
論理学や数学、哲学などの関連分野では、「if and only if」(しばしば「iff」と略される)は、2 つの命題の真偽値が等しいことを述べています。これは、命題間の論理的結合子である双条件文によって言い換えられます[ 1 ]。双条件文は、両方の命題が真であるか、両方とも偽であるかの 2 つの場合に真となります。この結合子は双条件文(実質的同値性の命題)[ 2 ]であり、標準的な実質的条件文(「only if」、つまり「if ... then」に等しい)とその逆(「if」)を組み合わせたものに例えることができます。そのため、この名前が付けられています。結果として、接続された命題のいずれかが真であれば、もう一方の命題も真でなければなりません(つまり、両方の命題が真であるか、両方とも偽であるかのどちらかです)。ただし、このように定義された結合子が、英語の「if and only if」という既存の意味によって適切に表現されているかどうかは議論の余地があります。例えば、「P は Q の場合に限る」とは、 Qが真であるときはいつでもP も真であり、 Pが真となるのはQも真である場合のみであることを意味します。一方、 「P は Qの場合に限る」の場合は、 Pが真でQが偽となる他のシナリオも考えられます。
文章では、P が Q の場合にのみ成り立つという表現の代替としてよく使われるフレーズには、Q はP にとって必要十分条件である、P にとって Q であることは必要十分条件である、P は Q と同等(または実質的に同等)である(実質的含意と比較)、P は Q の場合に正確に成り立つ、Pは Qの場合に正確に成り立つ、P は Q の場合にのみ成り立つ、などがあります。[ 3 ]一部の著者は「iff」を正式な文章には不適切だと考えていますが、[ 4 ]他の著者は「境界例」と考え、その使用を容認しています。[ 5 ]論理式では、次のような論理記号が使われます。そしてこれらのフレーズの代わりに、[ 6 ]が使用されます。§表記法については 下記を参照してください。
↔⇔≡⟺ iffを表す論理記号
対応する論理記号は「「、」「、[ 6 ]および[ 10 ]および時には「iff」。これらは通常同等として扱われます。しかし、数理論理学のテキスト(特に命題論理ではなく一階述語論理に関するもの)の中には、これらを区別しているものがあり、最初のテキストでは、は論理式で記号として使用され、またはは、それらの論理式に関する推論(例えば、メタ論理)で使用されます。ルカシェヴィチのポーランド記法では、これは接頭辞記号です。[ 11 ]
論理結合子、つまり論理式における記号の別の用語は、排他的ノルムです。
TeXでは、「~の場合に限る」は長い二重矢印で表されます。コマンド\iffまたは\Longleftrightarrow. [ 12 ]
ほとんどの論理体系では、 「P iff Q」の形式の命題は、「PならばQ」と「QならばP」、または「PならばQ」と「PでないならばQでない」のいずれかを証明することによって証明されます。これらの命題のペアを証明すると、双条件文を直接推論できるような明白な条件がないため、より自然な証明につながる場合があります。別の方法としては、選言「 (PかつQ)または(PでないかつQでない)」を証明する方法があります。これは、その選言項のいずれかから直接推論できます。つまり、「iff」は真理関数であるため、PとQが両方とも真であるか、両方とも偽であることが示された場合に、「P iff Q」が導かれます。
略語「iff」の使用は、ジョン・L・ケリーの1955年の著書『General Topology』で初めて印刷物として登場した。[ 13 ]その発明はポール・ハルモスによるものとされることが多いが、彼は「私は『if and only if』の略語『iff』を発明したが、自分が本当に最初の発明者だとは信じられなかった」と書いている。[ 14 ]
「iff」がどのように発音されるべきだったのかは、やや不明瞭です。現在の慣習では、単語「iff」はほぼ常に「if and only if」という4つの単語として読まれます。しかし、General Topologyの序文で、ケリーは異なる読み方を提案しています。「数学的内容が「if and only if」を必要とし、かつ音韻的にあまり良くないものが求められる場合、私はハルモスの「iff 」を使用します」。離散数学の教科書の著者は次のように提案しています。[ 15 ]「iffを発音する必要がある場合は、人々が「if 」との違いを聞き取れるように「ff」をしっかり発音してください」。これは、「iff」が[ɪfː]と発音される可能性があることを示唆しています。
慣例として、定義は「~の場合に限る」という文で表されます。ケリーの『一般位相幾何学』などのテキストではこの慣例に従い、新しい用語の定義で「~の場合に限る」またはiffを使用しています。[ 16 ]しかし、この「~の場合に限る」の使用は比較的まれであり、定義の「if」が「~の場合に限る」という意味で解釈されるという言語的事実を見落としています。教科書、研究論文、記事(英語のウィキペディアの記事を含む)の大部分は、数学的定義が関係する場合(「位相空間は、すべての開被覆が有限部分被覆を持つ場合にコンパクトである」など)は、「if」を「~の場合に限る」と解釈するという言語的慣例に従っています。[ 17 ]さらに、再帰的定義の場合、定義の「 ~の場合に限る」部分は、述語の定義内の文が述語の外延を決定する唯一の文であることを示すメタ言語の文として解釈されます。
オイラー図は、事象、性質などの間の論理的な関係を示します。「P は Q のときのみ」、「P ならば Q」、「P→Q」はすべて、P がQ の真部分集合または偽部分集合であることを意味します。「P は Q のとき」、「Q ならば P」、「Q→P」はすべて、Q が P の真部分集合または偽部分集合であることを意味します。「P は Q のときのみ」と「Q は P のときのみ」は、集合 P と Q が互いに同一であることを意味します。
iffは論理学の分野以外でも使われます。論理学が適用される場所、特に数学的な議論においては、上記と同じ意味で使われます。つまり、「if and only if」の略で、一方の命題が他方の命題にとって必要かつ十分であることを示します。これは数学用語の一例です(ただし、前述のように、定義文ではiffよりもifの方がよく使われます)。
Xの要素はYの要素のすべてであり、かつYの要素のみである、とは、「議論領域内の任意のzについて、zがXに含まれるのは、 zがYに含まれる場合かつその場合に限る」という意味です。
ラッセルとノーヴィグは著書『人工知能:現代的アプローチ』の中で、 「データベース(または論理プログラミング)のセマンティクス」と併せてifとifを表現する方が自然な場合が多いと指摘している。彼らは英語の文「Richard has two brothers, Geoffrey and John」を例として挙げている。[ 18 ] : 282
データベースや論理プログラムでは、これは単純に2つの文で表現できます。
データベース意味論は、データベース(またはプログラム)が、特定の領域における問題解決に関連する知識のすべて、かつそれらのみを含んでいると解釈します。データベース内の文が、データベースから結論を導き出す際に考慮すべき唯一の知識を表していることをメタ言語で表現している場合にのみ、データベース意味論はそれを解釈します。
標準的な意味論を用いた一階述語論理では、同じ英語の文を、対象言語で「のみ」を解釈した「if and only if」を用いて、次のような形式で表現する必要がある。
一階述語論理の標準的な意味論と比較すると、データベースの意味論はより効率的な実装を実現している。次のような形式の文で推論する代わりに、
それは次のような形式の文を使用します。
条件から結論へ、あるいは結論から条件へ逆方向に推論すること。
データベースのセマンティクスは、法的な原則であるexpressio unius est exclusio alterius (ある事柄を明示的に言及すれば、他のすべての事柄は排除される) に類似している。さらに、それは論理プログラミングを法的文書や法的推論の表現に適用する際の基礎となる。[ 19 ]
確かに時間の節約にはなりますが、正式な文書作成にはお勧めしません。
数学の記述では一般的です
「P ならばかつその場合に限る Q」の形式の定理は、数学において非常に高く評価されています。これらは「必要かつ十分」条件と呼ばれるものを提供し、まったく同じことを言うための完全に同等で、できれば興味深い新しい方法を提供します。