이런 연결을 추이성이라고 합니다. 이름이 이어지는 동안 대상이 같은 한 사람으로 유지되기 때문에 가능합니다. d는 이 절의 새 약속이며, 3절에서 서로 다른 가능성을 비교할 때 쓴 미확인 이름 d의 뜻을 이어받지 않습니다.
| 성질의 이름 | 읽을 내용 | 기호로 보기 |
|---|---|---|
| 자기 동일성 | 어떤 대상도 자기 자신과 같습니다. | a=a |
| 대칭성 | 두 이름의 위치를 바꾸어도 같은 대상입니다. | a=k이면 k=a |
| 추이성 | 같은 대상임을 연결할 수 있습니다. | a=k이고 k=d이면 a=d |
이 절의 a=k와 k=d가 주어졌습니다. d=a를 얻으려면 어떤 두 확인을 이어 하면 되나요?
답과 풀이 확인하기
a=k와 k=d에서 a=d를 확인한 뒤, 방향을 바꾸어 d=a를 확인합니다.
첫 단계는 세 이름이 같은 대상을 가리킨다는 연결입니다. 둘째 단계는 동일성 양쪽의 순서를 바꾸는 일입니다. 대상은 계속 같은 아라입니다.
이름을 모두 세면 영역의 크기를 알 수 있나요?
여러 이름을 가진 대상과, 기호 이름이 없는 대상을 함께 생각합니다.
처음 장면에서는 네 이름을 세면 네 개, 사람을 세면 세 명이었어요. 이름 수와 사람 수는 어떤 관계인가요?
경우에 따라 다릅니다. 한 사람이 여러 이름을 가질 수 있고, 어떤 대상은 이 문제에서 기호 이름을 받지 않을 수도 있습니다. 영역의 크기를 알려면 영역에 실제로 어떤 대상들이 있는지 확인해야 합니다.
| 영역의 대상 | 이 대상을 가리키는 기호 이름 |
|---|---|
| 아라 | a, k |
| 보라 | b |
| 찬우 | c |
세 사람의 영역에서 a와 k만 사용해 봅니다.
별도의 문제에서 영역은 아라·보라·찬우 세 사람으로 두고, 기호 이름은 a와 k만 정합니다. 두 이름 모두 아라를 가리킵니다. 모자 상태는 아라와 찬우가 쓰고 보라는 쓰지 않은 모습입니다.
이 새 문제에서 보라와 찬우에게 기호 이름을 정하지 않았어도, 두 사람은 영역에 있습니다. ∀xP(x)를 확인할 때에는 두 사람까지 살펴야 합니다.
이름을 정하지 않은 사람도 x에 배정할 수 있네요.
네. 변수와 양화사는 정해진 영역의 대상을 살펴봅니다. 기호 이름 목록에 적힌 사람만 살펴보는 것으로 범위를 줄이지 않습니다. 반대로 a와 k 두 이름을 살폈다고 두 사람을 살핀 것도 아닙니다.
이 새 문제에서 P(a)와 P(k)는 모두 참입니다. 이 정보로 ∀xP(x)를 결론 내릴 수 있나요?
답과 풀이 확인하기
결론 내릴 수 없습니다. 보라는 영역에 있으며 모자를 쓰지 않았습니다.
P(a)와 P(k)는 같은 아라의 상태를 두 이름으로 확인한 것입니다. 영역의 보라에게 x를 배정하면 P(x)가 거짓입니다. 모든 대상이 조건을 충족해야 하는 ∀xP(x)는 거짓입니다.
따옴표 속 이름의 글자도 바꾸어도 되나요?
사람에 관한 말과, 이름이라는 표현에 관한 말을 구별합니다.
아라와 작은별은 같은 사람이니, “아라라는 이름은 두 글자다”에서도 아라를 작은별로 바꾸어도 되나요?
그 문장은 이름이라는 표현 자체의 글자 수를 말합니다. 한글 음절 글자로 세면 “아라”는 두 글자이고 “작은별”은 세 글자입니다. 같은 사람을 가리키는 두 표현도 글자 수는 다를 수 있습니다.
| 문장 | 확인하는 것 | 대체를 판단하는 이유 |
|---|---|---|
| 아라는 오후 4시에 모자를 썼다. | 이름이 가리키는 사람의 상태 | 같은 사람을 가리키는 작은별로 표현해도 같은 상태입니다. |
| “아라”는 한글 음절 글자 두 개다. | 따옴표 안의 표현 | “작은별”은 세 글자이므로 표현을 바꾸면 글자 수가 달라집니다. |
그러면 사람을 대상으로 한 P와, 이름의 글자 수를 세는 문장을 같은 방식으로 다루면 안 되겠네요.
그렇습니다. 우리가 쓰는 술어논리에서는 이름이 가리키는 대상과 그 대상의 성질·관계를 정하면 식의 값이 정해집니다. 이런 방식의 논리를 외연적 논리라고 부릅니다. 지금의 P와 R은 이 방식으로 정했습니다.
“보라는 작은별이 누구인지 모른다” 같은 문장도 단순히 이름을 바꾸면 곤란할 수 있겠어요.
네. 누군가가 어떤 이름을 알고 있는지, 어떤 표현으로 생각하는지를 다루려면 그 정보까지 구별해야 합니다. 보라는 아라를 만나 본 적이 있어도 “작은별”이라는 별명을 모를 수 있습니다. 이번 편의 동일자 대체를 따옴표나 믿음에 관한 일상 문장에 적용할 때에는 무엇을 대상으로 말하는지부터 확인해야 합니다.
a=k일 때 “P(a)에서 P(k)로 바꾸기”와 “‘아라’는 두 글자다에서 ‘작은별’은 두 글자다로 바꾸기”를 비교해 보세요. 어느 쪽이 이 편의 동일자 대체에 해당하나요?
답과 풀이 확인하기
P(a)에서 P(k)로 바꾸는 쪽입니다.
P는 같은 사람의 같은 시점 모자 상태를 묻습니다. 따옴표 속 글자의 개수를 세는 문장은 두 표현 자체를 비교합니다. 사람의 동일성 정보가 이름 표현의 글자 수까지 같게 만들지는 않습니다.
모자를 쓴 사람이 없어도 이름은 대상을 가리키나요?
전체 영역이 있다는 사실과, 특정 성질을 가진 사람이 있다는 사실을 구별합니다.
a라는 이름이 있으니 P(a)도 참이어야 하나요? 이름만 있으면 어떤 성질도 있다고 보게 되나요?
이 수업의 표준 술어논리에서 각 이름은 영역의 정확히 한 대상을 가리킵니다. 하지만 그 대상이 P라는 조건을 만족하는지는 따로 확인합니다. 아라가 있다는 정보만으로 모자를 썼다는 정보를 얻을 수는 없습니다.
세 사람 모두 모자를 쓰지 않았습니다.
전체 영역은 아라·보라·찬우 세 사람이고, a와 k는 아라, b는 보라, c는 찬우를 가리킨다고 그대로 정합니다. 비교를 위해 생각한 오후 4시의 새 장면에서는 세 사람 모두 모자를 쓰지 않았습니다.
이 새 장면에서 모자를 쓴 사람의 집합은 비어 있습니다. ∃xP(x)는 거짓입니다. 그래도 a=k는 참이고, a=a도 참입니다. 이름이 가리키는 사람들은 영역에 있습니다.
모자 쓴 사람이 0명이라는 사실이 전체 영역에 사람이 없다는 뜻은 아니군요.
네. 전체 영역은 우리가 이야기하는 대상들의 모임입니다. P를 만족하는 대상들의 집합은 그 영역에서 P가 참인 대상들을 모은 것입니다. 전체 영역은 비어 있지 않다고 약속하지만, P를 만족하는 집합은 비어 있을 수 있습니다.
세 사람 모두 모자를 쓰지 않은 새 장면에서 a=k와 ∃xP(x)의 값은 각각 무엇인가요? 서로 충돌하나요?
답과 풀이 확인하기
a=k는 참이고 ∃xP(x)는 거짓입니다. 서로 충돌하지 않습니다.
a=k는 두 이름이 같은 아라를 가리킨다는 말입니다. ∃xP(x)는 모자를 쓴 사람이 있다는 말입니다. 같은 사람을 가리키는 두 이름이 있어도 그 사람을 포함해 아무도 모자를 쓰지 않을 수 있습니다.
새 이름표에서도 같은 대상을 찾아볼까요?
처음 보는 이름에 같은 확인 순서를 적용하며 다음 편의 사람 수 표현을 준비합니다.
이번에는 하나·누리·도윤의 모임입니다.
아래 연습에서는 새 영역인 서로 다른 세 사람 하나·누리·도윤만 생각합니다. 시점은 이 모임 당일 오후 2시입니다. 하나의 별명은 “푸른새”입니다. n은 하나, e는 푸른새의 주인, d는 도윤을 가리킵니다.
Q(x)는 “x는 그 시점에 가방을 들고 있다”라는 뜻입니다. 하나와 누리는 가방을 들고 있고 도윤은 들고 있지 않습니다. 앞 절들에서 사용한 이름과 술어의 뜻을 이 새 문제로 옮기지 않습니다.
| 영역의 사람 | 이 문제의 기호 이름 | 가방 상태 |
|---|---|---|
| 하나 | n, e | 들고 있습니다. |
| 누리 | 기호 이름을 정하지 않았습니다. | 들고 있습니다. |
| 도윤 | d | 들고 있지 않습니다. |
먼저 영역과 시점을 읽고, 각 이름의 주인을 확인하겠습니다. e는 하나에게 붙은 또 하나의 이름이군요.
맞습니다. 이름이 가리키는 대상을 확인한 뒤 동일성 식과 성질 식을 차례로 읽어 보세요. 연습의 답을 열기 전에 “어느 사람에게서 확인했는가”를 한 문장으로 말해 보면 좋겠습니다.
n=e와 e≠d의 값을 각각 말하고, 각 식이 가리키는 사람을 설명해 보세요.
답과 풀이 확인하기
n=e는 참이고, e≠d도 참입니다.
n과 e는 모두 하나를 가리킵니다. e는 하나를, d는 도윤을 가리키며 두 사람은 서로 다르다고 영역에서 정했습니다.
Q(n)과 n=e에서 Q(e)를 결론 내렸습니다. 그런데 “Q(n)과 Q(e)가 참이므로 가방 든 사람이 적어도 두 명이다”까지 이어도 되나요?
답과 풀이 확인하기
Q(e)는 올바르게 따라옵니다. 두 이름의 Q가 참이라는 정보만으로 적어도 두 명을 결론 내릴 수는 없습니다.
Q(n)과 Q(e)는 같은 하나의 가방 상태입니다. 실제 종합 장면에는 누리도 가방을 들고 있으므로 가방 든 사람이 두 명이지만, 그 수를 확인하려면 누리의 정보도 사용해야 합니다. 제시한 두 식만으로 두 명이 보장되지는 않습니다.
누리에게 기호 이름이 없다는 이유로 ∀xQ(x)를 검사할 때 누리를 생략해도 되나요? 또 이 종합 장면에서 ∀xQ(x)는 참인가요?
답과 풀이 확인하기
누리도 영역에 있으므로 살펴야 합니다. ∀xQ(x)는 도윤이 가방을 들지 않았으므로 거짓입니다.
양화사는 이름표의 개수가 아닌 영역의 대상들을 살펴봅니다. 하나와 누리에게 Q는 참이고 도윤에게 Q는 거짓입니다. 모든 대상이 Q를 충족하지 않으므로 전칭문은 거짓입니다.
이제 “이름이 둘 있다”와 “서로 다른 대상이 둘 있다”를 구별할 수 있습니다. 다음 편에서는 이 구별을 사용해 적어도 두 명, 많아야 한 명, 딱 한 명을 기호로 만들어 보겠습니다. 사람을 실제로 골라 보고, 필요한 조건을 하나씩 덧붙이는 방식으로 진행하겠습니다.
오늘 익힌 내용을 어떻게 설명할까요?
예시를 하나 정해서 설명해 보세요. 다시 생각해 보고 싶은 질문도 함께 적을 수 있습니다.
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참고한 논리학 자료
4개 자료개념의 정의와 기호의 뜻을 아래 자료로 확인했습니다. 대화와 생활 예시는 학습을 위해 작성했습니다.
01Open Logic Project, 《forall x: Calgary》(포 올 엑스: 캘거리) 23장 · Building blocks of FOL(일차논리의 구성 요소)
23.2절과 23.5~23.6절에서 각 이름의 지시 대상, 여러 이름이 같은 대상을 가리키는 가능성, 이름 없는 대상, 비어 있지 않은 영역의 약속을 확인했습니다. 이름표와 모자 사례는 이 편을 위해 구성했습니다.
원문 확인02Open Logic Project, 《forall x: Calgary》 26장 · Identity(동일성)
26.1절의 동일성 기호와 동일성의 부정을 확인했습니다. a=k와 a≠b를 같은 모임의 사람과 이름에 대응해 설명했습니다.
원문 확인03Open Logic Project, 《forall x: Calgary》 39장 · Rules for identity(동일성의 규칙)
동일성 도입·제거, 이름의 한 자리 또는 여러 자리 대체, 대칭성과 추이성 설명을 확인했습니다. 이번 편은 의미와 사례를 먼저 익히며, 정식 자연연역 증명 형식은 후속 회차에서 다룹니다.
원문 확인04Open Logic Project, 《forall x: Calgary》 30장 · Extensionality(외연성)
30.1절의 외연적 언어 설명과 30.4절의 동일성 의미론을 확인했습니다. 사람에 관한 술어와 이름 표현 자체에 관한 말을 나누고, 동일자 대체의 적용 범위를 설명했습니다. 인용과 별명 인식 사례는 이 편에서 구성했습니다.
원문 확인중급 논리학 · 제8편
두 이름이 같은 대상을 가리킬 수 있나요?