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唐晓嘉逻辑学导论
《逻辑学导论》教学讲义
唐晓嘉
目录
第一讲绪论
第一节逻辑学的研究对象
1.1关于“逻辑”一词
1.2逻辑学是研究推理论证的学问
1.3演绎与归纳
第二节形式化——逻辑学研究方法的特点
2.1命题、推理的形式与内容
2.2推理的有效性只同形式相关
2.3逻辑学研究的形式化特征
第三节逻辑学理论的意义及其与相关学科的关系
3.1逻辑学理论的重要意义
3.2逻辑学与思维科学的关系
3.3逻辑学与语言学的关系
第二讲词项
第一节词项概述
1.1什么是词项
1.2词项的逻辑特征
1.3词项与语词、概念
第二节词项的种类
2.1单独词项与普遍词项
2.2集合词项与非集合词项
2.3实词项与虚词项
2.4正词项与负词项
第三节词项之间的关系
3.1相容关系
3.2不相容关系
第四节明确词项的逻辑方法
4.1概括与限制
4.2划分
4.3定义
第三讲传统直言命题逻辑
第一节命题概述
1.1什么是命题
1.2命题的逻辑特征
1.3命题与语句、判断
第二节传统直言命题
2.1传统直言及其逻辑结构
2.2直言命题的分类
2.3直言命题的周延性
2.4A、E、I、O之间对当关系
2.5传统直言命题的文恩图解
第三节直接推理
3.1直言命题推理概述
3.2对当关系推理
3.3变形推理
第四节三段论
4.1什么是三段论
4.2三段论的规则
4.3三段论的格
4.4三段论的式
4.5非标准形式的三段论
第四章复合命题与命题公式
第一节复合命题概述
1.1复合命题及其逻辑结构
1.2复合命题的逻辑特征
第二节复合命题的几种基本形式
2.1负命题
2.2联言命题
2.3选言命题
2.4条件命题
2.5等值命题
第三节命题公式与真值函数
3.1命题公式
3.2命题公式与真值函数
第四节命题公式之间的逻辑等值关系
4.1命题公式之间的逻辑等值
4.2几个重要的重言等值式
4.3命题公式的相互定义
第五章命题逻辑
第一节基本的有效推理式
1.1有效推理与无效推理
1.2基本的有效推理式
第二节推理有效性的形式证明
2.1推理有效性与命题演算
2.2有效推理的形式证明
2.3基本推导规则与等值替换规则
2.4条件证明规则
2.5间接证明规则
2.6证明重言式
第三节无效推理的判定
3.1用真值表证明推理的无效性
3.2用归谬赋值法判定推理的有效与无效
3.3证明公式集合的协调性
第六讲量化逻辑
第一节简单命题的逻辑结构
1.1个体词和谓词和单称命题
1.2谓词模式、命题函数与量化命题
1.3量化命题公式
1.4量化命题公式的真假条件
第二节量化命题的形式化
2.1A、E、I、O命题的形式化
2.2一般简单命题的形式化
2.3多重量化命题
第三节量化推理规则
3.1全称例示规则(简记为US)
3.2存在概括规则(简记为EG)
3.3全称概括规则(UG)
3.4存在例示规则(ES)
第四节无效量化推理的判定
4.1量化公式的真值函项展开式
4.2无效量化推理的判定
第七讲规范逻辑初步
第一节模态命题
1.1模态词与模态命题
1.2模态命题的逻辑性质
第二节规范命题
2.1规范命题概述
2.2规范命题的逻辑形式
2.3规范命题的逻辑特征
第三节规范推理
3.1规范对当关系推理
3.2复合规范命题的推理
第八讲逻辑思维的基本规则
第一节同一律
1.1同一律内容和要求
1.2违反同一律要求产生的逻辑错误
1.3同一律的作用
第二节矛盾律
2.1矛盾律内容和要求
2.2违反矛盾律要求产生的逻辑错误
2.3矛盾律的作用
第三节排中律
3.1排中律内容和要求
3.2违反排中律要求产生的逻辑错误
3.3排中律的作用
3.4排中律与矛盾律的区别
第一讲绪论
在本讲中我们要讨论逻辑学的研究对象,逻辑学研究方法的特点,逻辑与一些相关科学的关系,以及逻辑学的学科性质及其重要应用价值。
通过本章学习使我们对逻辑学这门学科的研究内容有一个基本概念。
第一节逻辑学的研究对象
1.1关于“逻辑”这个词
在汉语中“逻辑”是一个外来词,它是通过音译的方法从西文引入汉语的。
在拉丁文、英文和德文中它分别是“logica”、“logic”和“logik”。
而西文中的这些词都来源于古希腊文的“λσγοζ”,它有语言、说明、比例、尺度等多种涵义。
亚里士多德曾使用这个词来表示事物的定义或公式等。
到了公元1世纪,学者们就用这个词来表示一门与论证辩论等许多问题相关的学问,而亚里士多德的三段论被看作这一学问的核心内容。
“逻辑”是一个外来词,这并不意味在中国思想发展史中就没有研究相关理论的学问。
春秋战国时期的著名学者公孙策的“白马说”,墨子的“墨经”等都反映出在我国古代学者们在这方面的研究成果,它们构成了中国古代逻辑思想研究的精髓。
在中国哲学史上,这些理论研究的内容称作“名学”或“辩学”。
汉字作为一种表意文字,“名学”“辩学”这些词在表意上是含混的,如果顾名思义,这些词显然不能准确表达出逻辑学作为一门科学理论的研究内容。
因此近代学者们沿用西方的做法,引入音译词“逻辑”,对于逻辑学的涵义则用定义进行规定。
尽管是一个外来词,“逻辑”在我们日常运用中仍然表现为一个多义词。
有时它被用来表示一种理论或观点,如“这简直是强盗逻辑”。
有时它可被用来表示规律性的东西,如“它的出现符合事物发展的逻辑”。
人们有时还用它来表示对一些特殊逻辑规则和方法的运用,如“他的文章很有逻辑”,“这篇文章逻辑性强”。
然而,上述说法都没有正确说明究竟什么是作为科学理论的逻辑,也没有准确描述逻辑学研究的对象以及逻辑学的理论特征。
而这些都是学习逻辑学首先需要了解的问题。
1.2逻辑学是研究推理和论证的学问
逻辑学是研究推理和论证的学问。
然而,推理论证广泛地渗透在人们的认知思维活动之中,逻辑学不可能并且也不需要研究推理论证的所有方面。
逻辑学的研究目的是将正确的推理同错误的推理、可靠的论证同不可靠论证区分开来。
正确推理又被称作有效推理。
一个推理是有效的,那么在推理中,作为前提的语句真时作为结论的语句不可能假,不会出现前提真结论假的情况。
论证则主要是由推理构成的。
一个论证是可靠的首先要求构成论证的推理是有效推理。
因此从狭意上讲,逻辑学是以推理的有效性及其根据为研究对象的。
一个推理实际上是一个语句的集合,但是这并不意味任意语句集合都可以表达一个推理。
一个语句集合表达推理首先要求作为集合元素的语句必须表达的是命题。
命题是描述事件的,一个命题所描述的如果符合事实,它就是真的,如果不符合事实,它就是假的。
因此,一个语句表达命题则它或者是真的或者是假的,无所谓真假的语句不表达命题。
例如语句
“王武当时在案发现场吗?
”
是一个疑问,它表达的是对某情况的疑问,无所谓真假,因此我们说它不表达命题。
而语句
“王武当时在案发现场。
”
是一个陈述句,它所陈述的若符合事实它就是真的,否则就是假的。
因此该语句表达一个命题。
一般来就,只有陈述句才有真假,因此只有陈述句表达命题。
这就意味着一个推理首先是一个陈述句的集合。
但是,我们不能由此就推论所有陈述句的集合都可以表达推理。
如果一个陈述句集合表达推理,那么我们就可以把作为该集合元素的语句区分为两部分,即区分为前提和结论。
凡是不能做出这种区分的语句集合就不是推理。
如下是两个不同的陈述句集:
(1)“张珊是中国公民;张珊已年满18岁;凡是年满18岁的中国公民都有选举权;所以,张珊有选举权。
”
(2)“张珊是中国公民;张珊已年满18岁;张珊有选举权。
”
这里的
(1)表达一个推理,它的前三个语句是前提,因为它们都出现在语词“所以”前面,最后一个语句则是结论,因为它出现在语词“所以”的后面。
就是说凡是表达推理的语句集合中一定包含有特殊的语词,如“所以”、“因为”、“因此”等等。
根据这些语词我们区分出前提与结论。
而
(2)中没有这样的语词,它就仅仅是一个陈述句集合而不是一个推理。
由上述分析我们看到:
推理不仅是由命题构成的,并且在推理中还包含有“所以”、“因为”、“因此”等特殊语词,根据这些语词我们可区分出推理中哪些命题是前提,哪个命题是结论。
然而,“所以”、“因为”等这些语词的重要性并不仅仅在于可以根据它们区分推理的前提和结论,而且还在于它们描述了一种推导关系,即作为结论的命题是由前提推导出来的,结论是否为真或者说是否可靠依赖于前提。
因此,推理的实际上描述的是作为前提的命题同作为结论的命题之间的一种逻辑关联性。
那么前提和结论之间具有怎样的联系才能保证推理是正确的呢?
要说明这个问题,我们就必须对推理的构成要素——命题进行分析。
命题作为人们能完整表达思想的最基本单位,是人们的所有思维活动认识活动都必需的东西。
而所有科学理论都表现为命题的集合。
从这个意义上讲,各个学科的理论研究都是在分析命题。
逻辑学对命题的分析研究与其它学科不同,它是围绕着如何理解把握推理的有效性及其根据等问题来展开分析研究的。
它关注的是语言结构层面的东西,因为命题的结构特征决定了命题之间的逻辑关联,从而决定了推理前提与结论之间逻辑联系。
而命题是由词项构成的。
如命题“张珊是中国公民”是由词项“张珊”、“是”和“中国公民”构成的。
对于某些命题而言,它的形式结构及逻辑特征是同构成命题的词项本身的逻辑特征相关的。
因此,分析这类命题的逻辑特征就必须从分析词项入手。
因此,从狭义上看,逻辑学以词项、命题和推理为研究内容。
不过逻辑学并不研究词项命题和推理的所有方面,它是围绕着分析把握推理的有效性及其根据的需要来分析研究词项和命题,研究推理。
逻辑学关心的只是那些与有效推理和正确论证相关的问题。
有狭义就有广义。
广义的逻辑学讨论如何保证论证的可靠性或正确性问题。
一个论证是正确的,首先要求构成论证的推理是有效的。
但是,仅仅是有效推理还不能保证论证正确,因为论证还涉及到类比、假说、定义等科学方法论问题,论证还必须遵守的特殊规则,等等。
因此,广义逻辑除了狭义逻辑的内容外,还要研究科学方法论等与论证可靠性相关的内容。
总之,逻辑学研究的是推理的有效性和论证的正确性,以及推理有效性和论证正确性的根据。
1.3演绎与归纳
我们已经指出,逻辑学就是研究推理和论证的。
逻辑学的任务是提供一种技术,使我们能够判定什么样的推理论证是有效的,哪些又是无效的。
而推理的有效性表现为推理的前提与结论之间的一种逻辑关联。
有两种方式的逻辑关联,即演绎的与归纳的。
如果推理的有效性表现为由前提的真可以必然地推导出结论真,那么前提和结论的逻辑关联就是演绎的。
演绎有效性表现为一个推理其前提和结论之间的必然的逻辑联系。
这种必然的联系保证了推理前提真时结论必然真,决不会出现前提真而结论假的情况。
例如,
这个班的学生都是考试合格的;
王武是这个班的学生;
所以,王武是考试合格的。
如果这个推理的前提是真的,它的结论就不可能假,它的前提和结论之间具有必然逻辑联系的推理,因此它是一个演绎有效的推理。
从这个推理我们也看到,演绎有效推理所以具有必然性,是因为它的前提蕴涵着结论,或者说结论是包含在前提中的。
班上的学生包含王武,大家都考试合格必然蕴涵王武考试合格。
因此,我们把有效推理的结论称作前提的“逻辑的后承(logicalconsequence)”。
与演绎有效相对立的是归纳强度(strong)。
一个具有归纳强度的推理其前提与结论的逻辑联系不是必然的,而是偶然的。
前提和结论之间的偶然联系是指,当前提都真的时候,结论很可能是真的。
例如,
我在政法系看到有少数民族学生;
在经济系看到有少数民族学生;
在中文系看到有少数民族学生;
在物理系看到有小数民族学生;
在我所到过的系都看到有少数民族学生。
所以,这个学校所有系都有少数民族学生
显然,这个推理所有前提都真时,结论有可能是真的,但是否一定真不确定。
,如果“我所到过的系”其外延小于“这个学校的所有系”,这相当于从部分推论全体,它的结论超出了前提,由前提真不能保证结论一定真。
由此我们看到演绎有效与归纳强度的相同之处和区别所在。
它们的相同之处在于,它们都有关推理的,都是描述前提与结论之间的逻辑联系,即用前提来保证结论的可靠性。
然而演绎有效是一种必然性的保证,只要前提是真的,结论必然真,没有例外;归纳强度是一种偶然性的保证,前提是真的,结论在某种程度上真,可能有例外。
如果都用度(degree)概念描述,演绎有效推理前提对结论的保证度=1,而归纳强度推理前提对结论的保证度≤1。
由于一个推理如果是演绎有效的,其前提对结论的保证度=1,即前提真时结论一定真,我们就可以以此为标准将推理分为两类:
有效的和无效的。
所谓无效推理是指其前提真结论却不一定。
因此,所谓有效推理总是相对演绎有效推理而言的。
归纳推理前提对结论的保证是某种程度上的,保证程度越强推理越可靠。
但可靠程度总是相对而言的,因此,不能对归纳推理做出非此即彼的分类。
程度的分析需要借助概率等数学概念,因此,现代归纳推理的研究已形成专门的逻辑分支。
我们重点讨论演绎推理,即能够用有效无效概念对其进行分类讨论的推理。
第二节形式化——逻辑学研究方法的特点
2.1命题、推理的形式与内容
命题表达为一个陈述句,推理则表达为一个陈述句集合,因此所有命题和推理都是借助语言载体表达出来的。
然而命题和推理又不仅仅语言形态的东西,因为它们都是有所表述的。
命题表述的是事件,推理则描述前提语句和结论语句之间的推导关系,或者说是结论语句的可靠性对前提语句的依赖关系。
因此,从表达形式上看命题和推理是具有特定结构的语言形态的东西,但是就所表述的内容看,它们是完全不同于语言,甚至也不依赖于主体的东西。
因此,我们对命题和推理的分析研究可以从两个不同的角度出发,既可以从内容的角度去分析,也可以从形式的角度去分析。
所谓内容是指命题和推理所具体表述的东西,所谓形式则是指命题和推理表达所具有特定的语言结构。
如下是两个命题:
(3)如果磨擦物体,那么物体会发热。
(4)如果李司年满18岁,那么他有选举权。
从命题表述的内容看,它们是两个完全不同的命题:
(3)描述的是自然现象,(4)描述的是人的社会权利。
但是从命题的表达形式看,两个命题具有相同的结构,它们都是用联结词“如果…,那么…”联结两个命题构造而成的。
因此我们称它们是具有相同形式的命题。
如下两个推理也是如此:
(5)所有金属都是导电的;
所有橡胶不是金属;
所以,所有橡胶不是导电的。
(6)所有贪污都是犯罪行为;
所有抢劫不是贪污;
所以,所有抢劫不是犯罪行为。
从表达的内容看,(5)和(6)是两个完全不同的推理,因为它们的前提和结论描述的是完全不同的事件,(5)是关于自然现象的,(6)是关于人的行为规范的。
但是两个推理具有完全相同的形式。
在两个推理中,其结论的主项(设为S)都是第二个前提的主项,结论的谓项(设为P)都是第一个前提的谓项,并且在相同位置出现的前提以及作为结论出现的命题都具有相同的表达形式:
第一个前提的表达形式是“所有…是…”,第二个前提形式是“所有…不是…”,结论的形式则都是“所有…不是…”。
设在两个前提中都出现的词项为M,那么(5)和(6)这两个推理具有的形式如下:
所有M是P;
所有S不是M:
所以,所有S是P
一个具体的推理或命题都有所述,因此它们必有内容。
而任一命题或推理的表达也必须以语言为载体,因此它们必有形式。
虽然在具体的推理或命题中形式内容是有机联系在一起的,但毕竟推理或命题的形式不同于推理或命题的内容,二者不能混淆。
2.2推理的有效性只同形式相关
逻辑学研究的是推理的有效性和论证正确性,其研究目的是将有效推理与无效推理,正确论证与错误论证区分开来。
而一个推理是否有效,其结论是否前提的逻辑后承,这是由推理的形式决定的,与推理内容无关。
仍以(5)与(6)这两个推理为例。
从内容上分析,(5)的两个前提真并且结论也是真的,但(6)的两个前提真而结论假。
显然(6)是无效的推理,那么(5)呢?
说(5)是无效推理吧,它看起来又与(6)不同,因为它的前提和结论都是真的。
但是,前提和结论都真的推理一定就是有效推理吗?
显然,我们从内容上根本无法分析说明(5)这样的推理究竟是不是有效的,也无法说明它与推理(6)有哪些方面类似,有什么样的共同特征。
从形式上分析情况就完全不同了。
(5)与(6)具有相同的形式结构,它们属于同一类型的推理。
我们在后面关于三段论的分析中将说明,具有这类形式的推理其前提与结论之间没有有效的逻辑联系,前提真时结论的真假不能确定,由前提不能必然地推导出结论。
因此,(5)的结论真在这里纯属偶然,与前提无关。
至于命题我们也可以从形式和内容两个方面进行分析。
从形式上分析命题,我们首先可以把构成命题的词项区分为逻辑词项和非逻辑词项两大类。
逻辑词项是指有确定逻辑涵义的词项,因此又被称作“逻辑常项”。
如在上述(3)和(4)中出现的联结词“如果,那么”就是逻辑常项。
有什么样的逻辑常项就决定了命题有什么样的形式。
正由于(3)和(4)有相同的联结词我们说它们有相同的逻辑形式。
而在如下两个命题
(7)所有金属都是导电的。
(8)所有贪污是犯罪行为。
中的词项“所有”和“是”也是逻辑常项。
而(7)和(8)也是逻辑形式相同的两个命题。
象(3)、(4)和(7)、(8)这样的命题其真假是与内容相关的,我们根据它们所描述的是否符合事实来判定它们是否为真。
还有一些命题就不同了,它们的真假只与命题中的逻辑常项相关,与命题的内容无关。
例如如下两个命题:
(9)张珊在案发现场,或者不在案发现场。
(10)张珊在案发现场,并且又不在案发现场。
从命题(9)和(10)所描述的内容看,它们似乎都是同名字叫张珊的人在不在案发现场这一事件相关的。
但是认真分析我们发现,无论张珊事实上是在还是不在案发现场,(9)总是一个真命题,而(10)则总是一个假命题。
这意味着这两个命题的真假实际上与事实完全无关。
那么是什么决定了(9)恒为真(10)却恒为假呢?
仔细分析我们看到,(9)和(10)有相同的支命题:
“张珊在案发现场”和“张珊不在案发现场”。
这两个支命题相互矛盾,它们不可能都真,也不可以都假,总是一个真而另一个假。
(9)和(10)虽然支命题相同,但联结词却不同:
(9)的联结词是“或者”,(10)的联结词是“并且”。
联结词“或者”的逻辑涵义是:
只要支命题有一个真则整个命题为真,因此(9)恒为真。
“并且”的逻辑涵义是:
只要支命题有一个假则整个命题为假,因此(10)恒为假。
不同联结词所特有的不同逻辑涵义决定了(9)和(10)有不同的真假。
这说明这两个命题各自的真假是由其特定的逻辑形式决定了。
我们把(9)这种由逻辑形式决定其为真的命题叫做逻辑真理。
显然,逻辑真理是在任何情况下都为真的命题。
而逻辑真理之所以超乎于经验在任何情况下恒为真,是因为它本来就没有传达任何经验的信息。
我们由命题(9)完全无法获得张珊究竟在不在案发现场的信息。
因此逻辑真理是一个空洞的真命题,它只是同语反复,因此它被称作“重言式”(tautology)。
象(10)这种由逻辑形式决定其为假的命题叫做逻辑谬误。
(10)是一个自相矛盾的命题,它在任何情况下都是假的,决不可能真。
如果说科学理论的目的是研究和探索真理,那么逻辑学所关注的真理就是逻辑真理。
我们后面的分析将说明,所有有效的推理形式都表现为一个逻辑真理。
既然逻辑真理只同逻辑词项相关,推理的有效无效是由逻辑词项所描述的推理形式决定的,因此,因此,逻辑学研究方法的特点在于,它只研究推理、命题的形式,不研究其形式。
逻辑理论研究的基本内容就是分析各种逻辑词项的特征。
我们甚至可以进一步推论,在推理和命题中凡是不能用逻辑词项定义分析的东西都不在逻辑学研究范围之内。
这就决定了逻辑学研究总是要抽取掉命题推理的具体内容而从的形式结构上进行研究。
传统逻辑的核心是亚里士多德的三段论,它以词项或概念为基础来分析推理的形式,进而分析推理的有效性。
传统三段论逻辑虽然还不是真正的形式化逻辑,它所分析的有效推理其适用范围也是有限的,但它已经明确地说明逻辑学研究的重心是推理的形式。
现代逻辑则充分体现了逻辑研究的形式化特征。
现代逻辑在形式语言的基础上建立逻辑演算,从而能够能对逻辑概念进行系统、全面的分析,以分析研究各类推理的有效性及其根据。
因此现代逻辑研究的总是一个个形式化的系统。
形式系统与非形式推理论证的关系在于:
一个非形式的具体推理或论证只要是有效的,其有效性就可在形式系统中得到证明;即形式化的逻辑系统为非形式的具体推理提供了有效性的保证。
第三节逻辑学的理论意义
逻辑学研究的是逻辑真理和逻辑词项,这些都是与推理命题的具体内容无关的形式化的东西。
从这个意义上讲,逻辑学是研究形式的科学。
然而,尽管逻辑真理是超乎于具体经验的空洞真理,逻辑词项描述的是抽取掉具体内容的形式结构,但它们在人们的认识和思维活动中,在科学理论知识的建构中发挥着非常重要的作用。
首先,从日常的思维实际看,逻辑是我们日常思维的上限和下限。
其次,并且也是最重要的,逻辑提供了建构科学理论的基石。
所有的科学理论都表现为语句的集合。
作为科学理论构成要素的语句可分为两大类:
一类是描述经验事实的语句,我们称其为综合命题。
它的特点是其真假是由命题描述的经验内容决定,如果一个综合命题描述的符合事实,它就是真的,否则就是假的。
与综合命题相对应的是分析命题,分析命题不同,我们只需要分析构成命题的语词意义就能判定命题的真假,而无需考虑经验事实。
所有的逻辑真理都是分析命题,定义也是分析命题。
在科学理论中,综合命题与分析命题有不同的功能。
尽管综合命题来源于经验并传达经验信息,但如果仅仅有综合命题,那么即使所有命题都是真的,我们得到的仅仅是一个事实真理的集合,它只告诉我们什么是真,但不能说明为什么是真的。
因此当我们对其真实性有怀疑时不能期望从这些命题获得可靠的解释。
不仅如此,综合命题描述的是与过去经验相关的东西,由综合命题我们不能获得有关将来的预言以及对无法观察事件的推测。
而解释和预测是科学理论的基本功能,这意味仅有综合命题是不能构成科学的理论的。
分析命题则不同,虽然分析性命题的真假不依赖于经验,特别是逻辑真理不传达任何有关经验的信息,但是它们或者表达的是定义,或者可以表达有效推演规则。
定义在理论中的重要性是不言而喻的,它提供了理论所需要的基本概念。
而当综合命题被纳入有效推理框架之中,就保证了前提真时结论必真,这是获取可靠解释进行科学预测的基本前提。
因此,分析命题提供了理论解释和推演的框架。
只有当分析命题同综合命题相结合才能构成理论,才能使理论具有科学的含义。
从这个意义上讲,我们说逻辑提供了建构科学理论的基石。
第三,逻辑提供了科学检验的方法和工具。
如果说科学理论的目的是探索描述有关外在世界规律的真理,毫无疑问科学理论依赖于经验。
我们根据经验来检验综合命题是否符合事实,因而是否表达真理。
但这并不否定逻辑学在知识检验中的重要性。
我们对命题的检验是以已有的经验知识为前提的。
对任一命题A,只有当我们的经验知识对A有效力时,才能说A(相对于我们的经验知识)是可检验的,A或者可被经验所证实或者被证伪。
因此,我们对世界的认识过程并不表现为真理与谬误的对抗,而是在初始经验基础上就主张(可
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