数学の哲学において、論理主義とは、「論理」の何らかの首尾一貫した意味において、数学は論理の拡張である、数学の一部または全部は論理に還元可能である、あるいは数学の一部または全部は論理でモデル化できる、という一つまたは複数の命題を含む学派である。[ 1 ]バートランド・ラッセルとアルフレッド・ノース・ホワイトヘッドは、ゴットロープ・フレーゲによって始められ、その後リヒャルト・デデキントとジュゼッペ・ペアノによって発展させられたこのプログラムを擁護した。
デデキントの論理主義への道は、特定の有理数の集合を用いて実数を特徴づける公理を満たすモデルを構築できたときに転換点を迎えた。このことや関連する考えから、彼は算術、代数、解析学は自然数とクラスの「論理」に還元できると確信するに至った。さらに、1872年までに彼は自然数自体が集合と写像に還元できるという結論に達した。他の論理学者、中でも特にフレーゲも、1872年に発表された実数に関する新しい理論に影響を受けていた可能性が高い。
フレーゲが『算術の基本法則』以降に展開した論理主義プログラムの哲学的動機は、当時の自然数に関する既存の説明の認識論的および存在論的な前提に対する彼の不満と、カントが自然数に関する真理を総合的アプリオリ真理の例として用いたのは誤りであるという彼の確信に一部起因していた。
これにより、デデキントとフレーゲを主要な提唱者として、論理主義の拡大期が始まった。しかし、この論理主義プログラムの初期段階は、集合論の古典的なパラドックス(カントールの1896年、ツェルメロとラッセルの1900~1901年)の発見によって危機に陥った。フレーゲは、ラッセルが『算術の基本法則』で示されたフレーゲの体系の矛盾を指摘するパラドックスを認識し、それを公表した後、このプロジェクトを断念した。なお、素朴な集合論もこの困難を抱えている。
一方、ラッセルは1903年にジュゼッペ・ペアノの幾何学学派のパラドックスと発展を用いて『数学原理』を著した。彼は幾何学と集合論における原始概念と関係の計算を扱ったため、この著作は論理主義の発展における分水嶺となった。論理主義の主張の証拠は、ラッセルとホワイトヘッドが『プリンキピア・マテマティカ』にまとめた。[ 2 ]
今日では、現存する数学の大部分は、ツェルメロ=フレンケル集合論(またはその拡張ZFC )の公理など、少数の非論理的な公理から論理的に導出できると考えられており、これらの公理からは今のところ矛盾は生じていない。このように、論理主義プログラムの要素は有効であることが証明されたが、その過程で、クラス、集合、写像の理論、およびヘンキン意味論以外の高階論理は、クワインの後期の思想の影響もあって、本質的に非論理的なものとみなされるようになった。
クルト・ゲーデルの不完全性定理は、自然数のペアノ公理を導出できる形式体系(例えば、 PMにおけるラッセルの体系)は、その体系のすべての整形式文を決定できないことを示している。[ 3 ]この結果は、デイヴィッド・ヒルベルトの数学の基礎に関するプログラムに損害を与えた。そのプログラムでは、 PMのような「無限」理論が有限理論から矛盾なく成り立つことを証明し、 「無限の方法」に不安を感じている人々が、その使用によって矛盾が導出されることはないと確信できるようにすることを目的としていた。ゲーデルの結果は、論理主義の立場を維持しながら、古典数学をできるだけ多く保持するためには、論理の一部として何らかの無限の公理を受け入れなければならないことを示唆している。表面的には、これは論理主義プログラムにも損害を与えるが、それは「無限の方法」についてすでに疑念を抱いている人々に限られる。それにもかかわらず、ゲーデルの定理が発表されて以来、論理主義とヒルベルトの有限主義の両方から派生する立場が提唱され続けている。
論理主義から派生したプログラムが依然として有効であるという主張の一つは、不完全性定理が「他の定理と同様に論理で証明できる」という点にあるかもしれない。しかし、この主張は一階述語論理の定理と高階述語論理の定理の区別を認めていないように思われる。前者は有限的方法を用いて証明できるが、後者は一般に証明できない。 タルスキの定義不可能性定理は、ゲーデル数化は構文的構成要素の証明には使用できるが、意味的主張の証明には使用できないことを示している。したがって、論理主義が依然として有効なプログラムであるという主張は、自然数の存在と性質に基づく証明体系が、特定の形式体系に基づく証明体系よりも説得力に欠けるという立場を取ることを余儀なくさせる可能性がある。[ 4 ]
論理主義は、特にフレーゲがラッセルやウィトゲンシュタイン[ 5 ] 、そして後にダメットに与えた影響を通して、20世紀の分析哲学の発展に大きく貢献した。
アイヴァー・グラッタン=ギネスは、フランス語の「Logistique」という言葉は「1904年の国際哲学会議でクチュラらが導入し、それ以降ラッセルらが様々な言語に適した形で使用した」と述べている(GG 2000:501)。
ラッセルによるこの言葉の最初の(そして唯一の)使用例は、1919年の著作に見られる。「ラッセルはフレーゲに何度か言及し、彼を『数学を論理化することに最初に成功した人物』として紹介した( 7ページ)。この誤解(ラッセルは数学における算術の役割に関する自身の見解を説明することで、この誤解を部分的に是正した)はさておき、この箇所は彼が引用符で囲んだ言葉が注目に値するが、引用符の存在は緊張を示唆しており、彼はこの言葉を二度と使用しなかったため、『論理主義』は1920年代後半まで出現しなかった」(GG 2002:434)。[ 6 ]
ルドルフ・カルナップ(1929年)とほぼ同時期に、しかし明らかに独立して、フランケル(1928年)は次のように述べている。「彼は特にコメントすることなく、ホワイトヘッド/ラッセルの立場を特徴づけるために『論理主義』という名称を用いた(244ページの章のタイトル、263ページの説明)」(GG 2002:269)。カルナップは「Logistik」という少し異なる言葉を用いた。ベーマンはカルナップの原稿でのその使用について苦情を申し立てたため、カルナップは「Logizismus」という言葉を提案したが、最終的には「Logistik」という言葉に固執した(GG 2002:501)。最終的に「その普及は主に1930年以降のカルナップによるものであった」(GG 2000:502)。
論理主義の明白な意図は、数学のすべてを記号論理(フレーゲ、デデキント、ペアノ、ラッセル)から導き出すことである。算術概念を用いる代数論理(ブール論理)とは対照的に、記号論理は非常に少ない記号(非算術記号)から始まり、「思考の法則」を体現する少数の「論理的」公理と、記号の組み立て方や操作方法を規定する推論規則(例えば、代入とモーダス・ポネンス(つまり、[1] AはB を実質的に含意し、[2] AからBを導き出すことができる))から始まる。論理主義はまた、フレーゲの基礎研究から、自然言語の命題を「主語|述語」から命題の「原子」または「一般化」の「引数|関数」に還元するという手法を採用している。「すべて」、「いくつか」、「クラス」(集合、集合体)、「関係」といった概念である。
自然数とその性質の論理主義的導出においては、数の「直観」が公理として、あるいは偶然に「紛れ込む」ことはあってはならない。目標は、数え数から実数へと、数学のすべてを、選ばれた「思考法則」のみから導出することであり、「前」と「後」や「少ない」と「多い」、あるいは「後継者」と「前任者」といった暗黙の前提は一切用いない。ゲーデル(1944)は、ラッセルの論理主義的「構成」を、直観主義と形式主義(「ヒルベルト学派」)の基礎体系における「構成」と比較し、次のように要約している。「これらの学派はいずれも、数学的直観に基づいて構成を行っているが、その直観を避けることがラッセルの構成主義の主要な目的の一つである」(ゲーデル(1944)『著作集』 1990年:119)。
ゲーデル(1944年)は、ライプニッツの『普遍特性論』からフレーゲ、ペアノを経てラッセルに至るまでの歴史的背景を次のように要約している。「フレーゲは主に思考の分析に関心を持ち、まず純粋論理から算術を導出するために微積分を用いた」のに対し、ペアノは「数学における応用により関心を持っていた」。しかし、「ごく少数の論理概念と公理から数学の大部分を実際に導出するという新しい方法が十分に活用されたのは、ラッセルの『プリンキピア・マテマティカ』においてのみであった。さらに、この若い学問は、関係の抽象理論という新しい道具によって豊かになった」(120-121頁)。
クリーネ(1952)は次のように述べている。「ライプニッツ(1666)は、論理学を他のすべての科学の根底にある思想と原理を含む科学として初めて構想した。デデキント(1888)とフレーゲ(1884、1893、1903)は数学的概念を論理的概念で定義することに取り組み、ペアノ(1889、1894~1908)は数学的定理を論理的記号で表現することに取り組んだ」( 43ページ)。前の段落では、ラッセルとホワイトヘッドを「論理主義学派」の代表例として挙げ、他の2つの「基礎的」学派は直観主義学派と「形式主義または公理学派」であるとしている( 43ページ)。
フレーゲは1879年の著書『概念書』の序文で、自身の意図を次のように述べている。彼はまず算術について考察することから始めた。算術は「論理」から派生したものなのか、それとも「経験的事実」から派生したものなのか?
まず、あらゆる個別的な事柄を超越する思考法則のみを頼りに、推論のみによって算術をどこまで進めることができるのかを確かめる必要がありました。最初のステップは、順序付けの概念を論理的帰結の概念に還元し、そこから数の概念へと進むことでした。直感的なものが気づかれずに入り込むのを防ぐため、推論の連鎖に抜け漏れがないようあらゆる努力を払わなければなりませんでした。言語の不十分さが障害となりました。どんなに扱いにくい表現でも受け入れる用意はありましたが、関係が複雑になるにつれて、目的が要求する精度を達成することがますます困難になりました。この欠点が、現在の表意文字の着想につながりました。したがって、表意文字の第一の目的は、推論の連鎖の妥当性を最も確実に検証する方法を提供し、気づかれずに入り込もうとするあらゆる前提を指摘することです。
— Frege 1879、van Heijenoort 1967:5
デデキントは1887年、著書『数の本質と意味』初版の序文で、自身の意図を次のように述べている。「最も単純な科学の基礎、すなわち論理学のうち数の理論を扱う部分」において、適切な議論がなされていないと彼は考えていた。「証明可能なものは、証明なしに受け入れるべきではない」。
論理学の一部として算術(代数、解析)について語るとき、私は数の概念を空間と時間の直観の概念とは完全に独立したものとみなし、思考の法則から直接生じる結果であると考えていることを示唆している。…数は人間の心の自由な創造物であり、…純粋に論理的なプロセスによって数の科学を構築することによってのみ、私たちは空間と時間の概念を、私たちの心の中で創造されたこの数領域と関連付けることによって、正確に調査する準備が整うのである。
—デデキント 1887年(ドーバー社再版 1963年:31)
ペアノは1889年の著書『算術の原理』の序文で、自身の意図を次のように述べている。
数学の基礎に関わる問題は、近年多くの研究者によって取り上げられてきたものの、いまだに満足のいく解決策は得られていない。その難しさの主な原因は、言語の曖昧さにある。
だからこそ、私たちが使う言葉そのものを注意深く吟味することが極めて重要なのです。私の目標は、まさにこの吟味を行うことでした。
—ペアノ 1889、ファン・ハイエノールト 1967:85
ラッセルは1903年の著書『数学原理』の序文で、自身の意図を次のように述べている。
本研究には二つの主要な目的がある。一つは、純粋数学はすべて、ごく少数の基本的な論理概念によって定義可能な概念のみを扱い、そのすべての命題はごく少数の基本的な論理原理から演繹可能であることを証明することである。
—序文 1903:vi
本書の起源について少し述べておけば、ここで議論されている問題の重要性がお分かりいただけるでしょう。約6年前、私は力学の哲学の研究を始めました。 …[「空間の関係理論」における加速度と絶対運動という2つの問題から]、幾何学の原理の再検討へと導かれ、そこから連続性と無限の哲学へと進み、そして「任意の」という言葉の意味を探求する目的で記号論理学へと至りました。
—序文 1903:vi-vii
デデキントとフレーゲの認識論はラッセルの認識論ほど明確に定義されていないように見えるが、両者とも単純な命題(通常は信念)に関する慣習的な「思考の法則」をアプリオリに受け入れているように見える。これらの法則は、一般化Rによって結び付けられた個体xとyの間のクラスと関係(例: x R y)の理論で拡張されれば、それ自体で十分であろう。
デデキントの議論は「1. 以下では、私は物事を、我々の思考のあらゆる対象と理解する」という言葉で始まる。我々人間は、心の中にあるこれらの「物事」について議論するために記号を用いる。「物事は、それに関して断言または思考できるすべてのものによって完全に決定される」(44頁)。続く段落で、デデキントは「システムSとは何か。それは、関連する要素(物事) a、b、cの集合体、多様体、全体である」と論じる。そして、「そのようなシステムSは、我々の思考の対象として、同様に物事(1)である。それは、あらゆる物事に関して、それがSの要素であるか否かが決定されるときに、完全に決定される」と主張する(45頁 、強調追加)。*は、彼が次のように述べている脚注を示す。
クロネッカーはつい最近(クレレのジャーナル、第99巻、334~336ページ)、数学における概念の自由な形成に一定の制限を課そうと試みたが、私はそれが正当化されるとは思わない。
— 45ページ
実際、彼はクロネッカーが「これらの制限の必要性、あるいは単なる便宜性についての理由を公表する」のを待っている(45ページ)。
「神が整数を作ったのであり、それ以外はすべて人間の仕事である」[ 7 ]という主張で有名なクロネッカーには、ヒルベルトをはじめとする敵がいた。ヒルベルトはクロネッカーを「整数とその本質的な性質を教義として受け入れ、振り返ることをしない点で独断論者」 [ 8 ]と呼び、彼の極端な構成主義的立場をブロウワーの直観主義と同一視し、両者を「主観主義」だと非難した。「恣意性、感情、習慣から私たちを解放し、クロネッカーの見解にすでに現れており、私には直観主義でその頂点に達しているように思える主観主義から私たちを守ることは、科学の課題の一部である」[ 9 ] 。ヒルベルトはさらに、「数学は前提のない科学である。それを確立するために、クロネッカーのように神を必要としない」と述べている(479ページ)。
ラッセルのリアリズムは、ヨーロッパの合理主義とイギリスの経験主義から一部を借用しつつ、イギリスの観念論に対する解毒剤として機能した。[ 10 ]まず、「ラッセルは、普遍と物質的対象という2つの重要な問題についてリアリストであった」(ラッセル 1912:xi)。ラッセルにとって、テーブルは観察者であるラッセルとは独立して存在する実在のものである。合理主義はアプリオリな知識の概念をもたらし、 [ 12 ]経験主義は経験的知識(経験からの帰納)の役割をもたらす。[ 13 ]ラッセルは「アプリオリ」な知識の考えをカントに帰するが、カントに対して「致命的」とみなす反論を提示する。「(世界の)事実は常に論理と算術に適合しなければならない。論理と算術が我々によってもたらされたと言うことは、このことを説明するものではない」(1912:87)。ラッセルは、我々が持つアプリオリな知識は「物事に関するものであり、単なる思考に関するものではない」と結論づけている(1912:89)。そしてこの点において、ラッセルの認識論は、「数は人間の精神の自由な創造物である」というデデキントの信念(デデキント 1887:31)とは異なっているように思われる。[ 14 ]
しかし、生得的なものに関する彼の認識論(彼は論理原理に適用する場合、アプリオリという言葉を好む。1912:74参照)は複雑である。彼はプラトンの「普遍」を強く、明確に支持し(1912:91-118参照)、真偽は「外にある」と結論づけるだろう。心は信念を作り出し、信念を真にするのは事実であり、「この事実は(例外的な場合を除いて)信念を持つ人の心とは関係がない」(1912:130)。
ラッセルはこれらの認識論的概念をどこから得たのでしょうか?彼は1903年の著書『数学原理』の序文でそれを説明しています。注目すべきは、彼が「エミリーはウサギである」という信念は存在しないと主張しているにもかかわらず、この存在しない命題の真偽は、いかなる認識する精神にも依存しないということです。もしエミリーが本当にウサギであるならば、この真実の事実は、ラッセルや他のいかなる精神が生きているか死んでいるかに関わらず存在し、エミリーとウサギであることの関係は「究極的」なのです。
哲学の根本的な問題に関して、私の立場は、その主要な特徴すべてにおいて、GE ムーア氏に由来しています。私は彼から、命題の非存在性(たまたま存在を主張するものを除く)と、それらが認識する精神から独立していることを受け入れました。また、存在者の世界と実体の世界の両方を、無限の数の相互に独立した実体から構成されるものとみなす多元主義も受け入れました。これらの実体間の関係は究極的であり、それらの項やそれらが構成する全体の形容詞に還元することはできません。…私が思うに、先に述べた教義は、数学の哲学において、たとえ多少満足できるものであっても、全く不可欠なものであり、次のページでそれが明らかになることを願っています。…形式的には、私の前提は単に仮定されているだけですが、現在の哲学のほとんどがそうではないのに、数学が真であるという事実は、確かに私の前提を支持する強力な論拠となります。
—序文 1903:viii
1902年、ラッセルはフレーゲの『算術の基本法則』に、フレーゲの基本法則Vから派生した「悪循環」(ラッセルのパラドックス)を発見し、1903年の著書『数学原理』ではそれを繰り返さないと決意した。土壇場で追加された2つの付録で、彼は28ページを費やして、フレーゲの理論と自身の理論を対比させた詳細な分析と、パラドックスの解決策を提示した。しかし、彼はその結果に楽観的ではなかった。
クラスという概念に関しては、正直に言って、クラスという概念に必要な条件を満たす概念を私は見出すことができませんでした。そして、第10章で論じた矛盾は、何かが間違っていることを示していますが、それが何なのかは、今のところ私には分かりません。
—ラッセル著『1903年』序文:vi
ゲーデルは1944年の著書の中で、1903年の若きラッセル(「私の前提は数学が真であることを許容する」)には同意しないだろうが、おそらく上記のラッセルの発言(「何かがおかしい」)には同意するだろう。ラッセルの理論は数学の満足のいく基礎に到達できなかった。その結果は「本質的に否定的であり、つまり、このように導入されたクラスと概念は、数学の使用に必要なすべての特性を備えていない」(ゲーデル 1944:132)ということになる。
ラッセルはどのようにしてこのような状況に至ったのだろうか。ゲーデルは、ラッセルが意外な「現実主義者」でありながら、一風変わったところがあると指摘している。彼はラッセルの1919年の発言「論理学は動物学と同様に現実世界に関心を寄せている」(ゲーデル 1944:120)を引用している。しかし、ゲーデルは「彼が具体的な問題に取り組み始めると、分析対象(例えばクラスや命題)はすぐに大部分が『論理的虚構』に変わってしまう。つまり、我々がそれらを直接知覚できないということだけを意味する」(ゲーデル 1944:120)と指摘している。
ラッセルの論理主義に関する考察の中で、ペリーはラッセルが極端、中程度、構成的という3つの実在論の段階を経たと述べている(ペリー 1997:xxv)。1903年には極端の段階にあり、1905年には中程度の段階に入る。数年後には、次の著書『外界の知識』( 1914年)で「世界の基本的な構成要素としての物理的または物質的な対象を排除し、感覚データからそれらを構築しようと試みる」ことになる(ペリー 1997:xxvi)。
ゲーデル(1944年)が「名目論的構成主義…むしろ虚構主義と呼ぶべきもの」と呼ぶであろうこれらの構成は、ラッセルの「より急進的なアイデア、無階級理論」( 125ページ)から派生したものである。
詳しくは、下記の「批評」セクションをご覧ください。
フレーゲとデデキントの論理主義はラッセルの論理主義と似ているが、細部に違いがある(下記の「批判」を参照)。全体として、論理主義による自然数の導出は、例えばツェルメロの集合論の公理(「Z」)からの導出とは異なる。Zからの導出では、「数」の定義の一つに、その体系の公理であるペアリングの公理が用いられ、「順序対」の定義につながるのに対し、様々な論理主義の公理体系には、自然数の導出を可能にする明示的な数の公理は存在しない。いずれにせよ、集合論の公理体系によって、数の定義を導出するために必要な公理が異なる場合があることに注意されたい。例えば、ZFとZFCでは、ペアリングの公理、ひいては順序対の概念は、無限公理と置換公理図式から導出可能であり、フォン・ノイマン数の定義に必要である(ただしツェルメロ数には必要ない)。一方、 NFUでは、フレーゲ数は基本法典における導出と同様の方法で導出できる。
『プリンキピア』は、その前身である『基本法則』と同様に、「クラス」、「命題関数」、特に「類似性」(「等数性」:集合の要素を1対1に対応させる)および「順序付け」(「後継者」関係を用いて等数性のクラスの集合を順序付ける)といった原始命題から数の構築を始める。[ 15 ]この論理的導出では、このように構築された基数を 自然数と同一視し、これらの数はすべて同じ「型」、つまりクラスのクラスとして終わる。一方、フォン・ノイマン数やツェルメロ数など、いくつかの集合論的構築では、各数はその前身を部分集合として持つ。クリーネは次のように述べている。(クリーネの仮定(1)と(2)は、nが性質Pを持つとき、0は性質Pを持ち、n + 1も性質Pを持つと述べている。)
ここでの見解は、[クロネッカー]の「神が整数を作った」という格言とペアノの数と数学的帰納法の公理とは全く異なり、自然数列の直観的な概念を前提とし、自然数の特定の性質Pが(1)と(2)を満たすように与えられた場合、任意の自然数は性質Pを持たなければならないという原理をそこから導き出した。
—クリーネ 1952:44
論理主義プログラムにおいて自然数の構成が重要視されるのは、ラッセルの「すべての伝統的な純粋数学が自然数から導き出せるというのは、長い間疑われてはいたものの、比較的最近の発見である」(1919:4)という主張に基づいている。実数の導出の一つは、有理数上のデデキント切断の理論から導き出され、有理数は自然数から導き出される。この方法の例は有用ではあるが、まず自然数の導出に依拠している。したがって、論理主義による自然数の導出に哲学的な困難が生じた場合、これらの問題が解決されるまでプログラムは停止すべきである(下記の「批判」を参照)。
自然数を構成する試みの一つは、ベルネイズ(1930~1931年)によって要約されている。[ 16 ]しかし、ベルネイズの要約は詳細が不完全なため、それを用いるのではなく、ラッセルの構成をいくつかの有限の例を取り入れて言い換える試みを以下に示す。
ラッセルにとって、集合(クラス)とは、固有名詞によって特定される「事物」の集合であり、命題(事物に関する事実の主張)の結果として生じるものである。ラッセルはこの一般的な概念を分析した。彼はまず文中の「項」から始め、それを次のように分析した。
ラッセルにとって、「用語」とは「物」か「概念」のどちらかである。
思考の対象となりうるもの、真偽を問わずあらゆる命題に現れるもの、あるいは一つとして数えられるものすべてを、私は「項」と呼ぶ。これは哲学用語の中で最も広い意味を持つ言葉である。私はこれと同義語として、「単位」「個体」「実体」という言葉を用いる。最初の二つは、すべての項が一つであることを強調し、三つ目は、すべての項が何らかの意味で存在、すなわち実体であるという事実から派生している。人間、瞬間、数、クラス、関係、キメラ、その他言及できるものはすべて、必ず項である。そして、ある物事が項であることを否定することは、常に誤りであるに違いない。
—ラッセル 1903:43
用語には、それぞれ「事物」と「概念」と呼ぶ2種類を区別することができる。前者は固有名詞によって示される用語であり、後者はその他のすべての単語によって示される用語である。概念についても、少なくとも2種類を区別する必要がある。すなわち、形容詞によって示されるものと動詞によって示されるものである。
— 1903:44
前者は述語またはクラス概念と呼ばれることが多く、後者は常に、あるいはほぼ常に関係である。
— 1903:44
命題の項とは、その命題の中に現れる項であって、その命題が対象とする主題とみなせるものを指す。命題の項の特徴は、それらの項のどれを他のものに置き換えても、命題としての命題が失われないということである。したがって、「ソクラテスは人間である」は項が一つしかない命題であると言える。命題の残りの構成要素のうち、一つは動詞、もう一つは述語である。……つまり、述語とは、動詞以外の概念であり、項または主題が一つしかない命題の中に現れるものである。
— 1903:45
例えば、ある人が物体を指さして「目の前にあるこの物体は『エミリー』という名前で、女性である」と言ったとしましょう。これは命題であり、話し手の信念の主張であり、外界の「事実」と照らし合わせて検証されるべきものです。「心は真偽を創造するのではなく、信念を創造するのです…信念を真にするのは事実であり、この事実は(例外的な場合を除いて)信念を持つ人の心とは何ら関係がありません」(1912:13)。
ラッセルが発言を調査し、「事実」との照合を行った結果、エミリーがウサギであると判明した場合、彼の発言は「偽」とみなされます。一方、エミリーが女性人間(ラッセルがプラトンに関するディオゲネス・ラエルティオスの逸話に倣って好んで使う「羽のない二足歩行動物」 )である場合、彼の発言は「真実」とみなされます。
クラスは、クラス概念とは対照的に、与えられた述語を持つすべての項の総和または連言である」(1903年、55頁)。クラスは、外延(そのメンバーを列挙すること)または内包、すなわち「 xはuである」または「xはvである」 のような「命題関数」によって指定することができる。しかし、「外延を純粋に扱うと、クラスはその項の列挙によって定義され、この方法では記号論理学のように無限クラスを扱うことはできない。したがって、一般にクラスは概念によって示される対象とみなされなければならず、この点で内包の観点が不可欠である。」
— 1909年、 66ページ
一般的な用語と区別されるクラス概念の特徴は、「xはuである」が命題関数となるのは、uがクラス概念である場合に限る、という点である。
— 1903:56
71. クラスは外延的にも内包的にも定義できる。つまり、クラスである対象の種類、あるいはクラスを表す概念の種類を定義できる。これが、この文脈における外延と内包の対立の正確な意味である。しかし、一般的な概念はこのように二重に定義できるものの、特定のクラスは、有限である場合を除き、内包的にしか定義できない。すなわち、論理的に、このような概念によって表される対象として定義される 。外延的な定義は無限クラスにも同様に適用できると思われるが、実際には、それを試みたとしても、死神は我々の称賛に値する努力が目的を達成する前にそれを打ち砕いてしまうだろう。
— 1903:69
『プリンキピア』では、自然数は、あらゆる実体の集合について主張できるすべての命題から導き出される。ラッセルは、以下の2番目の(斜体で示された)文でこの点を明確にしている。
第一に、数そのものは無限の集合を形成するため、列挙によって定義することはできません。第二に、与えられた数の項を持つ集合自体が、おそらく無限の集合を形成していると考えられます。例えば、世界には無限のトリオの集合が存在すると考えられます。そうでなければ、世界にあるものの総数は有限となり、それは可能ではあるものの、ありそうにないからです。第三に、無限の数が可能となるように「数」を定義したいと考えます。そのため、無限の集合における項の数について語ることができなければならず、そのような集合は内包、すなわちすべての要素に共通し、かつそれらに固有の性質によって定義されなければなりません。
— 1919年:13
例として、次の有限な例を考えてみましょう。ある通りに12世帯の家族がいるとします。子供がいる世帯もあれば、いない世帯もあります。これらの世帯の子供の名前について議論するには、「childnameは家族 F nの子供の名前である」と主張する 12 個の命題を、名前が F1、F2、...、F12 である特定の通りの世帯の集合に適用する必要があります。12 個の命題のそれぞれは、「引数」childname が特定の世帯の子供に適用されるかどうかに関係しています。子供の名前 ( childname ) は、命題関数f ( x ) のxと考えることができます。ここで、関数は「名前が F n の家族における子供の名前」です。[ 17 ]
前述の例は、有限個の家族からなる有限の通り上の有限命題関数「家族 F n 'の子供たちの名前」に関して有限であるのに対し、ラッセルは明らかに、無限領域に広がるすべての命題関数に以下を拡張し、すべての数の作成を可能にすることを意図していた。
クリーネは、ラッセルが非述語的な定義を提示しており、それを解決しなければラッセルのパラドックスのようなものを導き出す危険があると考えている。「ここでは、自然数列の定義に先立って、論理学に存在する基数のすべての性質の総体を前提とする」(クリーネ 1952:44)。この問題は、ここで提示された有限の例においても、ラッセルが単位クラスを扱う際に現れる(ラッセル 1903:517参照)。
「クラス」とは一体何なのか、あるいは何であるべきなのかという疑問が生じる。デデキントとフレーゲにとって、クラスとはそれ自体で独立した実体であり、ある命題関数Fを満たすすべての実体xと同一視できる「統一体」である。(この象徴はラッセルにも登場し、フレーゲに帰せられている。「関数の本質は、x を取り除いた後に残るものである。つまり、上記の例では 2( ) 3 + ( ) である。引数x は関数には属さないが、両者が合わさって全体を構成している(同書、6 ページ [すなわち、フレーゲの 1891 年『関数と概念』])」(ラッセル 1903:505)。)例えば、特定の「統一体」に名前を付けることができる。家族 Fα に、アニー、バービー、チャールズという名前の子供がいるとしよう。
集合またはクラスを対象とするこの概念を制限なく用いると、ラッセルのパラドックスが生じます。非述語的定義については後述します。ラッセルの解決策は、クラスの概念を命題を満たす要素のみと定義することでした。彼の主張は、引数x は、関数によって作成された命題関数、すなわち「クラス」には属さないというものです。クラス自体はそれ自体で単一の対象とみなされるべきではなく、有用な虚構としてのみ存在します。「我々は、事物のクラスが何らかの意味で単一の対象として存在するかどうかの決定を避けてきました。この問題の決定はどちらであっても、我々の論理にとっては重要ではありません」(プリンキピア・マテマティカ第1版、1927年、24)。
ラッセルは1919年の著作でもこの見解を維持しており、「象徴的虚構」という言葉に注目してほしい。
クラスは、その構成要素と同じ種類のものではなく、単なる積み重ねや集合体でもなく、命題関数と同一視することもできないと決定すると、それらが単なる象徴的虚構以上のものとなるためには、一体何であり得るのかを見出すのは非常に困難になる。そして、もし私たちがそれらを象徴的虚構として扱う方法を見つけることができれば、クラスが存在するという仮定をせずに、クラスが存在しないという反対の仮定を強いられることもないため、私たちの立場の論理的な安定性が高まる。私たちは単に両方の仮定を控えるだけなのだ。……しかし、クラスが存在すると主張することを拒否するからといって、クラスが存在しないと独断的に主張していると考えるべきではない。私たちは単にクラスに関して不可知論者なのである 。
— 1919:184
そして『哲学の原理』第2版(1927年)において、ラッセルは「関数は値を通してのみ生じる、…関数のすべての関数は外延的である、…したがって関数とクラスを区別する理由はない…このように、関数とは区別されるクラスは、*20で保持していたあのぼんやりとした存在さえも失う」(p. xxxix)と主張している。言い換えれば、クラスという独立した概念は完全に消滅したのである。
ステップ 2: 「類似した」クラスを「バンドル」にまとめる: 上記のコレクションは、「等数性」による類似性の「二項関係」(比較)に置くことができ、ここでは≈で表され、つまり要素の 1 対 1 対応となります[ 18 ]。これにより、ラッセルのクラスのクラス、またはラッセルが「バンドル」と呼んだものが作成されます。「すべてのペアを 1 つのバンドルに、すべての 3 つを別のバンドルに、といったように考えることができます。このようにして、さまざまなコレクションのバンドルが得られます。各バンドルは、特定の数の項を持つすべてのコレクションで構成されています。各バンドルは、メンバーがコレクション、つまりクラスであるクラスです。したがって、それぞれがクラスのクラスです」(Russell 1919:14)。
ステップ 3: null クラスを定義する: 特定のクラスのクラスは、そのクラスに要素が含まれていない、つまり、その特定のクラス/コレクションを定義する述語を満たす要素がないため、特別であることに注意してください。
その結果として生じる実体は、「ヌルクラス」または「空クラス」と呼ばれることがある。ラッセルはヌルクラス/空クラスをΛで表した。では、ラッセルのヌルクラスとは一体何なのだろうか?ラッセルはPMの中で、「クラスは少なくとも1つのメンバーを持つときに存在すると言われ、メンバーを持たないクラスは「空クラス」と呼ばれ、αは空クラスであるということはαが存在しないということと同値である」と述べている。空クラス自体が「存在する」かどうかという疑問が自然に生じる。この問題に関連する困難は、ラッセルの1903年の著作に見られる。[ 19 ]フレーゲの算術の基本法則のパラドックスを発見した後、彼は1903年の著作に付録Aを追加し、空クラスと単位クラスの性質の分析を通して、「型の教義」の必要性を発見した。単位クラス、非述語的定義の問題、ラッセルの「悪循環原理」については、以下を参照のこと。[ 19 ]
ステップ4:各バンドルに「番号」を割り当てる:略記と識別のため、各バンドルに固有の記号(別名「番号」)を割り当てます。これらの記号は任意です。
ステップ 5: 「0」を定義する。フレーゲに倣い、ラッセルはこの役割を担う適切なクラスとして、空またはヌルクラスのクラスを選択した。これは、メンバーを持たないクラスのクラスである。このヌルクラスのクラスは「0」と名付けられる。
ステップ 6: 「後継者」の概念を定義する: ラッセルは、「遺伝的」という新しい特性 (フレーゲの「祖先的」を参照) を定義しました。これは、あるクラスが別のクラス (クラスのクラスである場合もある) から特性を「継承」できる性質です。つまり、「自然数列において、ある性質がnに属するときはいつでも、 nの後継者であるn +1にも属する場合、その性質は「遺伝的」であると言われます。」(1903:21)。彼は、「自然数は、関係「直前の先行者 (これは「後継者」の逆である)」に関して、0 の子孫、つまり「後継者」の「子供」、つまり「後継者」の継承者である」と主張しています (1919:23)。
ラッセルはここでいくつかの単語を定義しずに使用していますが、特に「数列」、「数n」、「後継者」です。彼はこれらを適切な時期に定義します。特に、ラッセルはクラスの単位クラス「1」を使用して後継者を構成していないことに注意してください。その理由は、ラッセルの詳細な分析[ 20 ]によると、単位クラスがそれ自体で実体になると、それ自体も命題の要素になることができ、その結果、命題が「非述語的」になり、「悪循環」が生じるからです。むしろ彼はこう述べている。「第2章では基数をクラスのクラスとして定義し、第3章では1をすべての単位クラスのクラス、つまり、悪循環がなければただ1つの要素を持つすべてのクラスのクラスとして定義することを見た。もちろん、1をすべての単位クラスのクラスとして定義する場合、単位クラスは、1が何を意味するのかを知っていると想定しないように定義されなければならない」(1919:181)。
ラッセルは後継者という定義において、「単位」として次のような単一の実体または「用語」を用いる。
「後継者」を定義する必要がある。任意の数nに対して、 α をn個の要素を持つクラスとし、x をαの要素ではない項とする。すると、 αにxを加えたクラスは+1個の要素を持つことになる。したがって、次の定義が得られる。
クラス α の項数の後継は、α と x からなるクラスの項数であり、x はクラス に属する項ではない。
— 1919:23
ラッセルの定義では、バンドル内のコレクションに「追加される」新しい「用語」が必要となる。
ステップ 7: null クラスの後継クラスを構築します。
ステップ 8: 等数のクラスの各クラスについて、その後継を作成します。
ステップ 9: 数値の順序付け: 後継者を作成するプロセスでは、さまざまな「数値」間の「~の後継者である」という関係が必要であり、これは「 S 」と表記できます。「ここで、自然数の 0、1、2、3、…という順序の系列性について考察する必要があります。私たちは通常、数値をこの順序で考えており、論理的な用語で「順序」または「系列」の定義を求めることは、データ分析作業の重要な部分です。…順序は、用語のクラスにあるのではなく、クラスのメンバー間の関係にあり、その関係において、あるものは先に現れ、あるものは後に現れます。」(1919:31)
ラッセルは「順序関係」の概念に3つの基準を適用しています。まず、非対称性の概念を定義します。つまり、2つの項xとyの間にS(「~の後継者である」)のような関係がある場合、x S y ≠ y S xとなります。次に、 3つの数x、y、zについて推移性の概念を定義します。x S yかつy S zならばx S zとなります。最後に、連結性の概念を定義します。「順序付けられるクラスの任意の2つの項が与えられた場合、一方が先行し、もう一方が後続しなければなりません。…関係は、そのフィールドの任意の2つの異なる項(関係のドメインと逆ドメインの両方、例えば、結婚という関係における夫と妻)が与えられた場合、最初の項と2番目の項の間、または2番目の項と最初の項の間で関係が成り立つときに連結していると言えます(両方が起こる可能性を排除するわけではありませんが、関係が非対称である場合は両方が起こることはありません)。」(1919:32)
彼は次のように結論付けている。「…自然数mは、 nがmの後継者が持つすべての遺伝的性質を持つとき、別の数nより小さいと言われる。このように定義された『より小さい』という関係は、非対称で推移的かつ連結であり、その体として自然数を持つ(つまり、定義域と逆定義域の両方が数である)ことは容易に理解でき、証明も難しくない。」(1919:35)
反復という「論理学外」概念の前提:クリーネは、「論理主義のテーゼは、論理学がすでにその定式化において数学的概念を前提としているという理由で、最終的に疑問視される可能性がある。直観主義の見解では、反復という概念には本質的な数学的核が含まれている」(クリーネ 1952:46)と述べている。
ベルネイズ(1930~1931年)は、「2つのもの」という概念は、2つのものの存在を主張しなくても、また2つのものに適用される述語を参照しなくても、すでに何かを前提としていると指摘している。それは単に「1つのものともう1つのもの」を意味する。…この単純な定義に関して、数の概念は基本的な構造概念であることがわかる。…論理学者の数学は純粋に論理的な知識であるという主張は、理論論理をより詳しく観察すると、曖昧で誤解を招くものであることがわかる。…[「論理的」の定義を拡張することはできるが]、この定義によって認識論的に本質的なものが隠蔽され、数学に特有のものが見落とされる」(マンコス(1998年)243頁)。
ヒルベルト(1931:266-7)は、ベルネイズと同様に、数学には「論理を超えた何か」があると考えている。「経験と思考の他に、知識の第三の源泉がある。今日では細部においてカントと同意することはもはやできないとしても、カント認識論の最も一般的で根本的な考え方は依然としてその意義を保っている。すなわち、直観的なアプリオリな思考様式を確定し、それによってあらゆる知識の可能性の条件を調査することである。私の考えでは、これは数学の原理に関する私の研究において本質的に起こっていることである。ここでアプリオリとは、私が有限思考様式とも呼ぶ根本的な思考様式に他ならない。私たちの表象能力において、すでに前もって与えられているものがある。それは、あらゆる思考に先立つ直接的な経験として直観的に存在する、ある種の論理を超えた具体的な対象である。論理的推論が確実であるためには、これらの対象はすべての部分において完全に調査可能でなければならず、それらの提示、差異、それらの連続性、あるいはそれらの隣り合わせの配置は、私たちに直接的かつ直観的に与えられなければならない。」対象物に関しては、他の何物にも還元できないし、そのような還元を必要としないものとして捉える」(ヒルベルト 1931、マンコス 1998: 266、267)。
要するに、ヒルベルトとベルネイズによれば、「シーケンス」または「後継者」という概念は、記号論理学の外にある先験的な概念である。
ヒルベルトは論理主義を「誤った道」として退けた。「ある者は数を純粋に論理的に定義しようとし、またある者は通常の数論的推論方法を自明のこととみなした。どちらの道においても、彼らは克服できない障害に遭遇した。」(ヒルベルト 1931、マンコソ 1998:267)。不完全性定理は、ヒルベルト的有限主義にとって同様の障害となる可能性がある。
マンコスは、ブロウワーが次のように結論づけたと述べている。「論理の古典的な法則や原理は、(記号表現における)知覚された規則性の一部であり、数学的構成の事後的な記録から導き出される。理論論理学は、経験科学であり、数学の応用である」(マンコス 1998:9 によるブロウワーの引用)。
『プリンキピア・マテマティカ』 (どちらの版でも)に見られるラッセル論理主義の技術的な側面に関して、ゲーデルは1944年に失望した。
数学的論理とその論理からの数学の導出に関する、この最初の包括的かつ徹底的な提示が、基礎(『プリンキピア』の*1~*21に含まれる)において形式的な正確さを著しく欠いており、この点でフレーゲに比べてかなり後退していることは残念である。何よりも欠けているのは、形式主義の構文の正確な記述である。
—ゲーデル著『全集』(1990年)120ページ、脚注1
特に彼は、「置換規則や定義済み記号を定義語に置き換える規則に関しては、この問題は特に疑わしい」と指摘した(ラッセル 1944:120)。
これらの基礎の根底にある哲学に関して、ゲーデルはラッセルの「無階級理論」を「名目論的な構成主義の一種であり、むしろ虚構主義と呼ぶべきもの」(ゲーデル1944:119の脚注1参照)として、欠陥があるとみなした。詳細は下記の「ゲーデルの批判と提案」を参照のこと。
複雑な関係の理論は、ラッセルの1919年の解説書『数学哲学入門』と1927年の『プリンキピア』第2版を依然として苦しめていた。一方、集合論は関係を集合の順序対に還元することで進展していた。グラッタン=ギネスは、 『プリンキピア』第2版でラッセルが自身の教え子であるノーバート・ウィーナー(1914年)によって達成されたこの還元を無視したと指摘している。おそらく「残っていた苛立ちのために、ラッセルは全く反応しなかった」のだろう。[ 21 ] 1914年までにハウスドルフが別の同等の定義を提供し、 1921年にクラトフスキが今日使用されている定義を提供した。[ 22 ]
ある司書が自分の蔵書を1冊の本に索引付けしたいとします(これを「索引」を意味するΙとします)。彼女の索引には、図書館にあるすべての本とその場所が記載されます。実際には、本は3冊しかなく、タイトルはΆ、β、Γです。索引Iを作成するために、彼女は200ページの白紙の本を購入し、「I」とラベルを付けます。これで、I、Ά、β、Γの4冊の本ができました。彼女の作業は難しくありません。完成した索引Iの内容は4ページで、各ページには固有のタイトルと固有の場所が記載されています(各項目は「タイトル.場所T 」と略記されます)。
ポアンカレは、このような「私」の定義を「非述語的」であると判断した。彼は、数学においては述語的な定義のみが許容されると考えていたようだ。
定義が「述語的」であり論理的に許容されるのは、定義された概念に依存するすべての対象、つまり、何らかの方法で定義によって決定できるすべての対象を除外する場合に限られる。 [ 23 ]
ポアンカレの定義によれば、司書の索引帳は「非述語的」である。なぜなら、I の定義は全体性 I、Ά、β、Γ の定義に依存しているからである。後述するように、一部の論者は常識的なバージョンにおける非述語性は無害であると主張するが、以下の例が示すように、無害ではないバージョンも存在する。こうした困難に対し、ラッセルは強力な禁止、すなわち「悪循環の原理」を提唱した。
全体性には、その全体性によってのみ定義できる要素、またはこの全体性に関係する、あるいはこの全体性を前提とする要素が含まれることはない」(悪循環の原理)。
非予測性の有害な例を説明するために、出力 ω = 1−α の関数f に引数 α を入力した場合の結果を考えてみましょう。これは、真理値が 1 と 0 である「記号論理」式 ω = NOT -α と同等の「代数論理」式と見なすことができます。入力 α = 0 の場合、出力 ω = 1 になります。入力 α = 1 の場合、出力 ω = 0 になります。
関数を「非述語的」にするには、入力と出力を同一視し、α = 1−α を得る。
例えば有理数の代数においては、α = 0.5 のときに等式が成り立ちます。しかし、例えばブール代数のように「真理値」として 0 と 1 しか許容されない場合、等式は成り立ちません。
論理主義プログラムにおける困難の一部は、α = NOT-α のパラドックス[ 25 ]に起因する可能性がある。ラッセルは、フレーゲの 1879 の概念書[ 26 ]において、フレーゲが関数が入力「関数」(変数の値)を対象(物、項)だけでなく、関数自身の出力からも導出することを許容していたことを発見した。[ 27 ]
前述のように、フレーゲとラッセルの自然数の構成はどちらも、等数のクラスのクラス(「束」)の形成から始まり、各束に固有の「数」を割り当て、次に非対称な関係S(x S y ≠ y S x)を介して束を順序付けます。しかし、フレーゲはラッセルとは異なり、単位クラスのクラス自体を単位として識別することを許容しました。
しかし、数字1のクラスはそれ自体が単一のオブジェクトまたは単位であるため、単位クラスのクラスに含めなければなりません。この包含は、種類と内容が増加する無限後退を引き起こします。
ラッセルはこの問題を、クラスを「虚構」と宣言することで回避した。つまり、クラスは命題機能を満たす要素のみを指し示し、それ以外の要素は指し示さないということである。クラスは「虚構」であるため、実体、項、特異点、単位といった「物」とはみなされない。クラスは集合体ではあるが、ラッセルの見解では「物としての価値」を持たないのである。
「多数」というクラスは問題ないが、それは多数であって一つではない。もし望むならば、これを単一の記号で表すこともできる。つまり、x ε uは「xはuの 1 つである」という意味になる。これは、2 つの項xとu の関係として捉えてはならない。なぜなら、数値結合としてのu は単一の項ではないからである。したがって、クラスのクラスは多数の多数となる。その構成要素はそれぞれ多数にすぎず、したがって、いかなる意味においても、単一の構成要素であるとは言えない。[など]
— 1903:516
これは、「最下層」では、あらゆるクラス、あらゆるクラスのクラス、クラスのクラスのクラスなどについて、すべての「用語」を(「述語」によって指定して)列挙できると仮定していますが、新たな問題、つまりクラスの「タイプ」の階層構造を導入します。
ゲーデル(1944:131)は、「ラッセルはクラスの外延的見解に反対する2つの理由を挙げている。すなわち、(1)集合とは到底言えない空クラスの存在、および(2)その単一の要素と同一でなければならない単位クラスの存在である」と述べている。ゲーデルは、ラッセルはこれらを架空のものとみなすべきであったが、すべてのクラス(例えば、2、3などの数を定義するクラスのクラス)が架空のものであるという結論を導き出すべきではなかったと示唆している。
しかし、ラッセルはそうしなかった。 1903年の著書『付録A:フレーゲの論理的・算術的教義』における詳細な分析の後、ラッセルは次のように結論づけている。
こうして私たちに押し付けられる論理的教義は、命題の主語は単一の項ではなく、本質的には複数の項である可能性がある、というものである。これは、0と1以外の数を主張するすべての命題に当てはまる。
— 1903:516
以下の記述では、「クラスは多くのものとして」という表現に注意してください。クラスとは、命題関数を満たす項(事物)の集合体ですが、クラスはそれ自体として存在する事物ではありません。
したがって、最終的な結論は、正しいクラスの理論は第6章の理論よりもさらに外延的であり、クラス as many は常に命題関数によって定義される唯一の対象であり、これは形式的な目的には十分であるということである。
— 1903:518
それはまるで、牧場主が自分の家畜(羊、牛、馬)を、架空の牧場にある3つの架空の囲い(羊用、牛用、馬用)に集めるようなものだ。実際に存在するのは羊、牛、馬(拡張物)であって、架空の「概念」である囲いや牧場ではない。
ラッセルがすべてのクラスは有用な虚構であると宣言したとき、彼は「単位」クラスの問題を解決したが、全体的な問題は消え去ったわけではなく、むしろ新しい形で現れた。「今や、(1)項、(2)クラス、(3)クラスのクラスなどを無限に区別する必要がある。我々は、ある集合のどの要素も他のどの集合の要素でもないと仮定しなければならず、x ε uは、 x がu が属する集合よりも次数が 1 低い集合に属していなければならないことを要求する。したがって、x ε x は 意味のない命題となり、このようにして矛盾は回避される」(1903:517)。
これはラッセルの「型の教義」です。 x ε xのような非述語的表現を彼の論理で扱うことができるようにするために、ラッセルは、そのような非述語的定義はすべて述語的定義を持つという一種の作業仮説を提案しました。この仮説には、関数の「順序」と引数の「型」の概念が必要です。まず、関数(および拡張としてのクラス、つまり「行列」)は「順序」によって分類され、個体の関数は順序 1、関数の関数(クラスのクラス)は順序 2 などとなります。次に、関数の引数(関数の「入力」)の「型」を、その「意味の範囲」、つまり、 f ( x ) に代入すると意味のある出力 ω が得られる入力α (個体? クラス? クラスのクラス? など) とは何かと定義します。これは、「型」が複数の順序を持つ可能性があることを意味することに注意してください。次の例がそれを示しています。
この文は「xは1947年のワールドシリーズで優勝した」+「yは1947年のワールドシリーズで優勝した」という2つの節に分解できます。最初の文は、 xに対して個人「ジョー・ディマジオ」を入力として受け取り、もう一方の文は、 yに対して集合体「ヤンキース」を入力として受け取ります。したがって、この複合文は、順序(1と2)に関して混合型(混合型)2となります。
ラッセルが「述語的」と言ったのは、関数が変数の「型」よりも高い階数でなければならないという意味です。したがって、クラスのクラスを作成する関数(階数2)は、クラス(型1)と個体(型0)という低い型の引数しか変数に受け入れることができません。型3は型2、1、0しか受け入れることができず、以下同様です。しかし、これらの型は混在させることができます(たとえば、「zは1947年のワールドシリーズで優勝した」という文が(ある程度)真であるためには、個体(型0)「ジョー・ディマジオ」や彼の他のチームメイトの名前を受け入れることができ、個々の選手のクラス(型1)「ヤンキース」を受け入れることができます)。
還元可能性の公理は、任意の次数の関数は、適切な次数の同等の述語関数に還元(または置き換える)できるという仮説である。 [ 28 ]初版を注意深く読むと、n次述語関数は、個々の原子命題の巨大な「行列」または集合体として「最後まで」表現する必要はないことがわかる。「実際には、変数の相対的な型のみが関係する。したがって、特定の文脈で出現する最も低い型は、個体の型と呼ばれるかもしれない」(161 ページ)。しかし、還元可能性の公理は、理論的には「最後まで」還元が可能であると主張している。
しかし、1927年のPM第2版では、ラッセルは還元可能性の公理を放棄し、論理演算子で結び付けられた基本命題まで、関数のあらゆる順序を「徹底的に」強制するという結論に達した。
どのような位数の命題であっても、すべては、ストロークによって結合された基本命題から構成される行列から導き出される。
— PM 1927 付録A、385ページ
(ここでいう「ストローク」とは、シェファーのストロークのことで、PM第2版で採用されたもので、他のすべての論理関数を定義できる単一の2引数論理関数のことである。)
しかし、最終的な結果として、彼の理論は崩壊した。ラッセルは次のような落胆する結論に達した。「順序数と基数の理論は存続するが、無理数、そして一般的に実数はもはや適切に扱うことができない。…おそらく、還元公理よりも問題のない別の公理があれば、このような結果が得られるかもしれないが、我々はそのような公理を見つけることに成功していない」(PM 1927:xiv)。
ゲーデル(1944年)は、ラッセルの論理主義プロジェクトが頓挫したという点では同意しているが、整数さえも生き残ったという点については同意していないようだ。
[第2版では] 還元性の公理は削除され、すべての原始述語は最低の型に属し、高階および高型の変数(および明らかに定数も)の唯一の目的は、原子命題のより複雑な真理関数を主張できるようにすることであると明示的に述べられています。
—ゲーデル 1944年、『全集』 134ページ
Gödel asserts, however, that this procedure seems to presuppose arithmetic in some form or other (p. 134). He deduces that "one obtains integers of different orders" (p. 134-135); the proof in Russell 1927 PM Appendix B that "the integers of any order higher than 5 are the same as those of order 5" is "not conclusive" and "the question whether (or to what extent) the theory of integers can be obtained on the basis of the ramified hierarchy [classes plus types] must be considered as unsolved at the present time". Gödel concluded that it would not matter anyway because propositional functions of order n (any n) must be described by finite combinations of symbols (all quotes and content derived from page 135).
Gödel, in his 1944 work, identifies the place where he considers Russell's logicism to fail and offers suggestions to rectify the problems. He submits the "vicious circle principle" to re-examination, splitting it into three parts "definable only in terms of", "involving" and "presupposing". It is the first part that "makes impredicative definitions impossible and thereby destroys the derivation of mathematics from logic, effected by Dedekind and Frege, and a good deal of mathematics itself". Since, he argues, mathematics sees to rely on its inherent impredicativities (e.g. "real numbers defined by reference to all real numbers"), he concludes that what he has offered is "a proof that the vicious circle principle is false [rather] than that classical mathematics is false" (all quotes Gödel 1944:127).
Russell's no-class theory is the root of the problem: Gödel believes that impredicativity is not "absurd", as it appears throughout mathematics. Russell's problem derives from his "constructivistic (or nominalistic)"[29] standpoint toward the objects of logic and mathematics, in particular toward propositions, classes, and notions ... a notion being a symbol ... so that a separate object denoted by the symbol appears as a mere fiction" (p. 128).
Indeed, Russell's "no class" theory, Gödel concludes:
これは、「データ」の外にある対象の存在に関する仮定を排除し、これらのデータに基づく構成に置き換える傾向を詳細に実行した数少ない例の 1 つです。33ここで「データ」は相対的な意味で理解する必要があります。つまり、私たちの場合は、クラスと概念の存在を仮定しない論理です。この場合、結果は本質的に否定的でした。つまり、このように導入されたクラスと概念は、数学での使用から要求されるすべての特性を備えていません。...これらすべては、論理と数学(物理学と同様に)は、説明できない実在の内容を持つ公理に基づいて構築されているという、上で擁護した見解の検証にすぎません。
— 132ページ
彼はエッセイを以下の提案と考察で締めくくっている。
より保守的な道を選ぶべきであり、それは「クラス」と「概念」という用語の意味をより明確にし、客観的に存在する実体としてのクラスと概念の一貫した理論を構築することである。これは、数学論理学の実際の発展が辿ってきた道であり、ラッセル自身もその著作のより建設的な部分において、この道に踏み込まざるを得なかった。この方向への主要な試みとしては、単純な型の理論と公理的集合論があり、これらは少なくとも現代数学の導出を可能にし、同時に既知のすべてのパラドックスを回避するという点で成功を収めている 。
数学論理学がこれまでペアノらの高い期待に大きく遅れをとってきたのは、基礎に関する理解が不十分であったことが原因であると推測するのが妥当であろう 。
— 140ページ
新論理主義とは、その提唱者たちが本来の論理主義プログラムの後継者とみなす一連の見解を指す。[ 30 ]より狭義には、新論理主義は、フレーゲの基本法則(一種の二階論理と見なせる)におけるフレーゲの体系の修正版を用いることで、フレーゲのプログラムの要素の一部または全部を救済しようとする試みと見なすことができる。
例えば、基本法則 V (素朴集合論における無制限理解の公理図式に類似) を、既知のパラドックスの導出を防ぐために、より「安全な」公理に置き換えることができる。BLV の代替候補として最もよく引用されるのは、ヒュームの原理、すなわち「# F = # Gは、 FとGの間に全単射が存在する場合に限る」という文脈的定義である。[ 31 ]この種の新論理主義は、しばしば新フレーゲ主義と呼ばれる。[ 32 ]新フレーゲ主義の支持者には、クリスピン・ライトとボブ・ヘイルがおり、スコットランド学派または抽象主義的プラトン主義とも呼ばれることがある。[ 33 ]彼らは認識論的基礎主義の一形態を支持している。[ 34 ]
新論理主義の他の主要な提唱者には、バーナード・リンスキーとエドワード・N・ザルタ(スタンフォード・エドモントン学派と呼ばれることもある)[ a ]抽象構造主義または様相新論理主義であり、公理的形而上学の一形態を支持している。[ 34 ] [ 32 ]様相新論理主義は、第2階様相対象理論の中でペアノ公理を導き出す。[ 35 ] [ 36 ]
M. ランドール・ホームズによって、別の準新論理主義的アプローチが提案されている。この種の基本法の修正では、クワインのNFや関連システムのように階層化可能な式に限定される点を除いて、BLVはそのまま維持される。基本的に基本法のすべてが「通過」する。結果として得られるシステムは、イェンセンのNFU +ロッサーの計数公理と同じ一貫性強度を持つ。 [ 37 ]