Introdução a Lógica PROF. NAYARA ZAGO BASSETTO Estudar Lógica... para quê? Pensar “corretamente” encadeando o raciocínio. Formalizar o raciocínio lógico: tornar explícito aquilo que é implícito. Facilitar a programação lógica: Circuitos lógicos, Fluxogramas, Modelagem de dados, Linguagens de montagem e linguagens estruturadas de computação. Solucionar problemas com uso de técnicas de inteligência artificial: Lógica “fuzzy”, Redes Neurais, Algoritmos genéticos. História e evolução da lógica A lógica iniciou-se com Aristóteles (384-322 A.C.), em sua obra Organum (“ferramenta”) estabeleceu os princípios gerais e sólidos que domina o pensamento ocidental há mais de 2 mil anos. Os filósofos gregos utilizavam a Lógica em suas discussões sob formas de sentenças afirmativas ou negativas. Leibniz, por volta de 1666, a utilizou em vários trabalhos chamando-a de calculus ratiotinator originando a idéia da lógica matemática. História e evolução da lógica Euler, no século XVIII, fez a 1a representação gráfica entre sentenças (proposições). Entre 1847 a 1859 DeMorgan e Boole publicaram vários tratados e livros que deram uma base algébrica e formal para a lógica. Em 1879, Fregue provoca uma revolução ao desenvolver um sistema de representação simbólica: a lógica de predicados. Em 1937/1938 Nakashima e Shannon aplicam a álgebra de Boole em circuitos com relés dando origem ao 1o computador eletro-mecânico. História e evolução da lógica A representação gráfica de Euler é ampliada por Venn no século XIX, Veitch em 1952 e Karnaugh em 1953 (mapas Veitch- Karnaugh). Na década de 60 Zadek estabeleceu a base formal da teoria de conjuntos para a lógica “fuzzy” ou difusa. “A Lógica tem por objeto o estudo das leis gerais do pensamento e as formas de aplicálas corretamente na investigação da verdade”. Evolução da lógica: argumentos Aristóteles se preocupava com as formas de raciocínio que, a partir de conhecimentos anteriores considerados verdadeiros (axiomas), permitiam obter novos conhecimentos (novas verdades): – Essa forma de encadeamento é chamado, em Lógica, de argumento. Argumento é coleção de informações (sentenças ou proposições) em que uma delas, chamada conclusão, é obtida a partir das outras, chamadas premissas. – As afirmações envolvidas são chamadas proposições; – Usualmente, a proposição derivada é chamada conclusão, e as demais, são as premissas. Evolução da lógica: argumentos Em um argumento válido, as premissas são provas da verdade da conclusão. Eis um exemplo de argumento válido: Se eu ganhar na Loteria, serei rico Eu ganhei na Loteria Logo, sou rico Como a conclusão “sou rico” é uma decorrência lógica das duas premissas, esse argumento é considerado válido. “A Lógica formal se preocupa com o relacionamento entre as premissas e a conclusão, com a estrutura e a forma do raciocínio, e não com seu conteúdo”. “O objeto da Lógica é determinar se a conclusão é ou não uma conseqüência lógica das premissas”. Evolução da lógica: argumentos A validade do argumento está ligada à forma pela qual ele se apresenta, como mostrado no enunciado: Se eu ganhar na Loteria, serei rico Não ganhei na Loteria Logo, não sou rico Embora seja semelhante ao anterior, tem outra forma, e, nessa forma, a conclusão não se segue logicamente das premissas, portanto, não é um argumento válido. Introdução a Lógica Matemática - 2007/1 – p. 10 Argumentos: dedução e indução Argumentos dedutivos: as premissas fornecem uma prova conclusiva da veracidade da conclusão. – Um argumento dedutivo é válido quando suas premissas, se verdadeiras, fornecem provas convincentes para sua conclusão. Argumentos indutivos: as premissas nem sempre apresentam provas da veracidade da conclusão, mas, apenas indicações dessa veracidade: Joguei uma pedra no lago, e a pedra afundou; Joguei outra pedra no lago e ela também afundou; Joguei mais uma pedra no lago, e também esta afundou; Logo, se eu jogar uma outra pedra no lago, ela vai afundar. “ Eles não são válidos ou inválidos, mas costumam ser avaliados de acordo com a maior ou menor possibilidade com que suas conclusões sejam estabelecidas”. EXEMPLOS Todos os homens são mortais Todos os atenienses são homens. Todos os atenienses são mortais. Todos os homens são mortais Sócrates é homem. Sócrates é mortal Nenhum astro é perecível Todas as estrelas são astros Nenhuma estrela é perecível. Nenhum tirano é amado. Dionísio é tirano. Dionísio não é amado. Proposições e Predicados Como a Lógica das proposições singulares é mais simples que a lógica que trata também com conjuntos de objetos, o estudo é separado em duas partes: – O Cálculo Proposicional, ou Lógica Sentencial, que se ocupa das proposições singulares. Se o cão é mamífero, então mama; Premissa Se A, então B O cão é mamífero; Premissa Vale para A Logo, o cão mama. Conclusão Então, vale B – O Cálculo de Predicados, ou Lógica dos Predicados, que trata dos conjuntos de objetos e suas propriedades. Todos os homens são mortais. Sócrates é um homem. Logo, Sócrates é mortal. Premissa Todo B é A Premissa Algum B é C Conclusão Logo, algum C é A. A Lógica e seus “Princípios” A Lógica Formal repousa sobre três princípios fundamentais. São eles: – Principio da Identidade: toda proposição é idêntica a si próprio, (se uma afirmação é verdadeira, ela é um axioma). – Princípio da Não Contradição: Uma proposição não pode, simultaneamente, ser verdadeira e falsa. Isto é, de duas afirmações contraditórias, uma necessariamente é falsa. – Princípio do Terceiro Excluído: Toda proposição é verdadeira ou falsa, não existindo uma terceira opção. Proposições: linguagem e dicotomia A lógica estuda a validade de argumentos. A linguagem utilizada é fundamental, pois por meio dela expressamos as idéias em nossos raciocínios. O mundo apresenta situações dicotômicas, com duas condições ou dois estados que mutuamente se excluem: Verdadeiro (V) Falso (F) Ligado Desligado Sim (S) Não (N) Branco Preto 1 0 Proposições e conectivos Conectivos são expressões usadas para,a partir de proposições conhecidas, gerar novas proposições. Em geral usam-se letras latinas A, B, C,... (a,b,c,..) para indicar proposições arbitrárias. Conectivo Função Símbolo (a, b) Significado Não negação ¬a ou a ou a’ não a e conjunção a ۸ b ou a • b a e b ou disjunção a ۷ b ou a + b a ou b se .....não condicional a b ou a b Se a, então b se..e somente..se bicondicional a b ou a b a se, e somente se b Tabelas-verdade Tabela-verdade é uma forma de representar todas as combinações lógicas possíveis. Assim dados dois interruptores/portas lógicas a e b, teremos: 1) s = a 2) s = a + b (a ۷ b) 3) s = a • b (a ۸ b) a b s=a+b a b s=a•b a s=a 0 (F) 1 (V) 0 (F) 0 (F) 0 (F) 0 (F) 0 (F) 0 (F) 1 (V) 0 (F) 0 (F) 1(V) 1 (V) 0 (F) 1 (V) 0 (F) 1 (V) 0 (F) 1 (V) 1 (V) 0 (F) 0 (F) 1 (V) 1 (V) 1 (V) 1 (V) 1 (V) 1 (V)