logique et raisonnement scientifique

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Logique et raisonnement scientifique cours transversal Collège Doctoral Pr. Alain Lecomte

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Logique et raisonnement scientifique. cours transversal Collège Doctoral Pr. Alain Lecomte. 6- Faut-il brûler la logique classique?. 6-1. Les logiques modales. C. I. Lewis, 1918 : les « paradoxes » de l’implication matérielle. (1) (2) ad impossibile sequitur quodlibet - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Logique et raisonnement scientifique

Logique et raisonnement scientifique

cours transversal

Collège Doctoral

Pr. Alain Lecomte

Page 2: Logique et raisonnement scientifique

6- Faut-il brûler la logique classique?

6-1. Les logiques modales

Page 3: Logique et raisonnement scientifique

C. I. Lewis, 1918 : les « paradoxes » de l’implication matérielle

(1) (2)

ad impossibile sequitur quodlibet Ex: si « l’eau bout à 100° » est vraie, alors il

est vrai que « si Charlemagne fut empereur, alors l’eau bout à 100° »

Distinguer une « implication stricte » d’une implication matérielle?

)( pqp )( qpp

Page 4: Logique et raisonnement scientifique

Implication stricte

P implique strictement Q si et seulement s’il est impossible que P soit vrai sans que Q le soit

Fait intervenir la notion de modalité

Page 5: Logique et raisonnement scientifique

… une idée pas neuve

Aristote, Premiers Analytiques cf. discussion sur l’aporie de Diodore Kronos

(J. Vuillemin, 1984)

Page 6: Logique et raisonnement scientifique

Aporie de Diodore - 1

A – le passé est irrévocable, B – si q suit nécessairement de p, alors s’il n’est pas

possible que q, il n’est pas possible que p C – il y a des possibles qui ne se réaliseront jamais, D – de ce qui se réalise il n’a jamais été vrai qu’il ne

se réalisera pas, E – de ce qui ne se réalise pas et ne se réalisera

jamais, il a été vrai (à quelque moment) qu’il ne se réalisera jamais

Page 7: Logique et raisonnement scientifique

Aporie de Diodore - 1

A – le passé est irrévocable, B – si q suit nécessairement de

p, alors s’il n’est pas possible que q, il n’est pas possible que p

C – il y a des possibles qui ne se réaliseront jamais,

D – de ce qui se réalise il n’a jamais été vrai qu’il ne se réalisera pas,

E – de ce qui ne se réalise pas et ne se réalisera jamais, il a été vrai (à quelque moment) qu’il ne se réalisera jamais

Pp MPp

L(p q)(Mq Mp)

(Mp p Fp)

p PFp

p Fp PFp

Page 8: Logique et raisonnement scientifique

Aporie de Diodore - 2

toute thèse étant nécessaire (axiome de nécessitation), on a : L(p PFp) (par D)

p Fp PFp (par E) PFp MPFp (par A) p Fp MPFp par transitivité (syllogisme) L(p PFp) (MPFp Mp) (par B) MPFp Mp (par modus ponens appliqué à 1 et 5) p Fp Mp (par 4, 6 et transitivité) Mp p Fp (contraposition de 7), autrement dit : C.

Page 9: Logique et raisonnement scientifique

Intérêt des logiques modales

Introduire : le temps dans la logique (logique temporelle) sous

l’aspect d’opérateurs tels que P et F (passé et futur), les considérations de contingence et de nécessité

(logique aléthique), celles de permission et d’obligation (logique

déontique) les notions de savoir et de croyance (logiques

épistémiques et doxastiques).

Page 10: Logique et raisonnement scientifique

opérateurs

logique aléthique : le nécessaire est le dual du possible

logique déontique : l’obligatoire est le dual du permis

logique de la prouvabilité : le prouvable est le dual du « consistant avec »

◊p □p

Page 11: Logique et raisonnement scientifique

Premières approches : Lewis et Langford, 1932

Présentation à la Hilbert

Page 12: Logique et raisonnement scientifique

Interprétation « naturelle »:□p = « il est nécessaire que p »

La logique modale (propositionnelle) est une extension du calcul propositionnel :

– Toute logique modale doit contenir comme théorèmes au minimum toutes les tautologies du CP,

– Comme il existe une procédure pour les déterminer (décidabilité), on peut admettre que chaque tautologie du CP est prise comme axiome

L’approche syntaxique (2)

Page 13: Logique et raisonnement scientifique

+ axiomes « propres », permettant de manipuler « □ »Axiomes CP : toute formule ayant la forme d’une

tautologieAxiome K : □() (□ □) Règles : modus ponens :

|— |— |—

nécessitation : |— |— □

L’approche syntaxique (3)

Page 14: Logique et raisonnement scientifique

Règles dérivées :

Théorème : □() □Preuve: () - axiome CP -

□(() ) - nécessitation - □(() ) (□() □) - axiome K -□() □ - modus ponens

L’approche syntaxique (4)

Page 15: Logique et raisonnement scientifique

Règles dérivées :Théorème : □() (□ □) Preuve: :□() □ - th1-□() □ - th1-□() (□□) - règle du CP - : ( ()) - axiome CP -□ □( ()) - <vérifier!> -□( ()) (□ □()) - axiome K - □ (□ □()) □ □ □()

L’approche syntaxique (5)

Page 16: Logique et raisonnement scientifique

Théorème de la déduction :

Théorème : si 1,2… n,|— alors 1,2… n|— Preuve:

Supposons 1,2… n,|— , alors dérivable à partir de 1,2… n, et de théorèmes 1, … m en utilisant seulement la règle de modus ponens (cf. restriction sur nécessitation), donc 1, … m,1,2… n,|— dans le CP, d’où par le théorème de la déduction dans CP: |— 1( … (m (1 (2 … (n ( ))…)))…). Cette formule est une tautologie de CP, donc un axiome 1 de K. Puisque 1, … m sont des théorèmes dans K, on obtient par MP: |— 1 (2 … (n ( ))…). En utilisant encore MP: 1,2… n|—

L’approche syntaxique (6)

Page 17: Logique et raisonnement scientifique

Problèmes avec l’approche syntaxiqueil est « facile » d’imaginer toutes sortes de systèmes d’axiomes… du genre:

□, □ □□ , ◊□ , etc.mais… quel sens cela a-t-il véritablement?(insuffisance de notre intuition)

Besoin d’une approche sémantique

L’approche syntaxique (7)

Page 18: Logique et raisonnement scientifique

Sémantique de la logique modale

Sémantique dite « de Kripke » Deux notions-clés :

– Monde possible– Relation d’accessibilité

Page 19: Logique et raisonnement scientifique

La théorie des mondes possibles

Page 20: Logique et raisonnement scientifique

Semantic frame

Un « frame » F est un couple (W, ) où:– W : un ensemble non vide (de « mondes possibles ») une relation binaire sur W

Un modèle (de Kripke) sur F est un couple (F, V) où:

– F est un « frame »– V est une application de {p1, p2, …, pn} W dans {0,1} (à

chaque lettre propositionnelle et chaque monde possible: une valeur de vérité)

Page 21: Logique et raisonnement scientifique

Sémantique (3)

Si dans le modèle M, V(p, w) = 1 (p: une lettre propositionnelle, w: un monde), on écrit:

VM,w(p) = 1 ou:

|=M,w p ou encore w |=M p On étend V à toute formule au moyen de:

– VM,w() = 1 ssi VM,w() = VM,w() = 1– VM,w() = 0 ssi VM,w() = VM,w() = 0– VM,w() = 1 ssi VM,w() = 0– VM,w( �) = 1 ssi pour tout w’ tel que ww’, VM,w’() = 1

Page 22: Logique et raisonnement scientifique

Sémantique (4)

|= ? ( découle sémantiquement de l’ensemble de prémisses )

On définira |= par:

« pour tout M et tout w, si w |= pour tout dans , alors w |=  »

ie: si, quel que soit le modèle M, tout monde possible pour M qui admet toutes les formules de vraies, admet aussi pour vraie, alors on dit que est une conséquence de

Page 23: Logique et raisonnement scientifique

Si |—K, alors |= Dém: par récurrence sur la longueur de la dérivation. Cas de base:

est un axiome, alors on vérifie que est bien vraie quel que soit le modèle M.

Hyp de récurrence: vrai pour une dérivation de longueur n. Soit une dérivation de longueur n+1, supposons que son dernier pas

soit une application de la règle de nécessitation, alors cela signifie que est obtenue par cette règle au moyen d’une formule p de longueur de dérivation n et que = �p. Supposons que |≠ �p. alors il existerait un monde w tel que w |≠ �p. Donc il existerait un monde w’ tel que ww’ et w’ |≠ p et on aurait |≠ p, ce qui est contradictoire avec l’hypothèse de récurrence.

Correction de la sémantique par rapport à K

Page 24: Logique et raisonnement scientifique

Liens entre propriétés de et formules vraies dans une logique modale

Supposons que nous prenions comme axiome supplémentaire, la formule :

□ Quelle est sa signification en termes de

« frame » ou de « relation d’accessibilité »?

Page 25: Logique et raisonnement scientifique

Si est vraie dans tout monde accessible au monde actuel w0, alors est vraie dans ce monde actuel

Autrement dit: w0 fait partie de ces mondes accessibles à partir de lui-même

w0 w0 Autrement dit: est réflexive

Page 26: Logique et raisonnement scientifique

w0

Page 27: Logique et raisonnement scientifique

w0

w6w5

w4

w3

w2

w1

w7

Page 28: Logique et raisonnement scientifique

w0

w6w5

w4

w3

w2

w1

w7 ?

Page 29: Logique et raisonnement scientifique

w0

w6w5

w4

w3

w2

w1

w7 ?

Page 30: Logique et raisonnement scientifique

Propriétés de et formules vraies

Idem pour:

□ □□ Si est vraie dans tout monde accessible au monde actuel w0,

alors c’est le cas également de □ Pour que □ soit vraie dans tout monde w accessible à w0, il

faut que soit vraie dans tout monde accessible à tout monde w accessible à w0.

Donc la formule exprime le fait que si est vraie dans tout monde accessible à w0, alors elle est encore vraie dans tout monde accessible à tout monde accessible à w0.

Page 31: Logique et raisonnement scientifique

ceci est assuré si:

est transitive

Page 32: Logique et raisonnement scientifique

□ □□

w0

Page 33: Logique et raisonnement scientifique

w0

w6w5

w4

w3

w2

w1

w7

□ □□

Page 34: Logique et raisonnement scientifique

w0

w6w5

□ □□

□□ ?

Page 35: Logique et raisonnement scientifique

w0

w6w5

□ □□

□□ ?

Page 36: Logique et raisonnement scientifique

w0

w6w5

□ □□

□□ ?

Page 37: Logique et raisonnement scientifique

w0

w6w5

□ □□

□□ ?

Page 38: Logique et raisonnement scientifique

Qu’en est-il de:

◊□ ?

Page 39: Logique et raisonnement scientifique

S’il existe un monde possible accessible au monde actuel où

□ est vraie, alors est vraie dans le monde actuel Soit w1 ce monde, dire que □ est vraie dans w1, c’est dire

que est vraie dans tout monde possible accessible à w1 Si on veut que toujours en ce cas, soit vraie dans w0, il suffit

que w0 soit toujours accessible à w1 Et ce, quel que soit le monde w1 accessible à w0

Donc que soit symétrique

Page 40: Logique et raisonnement scientifique

Caractérisation d’un frame

caractérise une propriété de si et seulement si tout frame <W, > ayant cette propriété admet comme formule vraie

une relation est dite euclidienne si et seulement si :

xyz x y x z y z

Page 41: Logique et raisonnement scientifique

Caractérisation (2)

□ (axiome T) caractérise les frames réflexifs

□ □□ (axiome 4) caractérise les frames transitifs

◊□ (axiome B) caractérise les frames symétriques

◊ □◊ (axiome 5) caractérise les frames euclidiens

Page 42: Logique et raisonnement scientifique

Différentes logiques

On a vu K (pas de propriété particulière de ) (logique modale minimale)

K + □ : logique T T + □ □□ : logique S4 S4 + ◊ □◊ : logique S5 si on ajoute □ : collapsus (retour à CP)

Page 43: Logique et raisonnement scientifique

complétude

Chacune de ces logiques est complète par rapport à son cadre

Propriété du modèle fini : – Un système S possède cette propriété si et seulement s’il

existe une sémantique pour S telle que, pour toute formule qui peut être rendue fausse sur un certain modèle, elle peut nécessairement l’être aussi sur un modèle fini.

Les systèmes modaux possèdent la propriété du modèle fini

Page 44: Logique et raisonnement scientifique

Une conséquence : décidabilité

K, T, S4, S5 : Axiomatisables on peut énumérer les déductions

possibles D1, D2, …Dn, …. Complètes si non démontrable, alors a un

contre-modèle Pté modèle fini se contenter de contre-modèles

finis on peut énumérer les modèles finis M1, M2, …, Mk, …

faire : suite alternée D1, M1, D2, M2, …. Dn, Mn, …. tôt ou tard: soit une preuve de , soit un contre-

modèle de

Page 45: Logique et raisonnement scientifique

discussion (1)

� : modalités ontiques :

– s’il est nécessaire que , alors modalités épistémiques :

– s’il est su que , alors mais :– s’il est cru que , alors

modalités déontiques :– s’il est obligatoire que , alors

Page 46: Logique et raisonnement scientifique

discussion (2)

• � �� • modalités ontiques :

– la nécessité de la nécessité =la nécessité (clôture) modalités épistémiques :

– s’il est su que , alors il est su qu’il est su que ? (conscience du savoir)

– si je crois que , alors je crois que je le crois?– plutôt: je sais que je le crois

modalités déontiques :– s’il est obligatoire que , alors il est obligatoire que cela soit

obligatoire

Page 47: Logique et raisonnement scientifique

discussion (3)

◊ ◊� • modalités ontiques :

– la possibilité est toujours nécessaire modalités épistémiques :

– si j’ignore que non- ,alors je sais que je l’ignore modalités déontiques :

– s’il est permis que , alors il est obligatoire que cela soit permis

Page 48: Logique et raisonnement scientifique

Problèmes de la logique déontique

O O( ) Est-ce que, si je dois payer mes impôts avant le 15 mars, je

dois payer mes impôts ou regarder passer l’Isère ? Pb avec K :O() (O O):

S’il est obligatoire d’acheter son billet pour aller à Nantes, si je

dois aller à Nantes, je dois acheter mon billet mais… si je n’y vais pas?

Page 49: Logique et raisonnement scientifique

Logique épistémique (1)

|—

|— Ktoute vérité (logique) est connue…!

(omniscience) Axiome K : si x sait que A B alors s’il sait A, il sait

B (« distribution ») Connaissance : x sait que Modus ponens

Page 50: Logique et raisonnement scientifique

Logique épistémique (2)

4 : Ki Ki Ki Axiome de l’introspection positive 5 : Ki Ki Ki Axiome de l’introspection négative B : KiKi ???

Page 51: Logique et raisonnement scientifique

Logique épistémique (3)

Mondes possibles : un agent i sait une chose dans un monde actuel w0

si et seulement si cette chose est vraie dans tous les mondes que i peut se représenter à partir de ce monde actuel, autrement dit les mondes alternatifs qu’il peut concevoir en laissant fixes par ailleurs toutes les autres connaissances qu’il possède, y compris bien sûr celle des lois de la logique.

Page 52: Logique et raisonnement scientifique

Problèmes de la logique épistémique

Le paradoxe de la connaissabilité (Fitch, 1963)

S’il existe une vérité inconnue, alors le fait que ce soit une vérité inconnue est lui-même… inconnaissable!

donc : si on admet que toute vérité peut-être connue,… il n’existe pas de vérité inconnue!

ou : si toutes les vérités sont connaissables… elles sont toutes connues!

Page 53: Logique et raisonnement scientifique

La preuve

1) admettons (KP) : p (p Kp)

(toute vérité peut être connue)

supposons que nous soyons non omniscient :

(NonO) : p (p Kp)

(il y a une vérité non connue)

donc, soit p telle que p Kp

(KP) (p Kp) K(p Kp)

(MP) K(p Kp)

Page 54: Logique et raisonnement scientifique

La preuve

mais…2) on a prouvé : (A) K(p q) Kp Kqon a l’axiome K : (B) Kp psupposons : K(p Kp), (hyp. abs.) alors :par (A) : Kp KKp par (B) : Kp Kp – contradiction –donc K(p Kp)

donc �K(p Kp) – nécessitation –donc K(p Kp)

Page 55: Logique et raisonnement scientifique

La preuve

donc une contradiction découle de (KP) + (NonO)

Si on veut que toute vérité soit connaissable, il faut nier que l’on soit non omniscient :p (p Kp) d’où il découle : p (p Kp) c’est-à-dire : p (p Kp) d’où : p (p Kp)

(toute vérité est connue)

Page 56: Logique et raisonnement scientifique

Solution « intuitionniste »

en logique intuitionniste, l’élimination de la double-négation n’est pas valide,

(p Kp) =/=> (p Kp) nous avons : p (p Kp) nous n’avons pas de moyen de trouver une

vérité p que nous ne connaissons pas ! (car alors, on la connaîtrait !)

Page 57: Logique et raisonnement scientifique

Deux conceptions du savoir

Une conception « réaliste » : – Les « vérités » sont dans le monde et elles sont à

connaître. A un certain moment, certaines sont connues et d’autres non (paradigme de la « découverte »)

– Le réaliste est classique Une conception « anti-réaliste » ou

« constructiviste » :– Il n’y a pas de vérité en dehors du sujet connaissant. Toute

vérité est une construction, donc par définition, on les connaît toutes !

– L’anti-réaliste est intuitionniste

Page 58: Logique et raisonnement scientifique

Les problèmes de la connaissance partagée: paradoxe de Conway

5 enfants jouent, à qui on a demandé de surtout ne pas se salir, mais 3 d’entre eux ont reçu sans s’en rendre compte de la boue sur le front. On suppose qu’ils sont très intelligents (!) et ne répondent que quand on leur pose une question.

Le père arrive et dit une première fois : « au moins l’un de vous a de la boue sur le front, est-ce que chacun de vous peut me dire s’il a de la boue sur le front? »

Ils répondent tous « non », évidemment… Le père redit exactement la même chose… même réponse Puis le père redit encore une fois la même chose… et là, chaque

enfant sali est capable de donner la bonne réponse Pourquoi?

Page 59: Logique et raisonnement scientifique

paradoxe de Conway (solution)

Par récurrence sur le nombre k d’enfants ayant de la boue sur le front k = 1 : l’enfant qui a de la boue voit bien que les autres n’en ont pas, il

en déduit que c’est lui qui s’est sali Hypothèse de récurrence : s’il y a k enfants salis, alors chaque

enfant sali donne la bonne réponse à la kème formulation de la question

Induction: imaginons qu’il y ait k+1 enfants avec de la boue sur le front, si à la kème formulation de la question, tout le monde répond toujours « non », c’est, d’après l’hypothèse de récurrence que le nombre d’enfants ayant de la boue sur le front est supérieur à k. Comme chaque enfant sale voit bien qu’il y en a exactement k autres que lui qui ont également de la boue sur le front, il en déduit que lui aussi a de la boue sur le front.

Page 60: Logique et raisonnement scientifique

Pourquoi ce paradoxe a-t-il un lien avec la circularité?

Ce qui est bizarre :– Le fait que répéter plusieurs fois de suite la même

information… change la situation!– Imaginons k>1 : en ce cas, chaque enfant sait qu’au moins

un enfant a de la boue sur le front, on pourrait dire : « inutile donc de le leur dire », or le fait de dire cette information change les choses…

– Quel est donc le statut de cette information qui est dite ?

Page 61: Logique et raisonnement scientifique

Information partagée

En la disant, l’information est rendue publique, elle devient partagée…

Autre exemple : jouer aux cartes avec jeu à découvert et jouer aux cartes avec jeu caché mais en trichant et en regardant le jeu de son voisin…

Premier cas: le joueur A connaît le jeu du joueur B mais le joueur B le sait et le joueur A sait que le joueur B sait qu’il le connaît, et ainsi de suite!

– L’information est publique, ou partagée(le joueur A sait que le joueur B sait que le joueur A connaît son jeu etc.)

Deuxième cas: le joueur B ne sait pas que le joueur A connaît son jeu et le joueur A sait que le joueur B ne sait pas qu’il connaît son jeu

– L’information est privée

Page 62: Logique et raisonnement scientifique

Formaliser la connaissance partagée

Que signifie le fait qu’un groupe d’agents connaît  ? - DG : le groupe G a la connaissance « distribuée »

de . Si quelqu’un connaissait tout ce que les membres de G connaissent, alors il connaîtrait .

- SG : quelqu’un dans G connaît  .- EG : tout le monde dans G connaît  .- EG

k : EG1 = EG ;

EGk+1 = EGEG

k.- CG :  est « connaissance partagée » dans G :

CG = EG  EG2  … EG

k  …

Page 63: Logique et raisonnement scientifique

Alice et Bob

Considérons par exemple le cas où k = 2, Considérons l’état de connaissance d’un enfant. Prouvons que,

avant que le père parle, EGk-1 est le cas, mais pas EG

k. Alice et Bob sont les deux seuls enfants qui ont de la boue sur

le front. – Chaque enfant voit au moins un enfant qui a de la boue sur le

front, donc : EG. – Toutefois, Alice voit un seul enfant ayant de la boue sur le front.

Elle peut très bien supposer qu’il est le seul à avoir de la boue sur le front, auquel cas, elle pense que Bob ne sait pas qu’un enfant a de la boue sur le front.

– Autrement dit, elle ne sait pas que Bob sait qu’au moins un enfant a de la boue sur le front,

– ce qui signifie qu’on n’a pas EG2.

Page 64: Logique et raisonnement scientifique

suite

Or, dans le cas présent, il faut qu’elle sache que Bob sache aussi qu’il y a au moins un enfant qui a de la boue sur le front pour qu’elle puisse déduire qu’elle en a nécessairement.

Autrement dit, EG ne suffit pas, mais EG2 suffirait.

Or pour être sûr que tout le monde (même Bob, du point de vue d’Alice) sait qu’au moins un enfant a de la boue sur le front, il suffit qu’une personne extérieure le dise.

Autrement dit, l’énoncé du père a cette fonction. Dès que le père a parlé, les enfants ont une connaissance partagée

de ce fait : quand le père énonce , les enfants savent que  (autrement dit : EG) et que le père a énoncé  : donc chaque enfant sait aussi que les enfants savent que   (EG

2). Donc, quand le père énonce , chaque enfant sait que , que EG et que EG

2, donc on a EG

3. Et ainsi de suite…

Page 65: Logique et raisonnement scientifique

Un énoncé « point fixe »

Si on identifie « le père énonce  » et EG(  « le père énonce  »), on a :

« le père énonce  » = EG(  « le père énonce  »)

= EG(  EG(  « le père énonce  »))

= EG(  EG(  EG(  « le père énonce  »))) = etc.

une solution de l’équation : = EG()ou encore : « le père énonce  » = EG()  EG

2  EG3  … EG

k  ….Or, il s’agit là exactement de l’opérateur de connaissance

partagée.

Page 66: Logique et raisonnement scientifique

Information partagée (2)

Comment représenter l’information partagée? Supposons que A, B et C acquièrent à partir d’un

évènement e la connaissance partagée d’un fait , alors on a simultanément:

– e |= (l’évènement e est tel que soit vrai)– e |= A sait e (l’évènement e est tel que A sait que e)– e |= B sait e id– e |= C sait e id

Page 67: Logique et raisonnement scientifique

On peut donc caractériser un évènement minimal e comme le plus petit supportant tous ces faits, d’un point de vue ensembliste:

e = {, A sait e, B sait e, C sait e } Ce qui donne une structure circulaire

Information partagée (3)

Page 68: Logique et raisonnement scientifique

e = {, A sait e, B sait e, C sait e }e = {, A sait {, A sait e, B sait e, C sait e }, B

sait e, C sait e }e = {, A sait {, A sait e, B sait e, C sait e }, B

sait {, A sait e, B sait e, C sait e }, C sait {, A sait e, B sait e, C sait e } }

etc.

Information partagée (4)

Page 69: Logique et raisonnement scientifique

e

A sait B sait C sait

Page 70: Logique et raisonnement scientifique

Les tableaux

Chaque monde est représenté par un tableau à deux colonnes

– Dans l’une on met ce qui est vrai en ce monde– Dans l’autre on met ce qui est faux en ce monde

Dès qu’une proposition vient s’inscrire dans les deux colonnes d’un même tableau : on a une contradiction

Page 71: Logique et raisonnement scientifique

S4 : □(p q) □(□p □q)

Supposons que cela soit faux Alors il existe un monde w où elle est fausse, c’est-à-dire où

□(p q) est vrai mais □(□p □q) faux, Si □(□p □q) est faux dans w, alors il existe un monde w’

accessible à w où □p □q est faux, c’est-à-dire où □p est vrai mais □q faux,

Si □q est faux dans w’ alors il existe un monde w’’ accessible à w’ où q est faux,

Comme l’accessibilité est transitive, w’’ est accessible à w, donc p q y est vrai, de même que p puisque w’’ est accessible à w’, d’où q devrait y être vrai, or il est faux

Page 72: Logique et raisonnement scientifique

w

V F

(1) □(p q)

□(□ p □q)(2) □(p q) (2) □(□p □q)

w’

(3) □p □q

V F

(4) □p (4) □q

V Fw’’

(5) q(6) p(7) p q (8) q

S4 : □(p q) □(□p □q)

Page 73: Logique et raisonnement scientifique

Logiques temporelles

A. N. Prior, 1967 Past, Tense and Future G se traduit par : « il sera toujours le cas » H : « il a été toujours le cas » F : « il sera au moins une fois le cas » P : « il a été au moins une fois le cas »

Page 74: Logique et raisonnement scientifique

Sémantique des logiques temporelles

un couple (T, <) (au lieu de (W, )) où T est un ensemble non vide d’instants et où « < » est la relation d’antériorité entre instants

Page 75: Logique et raisonnement scientifique

Axiomes courants

CP : toutes les tautologies du CP K1 : G() (GG) K2 : H() (HH) Axiome 3 : PG, FH

Page 76: Logique et raisonnement scientifique

Sémantique - 2

T: une suite totalement ordonnée, sans origine ni fin?

Au minimum : un « ordre linéaire strict »:– R est transitive– R est irréflexive– R est faiblement connexe:

))()()(( yRxyxxRyyx

Page 77: Logique et raisonnement scientifique

Sémantique - 2

Au minimum : un « ordre linéaire strict »:– R est transitive :

G GG, et H HH – R est irréflexive :

???– R est faiblement connexe:

???))()()(( yRxyxxRyyx

Page 78: Logique et raisonnement scientifique

Sémantique - 3

Des propriétés plus faibles: Une relation R est dite non branchante vers

le futur si et seulement si :

Une relation R est dite non branchante vers le passé si et seulement si :

))()()(()((,, zRyzyyRzxRzxRyzyx

))()()(()((,, zRyzyyRzyRxzRxzyx

Page 79: Logique et raisonnement scientifique

Sémantique - 3

Des propriétés plus faibles: Une relation R est dite non branchante vers le futur

si et seulement si :– Fp G(p Pp Fp),

Une relation R est dite non branchante vers le passé si et seulement si :

– Pp H(p Pp Fp)

Densité du temps – GG G, et HH H. :

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le temps branchant

On peut combiner des modalités Par exemple , et G, H (il sera toujours le cas que, il a été

toujours le cas que, avec leurs duales F - il sera au moins une fois que - et P – il a été au moins une fois que -)

Admettons que les mondes possibles aient un axe temporel commun

VM,w,t() = 1 ssi pour tout w’ tel que wRw’: VM,w’,t() = 1 VM,w,t(G) = 1 ssi pour tout t’ tel que t<t’: VM,w,t’() = 1 Mais l’accessibilité entre les mondes change avec le temps! VM,w,t() = 1 ssi pour tout w’ tel que wRtw’: VM,w’,t() = 1

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représentation du temps branchant

Idée: wRtw’ ssi w et w’ ont eu la même « histoire » jusqu’à t

t0 t1 t2 t3 t4

Page 82: Logique et raisonnement scientifique

formalisation des contrefactuels

Si Pierre était venu, il aurait rencontré Marie p = Pierre vient q = Pierre rencontre Marie P(p(p Fq)) = Il a été une fois dans le passé un monde où p était

faux et où dans tous les mondes alternatifs possibles à ce monde où p était vrai, il allait être le cas au moins une fois dans le futur que q

Page 83: Logique et raisonnement scientifique

Pas si simple…

P(p(p Fq)) |—

P(p((p r) Fq))

Alors s’il est vrai que:

Si Pierre était venu il aurait rencontré Marie

est-il vrai que:

Si Pierre était venu et en venant s’était tué sur la route, il aurait rencontré Marie ?

Page 84: Logique et raisonnement scientifique

Pas si simple…

Si Pierre était venu, toutes choses étant égales par ailleurs, il aurait rencontré Marie

(p q) « q est vrai dans tous les mondes alternatifs où p est vrai »,(p q) = « q est vrai dans tous les mondes alternatifs où p est vrai, tout autre état de choses demeurant constant »--> introduction d’une relation de similarité entre les mondes

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Temps branchant – suite -

Une représentation très « réaliste » du temps : les mondes existeraient indépendamment

des histoires parallèles… cf. Many-Worlds Interpretation of Quantum

Mechanics, Everett, 1957 : chaque fois qu’une expérience quantique a lieu,

avec différents résultats (cf. fentes de Young), tous les résultats sont obtenus, chacun dans un monde différent, même si nous ne sommes avertis que du monde comportant le résultat que nous avons vu !!!

Page 86: Logique et raisonnement scientifique

Autres conceptions du temps

Clausewitz : « en raison de leurs conséquences, les évènements possibles doivent être jugés comme réels »

tout possible se réalise, soit dans le présent, soit dans le futur– un changement dans la conception de la liberté?– l’avenir : un point fixe à déterminer?

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L'irréel n'a pas d'être, le réel ne cesse jamais d'être