논리학 배우기 · 비고전 논리 입문

확장된 논리학

질문의 종류가 달라질 때 논리의 도구도 달라집니다

고전 논리는 강력한 기본 체계입니다. 여기에 필연과 가능성, 시간, 여러 진리값, 구성 가능한 증명, 모순된 정보, 전제와 결론의 관련성 같은 질문을 더하면 서로 다른 확장 논리들이 등장합니다. 이번에는 각 체계가 무엇을 더 표현하려고 하는지를 중심으로 살펴봅니다.

1왜 확장할까2양상논리3시간논리4다치논리5퍼지논리6직관주의7모순허용·관련성8체계 선택
여러 논리 체계를 비교하며 연구하는 사람과 곁에서 함께 보는 작은 안경 올빼미

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어떤 질문에 어떤 논리 체계가 필요한지 큰 지도를 그릴 수 있습니다

01왜 확장할까

고전 논리의 바깥을 보는 이유

새 논리 체계는 새 질문을 정밀하게 다루기 위해 만들어집니다

가능성“반드시 그런가, 그럴 수도 있는가?”양상논리
시간“지금 참인 것이 계속 참인가?”시간논리
진리값“참·거짓 두 값으로 충분한가?”다치·퍼지논리
증명“참이라고 말하려면 구성을 보여야 하는가?”직관주의 논리
모순“서로 충돌하는 정보가 들어오면 어떻게 추론할까?”모순허용 논리
관련성“전제와 결론 사이의 연결 자체를 요구할까?”관련성 논리
‘확장’은 하나의 방향을 뜻하지 않습니다

어떤 체계는 새로운 연산자를 더하고, 어떤 체계는 진리값을 늘리며, 어떤 체계는 고전 논리에서 허용되는 추론 규칙 일부를 다르게 다룹니다.

02양상논리

‘참이다’에 필연성과 가능성을 더하기

□P는 ‘P가 필연적’, ◇P는 ‘P가 가능함’을 나타냅니다

□P필연관련된 가능한 경우들에서 P가 성립
◇P가능관련된 가능한 경우 가운데 P가 성립하는 경우가 있음
현재 세계 w₀가능 세계 w₁ · P가능 세계 w₂ · P가능 세계 w₃ · ¬P

가능한 세계 의미론에서는 현재 세계에서 어떤 세계들을 접근 가능한 경우로 볼지 정하고, 그 관계에 따라 필연성과 가능성을 평가합니다. 접근 관계의 조건을 어떻게 두는지에 따라 서로 다른 양상논리 체계가 생깁니다.

지식·믿음의무·허용시간프로그램 상태
눌러서 확인하기 · P가 실제로 참이면 □P도 자동으로 참일까요?

자동으로 따라오지 않습니다. 실제 세계에서 참인 것과 관련된 모든 가능한 경우에서 참인 것은 서로 다른 주장입니다.

03시간논리

문장의 참·거짓을 시간축 위에서 보기

시간논리는 ‘언제 참인가’를 논리식 안으로 가져옵니다

과거현재다음미래P: 예전에X: 다음에F: 언젠가
X P다음 순간에 P
F P앞으로 언젠가 P
G P앞으로 계속 P
P U QQ가 올 때까지 P

시간논리는 자연어의 시제 분석뿐 아니라 시스템이 앞으로 어떤 상태를 거쳐야 하는지, 특정 사건이 결국 일어나는지 같은 프로그램·시스템 검증에도 사용됩니다.

눌러서 확인하기 · F P와 G P는 같은 뜻일까요?

다릅니다. F P는 미래 어느 시점에 P가 한 번 이상 성립한다는 뜻이고, G P는 앞으로 이어지는 모든 시점에서 P가 성립한다는 뜻입니다.

04다치논리

참·거짓 두 값보다 많은 값을 쓰기

다치논리는 진리값의 수를 둘보다 넓힙니다

거짓 F미정 U참 T

어떤 체계는 ‘미정’, ‘알 수 없음’, ‘둘 다’, 또는 다른 해석을 가진 추가 값을 사용합니다. 중요한 점은 추가 값의 뜻과 연결사의 계산 규칙이 체계마다 다를 수 있다는 것입니다.

고전 명제논리T · F
한 삼치논리의 예T · U · F
더 일반적인 다치논리3개 이상 또는 무한한 값
눌러서 확인하기 · 세 번째 값 U는 항상 ‘절반만 참’이라는 뜻일까요?

그렇게 정해져 있지 않습니다. U를 미정·불확정·정보 부족 등으로 해석하는 체계도 있습니다. 진리값의 의미는 사용하는 논리 체계에서 확인해야 합니다.

05퍼지논리

경계가 흐린 성질을 정도로 표현하기

퍼지논리는 0과 1 사이 값을 ‘참의 정도’나 ‘소속 정도’로 해석합니다

0
0.72
1

예 어떤 온도가 ‘높다’라는 퍼지 집합에 0.72 정도로 속한다고 모델링할 수 있습니다.

퍼지 0.72

‘높다’라는 성질을 어느 정도 만족하는지 표현

확률 0.72

어떤 사건이 일어날 불확실성을 표현

퍼지논리는 다치논리의 한 계열로 볼 수 있지만, 모든 다치논리가 퍼지논리인 것은 아닙니다. 값의 해석이 핵심 차이입니다.

06직관주의

‘참’과 ‘증명 가능성’의 관계를 더 엄격하게 보기

직관주의 논리는 존재와 참을 말할 때 구성 가능한 증명을 중요하게 봅니다

고전적 형태P ∨ ¬P배중률
직관주의적 질문P의 증명 또는 ¬P의 증명을 실제로 가지고 있는가?

직관주의 논리에서는 모든 명제에 대해 배중률 P ∨ ¬P을 일반 법칙으로 사용하지 않습니다. 또한 ¬¬P → P 같은 이중 부정 제거도 일반적으로 허용되지 않습니다. 이 관점은 구성적 수학과 증명 해석에 중요한 역할을 합니다.

눌러서 확인하기 · 직관주의 논리에서 모순율도 버릴까요?

그렇지 않습니다. 직관주의 논리는 P와 ¬P를 함께 인정하는 체계가 아닙니다. 핵심 차이는 배중률과 이중 부정 제거 같은 일부 고전 원리의 일반적 사용에 있습니다.

07모순허용·관련성

모순과 함의를 더 세밀하게 다루기

모순허용 논리는 ‘폭발’을 막고, 관련성 논리는 전제와 결론의 연결을 강화합니다

모순허용 논리P, ¬P ⊬ Q

충돌하는 정보가 있어도 임의의 결론 Q까지 모두 따라오게 두지 않는 비폭발적 추론을 연구합니다.

관련성 논리A → B

함의가 성립할 때 전제 A와 결론 B 사이에 실제 관련성이 반영되도록 하는 체계를 연구합니다.

P¬P모순 정보통제된 추론 계속임의의 Q
서로 다른 문제를 다룹니다

모순허용 논리는 모순이 있을 때 무엇까지 추론할 수 있는가를, 관련성 논리는 함의에서 전제와 결론의 연결을 어떻게 요구할 것인가를 중심으로 봅니다.

08체계 선택

어떤 논리를 써야 할까?

좋은 선택은 ‘무엇을 표현하고 무엇을 보존하려는가’에서 시작합니다

질문살펴볼 체계핵심 표현
필연·가능성을 따지고 싶다양상논리□ · ◇
시간에 따른 상태를 따지고 싶다시간논리X · F · G · U
둘보다 많은 진리값이 필요하다다치논리T · U · F 등
모호한 성질의 정도를 표현한다퍼지논리[0,1]의 정도
구성 가능한 증명을 중시한다직관주의 논리구성·증명
모순된 정보 속에서도 추론한다모순허용 논리비폭발성
전제와 결론의 관련성을 요구한다관련성 논리관련 함의
체계를 바꾸면 ‘타당한 추론’의 범위도 달라질 수 있습니다

같은 식이라도 어떤 논리 체계를 채택했는지에 따라 허용되는 추론 규칙과 의미론이 달라질 수 있습니다. 문제를 풀기 전에 체계를 먼저 명시하는 이유입니다.

3문제로 마무리

확장된 논리학 핵심 확인

1. □P와 ◇P는 무엇을 구별할까요?

필연성과 가능성을 구별합니다.

2. 다치논리의 중간값과 퍼지 0.5는 항상 같은 뜻일까요?

같은 뜻으로 고정되지 않습니다. 다치논리의 값은 체계별 해석을 확인해야 하며, 퍼지논리는 값을 참이나 소속의 정도로 해석합니다.

3. 모순허용 논리의 핵심은 무엇일까요?

모순이 주어졌을 때 임의의 모든 결론이 따라오는 폭발을 막는 비폭발적 추론입니다.

관련 자료에서 더 깊이

각 논리 체계를 기존 연구 자료와 연결해 보기

확장된 논리학 완료

이제 새로운 논리 체계를 ‘어떤 질문을 풀기 위한 도구인가’로 볼 수 있습니다

필연·시간·여러 진리값·구성적 증명·모순·관련성이라는 서로 다른 문제를 비교하고, 문제의 성격에 따라 논리 체계를 선택하는 흐름을 한 번 완주했습니다.