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今日數學家
 
德.摩根
Augustus De Morgan
 
德.摩根
Augustus De Morgan

當年今日數學家
 
以下是當年今日出生的數學家:
1602Billy
1640La Hire
1690Goldbach
1796Steiner
1839Barbier
1891Shewhart
1911Walter Ledermann

以下是當年今日殞落的數學家:
1871De Morgan
1964Norbert Wiener
1989Jeffreys

狄摩根

(Augustus De Morgan)



1806年5月27日生於印度,1871年3月13日死於英國

狄摩根的名字對大多數高中生來說一定不陌生,因為在學到集合論的時候有一個狄摩根定律:如果宇集中的兩個子集合A和B,則他們兩集合連集的補集合等於他們各自補集的交集,可用數學式子表示如下:

(A∪B)′=A′∩B′

狄摩根出生於印度馬德里,他是英國人,只不過因為他父親在印度的東印度公司工作,後來他回到英國,在著名學府三一學院唸書,他的老師是皮考克教授 (Peacock),並且以數學榮譽考試第四名的資格畢業,1727年,他回到他們家族世居地倫敦,1828年,他就在新成立的倫敦大學當教授,儘管當時 他還沒有任何數學上的成果發表,他並就職演說上暢談他的數學學習。並且在這裡,通過他的學生與他的著作,對英國數學起了很大的影響,他對於數學史和哲學都 非常精通,寫過代數基礎、微分計算、邏輯與機率論的著作,他是一位很好的老師,上起課來也非常的風趣幽默。
他也愛好音樂,吹的一手好笛子,和他在一起的人,總是能夠感受到他那快樂的一面,他還非常喜歡都市生活,而當人們在學術上或是宗教上有一點爭端時,他總是 跳出來為正義的一方說話,他還非常喜歡猜謎語,每當人們問起他說:親愛的狄摩根先生,請問你現在幾歲呢?他總是會回答我在 x2 年是 x 歲,這位數學家1871年死於倫敦。

奧古斯都·德·摩根(Augustus De Morgan)(1806年6月27日1871年3月18日),英國數學家邏輯學家。他明確陳述了德·摩根定律,將數學歸納法的概念嚴格化。

德.摩根(Augustus De Morgan,公元1806年─公元1871年)是在印度出生的英國分析學家、機率學家和邏輯學家,他其中一項研究成果便是有名的「德.摩根定律」(De Morgan's Laws)。

生平

童年

德·摩根生於印度馬德拉斯管轄區。其父在東印度公司工作,母親是James Dodson(曾編製反對數表)的後代。德·摩根七個月大時,舉家遷回英國。

十歲時,父親去世,她母親帶他搬到英國西部。其數學才華一直未被發現,直至十四歲時,一位家庭的朋友意外發現他精心繪製的尺規作圖。

德·摩根有一目失明。於是他求學時期沒有參與任何體育活動,因此被同學取笑。

德·摩根的母親是英國教會的活躍分子,寄望兒子成為牧師。而他的中學老師,畢業於牛津大學奧里爾學院的Mr Parsons,是個擅長古典文學多於數學的人。可是德·摩根都不受這些長輩的影響。

大學教育

1823年,16歲的他進入劍橋大學三一學院,與喬治·皮庫克威廉·修艾爾成為終身的好朋友。德·摩根受皮庫克影響,引起了對代數和邏輯的興趣。

他主要的娛樂是


命 題 邏 輯 簡 介

 

2006/02/26, by Chi

 

命題邏輯所使用的符號意義(以下大寫英文字代表一個命題)

 

符號

v

&

à

意義

Not

Or

And

If then

舉例說明

– P

P命題為假

P v Q

P命題或是Q命題為真

P & Q

P命題和Q命題皆為真

P à Q

如果P命題為真則Q命題必為真

 

命題邏輯的推論規則 (凡是符合下列形式的推論皆為有效論證)

 

名稱

1. MP

2. MT

前提

P à Q

P

P à Q

– Q 

結論

Q

– P

舉例說明

如果小明是一隻鳥則小明會飛。

小明是一隻鳥

因此小明會飛

如果小明是一隻鳥則小明會飛。

小明不會飛。

因此小明不是一隻鳥。

 

名稱

3. HS

4. DS

前提

P à Q

Q à R

P v Q

– P

結論

P à R

Q

舉例說明

如果小明是一隻鳥則小明會飛。

如果小明會飛則小明喜歡吃蟲。

因此如果小明是一隻鳥則小明喜歡吃蟲。

我口袋裡有五元不然就是有拾元

我口袋裡有五元是不正確的。

因此我口袋裡有拾元

 

 

名稱

5. Adj (結合律)

前提

P

Q

結論

P & Q

舉例說明

我今天穿藍色衣服。

我今天穿黑色運動鞋。

因此我今天穿藍色衣服以及黑色運動鞋。

 

名稱

6. Simp (簡化律)

7. Add (添加律)

前提

P & Q

P

結論

P

P v Q

舉例說明

我今天穿藍色衣服及黑色運動鞋。

因此我今天穿藍色衣服。

我今天穿藍色衣服。

我今天穿藍色衣服或是白衣服。

 

名稱

8. 雙否定律(DN)

9. 交換律 (Com)

10. 交換律 (Com)

前提

– – P

P v Q

P & Q

結論

P

Q v P

Q & P

舉例說明

我並非不去。

因此我會去。

今天下雨或下雪。

因此今天下雪或下雨。

今天下雨又出太陽。

因此今天出太陽又下雨。

 

名稱

11. 冪等律 (Idem)

冪等律 (Idem)

前提

P & P

P v P

結論

P

P

舉例說明

今天下雨而且下雨。

因此今天下雨。

今天下雨或是下雨。

因此今天下雨。

 

名稱

12. 狄摩根律 (DeM)

狄摩根律 (DeM)

前提

– (P & Q)

– (P v Q)

結論

– P v – Q

– P & – Q

舉例說明

並非既穿黑色衣服又穿黑色運動鞋。

因此並非既穿黑色衣服或者我並非穿黑色運動鞋。

我口袋裡有五元不然就是有拾元﹐這是錯誤的。

因此我口袋裡並非有五元也不是有拾元

 

名稱

13. 條件句與選言等值(CD)

前提

P à Q

結論

– P v Q

舉例說明

如果小明是一隻鳥則小明會飛。

因此小明不是一隻鳥或是小明會飛其中必有一為真。

 

其他推論方法

 

1. 條件証法 (CP)

先假設P為真,然後導出Q,則證明P à Q為真。

 

2. 間接證法(謬証) RAA

先假設P為真,然後導出矛盾,則證明 P為真(意即P為假)

 


  邏輯 

邏輯不能涵蓋人生 人生未必要全部合乎邏輯 

文學語言 不一定合乎邏輯 卻往往能夠感人肺腑 

 

然而邏輯卻是一切論證的基準 

缺乏邏輯 就不能建構完整可靠的理論 

缺乏邏輯 論證的說服力也會大打折扣 

 

培養個人的邏輯分辨力 

可以讓自己說的話更具有說服力 

也比較容易洞察別人話語的疏漏 

 

以下六個論證 摘自網路小說名著 

您能說說看 那些地方有問題嗎 ^_^ 

 

 

() 

如果我有一千萬,我就能買一棟房子。  

我有一千萬嗎?沒有。  

所以我仍然沒有房子。  

 

() 

如果我有翅膀,我就能飛。  

我有翅膀嗎?沒有。  

所以我也沒辦法飛。  

 

() 

如果把整個太平洋的水倒出,也澆不熄我對妳愛情的火燄。  

整個太平洋的水全部倒得出嗎?不行。  

所以我並不愛妳。  

 

() 

如果我還有一天壽命,那天我要做你女友。 

我還有一天的命嗎?..沒有。 

所以,很可惜。我今生仍然不是你的女友。 

 

() 

如果我有翅膀,我要從天堂飛下來看你。 

我有翅膀嗎?..沒有。 

所以,很遺憾。我從此無法再看到你。 

 

() 

如果把整個浴缸的水倒出,也澆不熄我對你愛情的火燄。 

整個浴缸的水全部倒得出嗎?..可以。 

所以,是的。我愛你...


  基本推論規則 

1. 肯定前件(M.P.)

 p > q

 

 p

  q

 

2. 否定後件(M.T.)

 p > q

 

 ~q

  ~p

 

3. 假言三段論(H.S.)

 p > q

 

 q > r

  p > r

 

4. 簡化(Simpl.)

 

 pq  pq

  p  q

 

5. 連言(Conj.)

 

 p

 

q

  pq

6. 選言三段論(D.S.)

 p v q p v q

 

 ~p  ~q

  q  p

 

7. 添加(Add.)

 

 p  q

  p v q p v q

 

8. 兩難論(Dil.)

 

 p > q

 

r > s

 

p v r

  q v s


取代規則 

1. 雙否言規則(D.N.)

 p  (~ ~ p)

 

2. 交換規則(Comm.)

 (p v q)  (q v p)

 (pq)  (qp)

 

3. 結合規則(Assoc.)

 ((p v q) v r)  (p v (q v r))

 ((pq)r)  (p(qr))

 

4. 重複規則(Dup.)

 p  (p v p)

 p  (pp)

 

5. 狄摩根規則(DeM.)

 (~ (p v q))  (~p~q)

 (~ (pq))  (~p v~q)

 

6. 雙如言互換規則(B.E.)

 (p q)  ((p>q)(q > p))

 

7. 質位同換規則(Contrap.)

 (p > q)  (~q > ~p)

 

8. 如言互換規則(C.E.)

 (p > q)  (~p v q)

 

9. 移出規則(Exp.)

 ((pq) > r)  (p > (q > r))

 

10.分配規則(Dist.)

 (p(q v r))  (pq) v (pr)

 (p v (qr))  (p v q)(p v r)


邏輯試題

有12名惡棍同聚一室談判,後來因為談不攏,引發一陣兇殘。 

根據搜證資料,得到以下四條線索: 

(甄大殺了郝小而且吳一殺了劉二)以及(張三沒殺李四而且蘇五沒殺勞六) 

  這兩者至少有一方面是事實。 

2如果(張三殺了李四而且甄大殺了郝小),那麼便可進一步斷定: 

  如果吳一殺了劉二,則白七沒殺王八。 

3如果不是(白七殺了王八或者賈九殺了程十),那麼吳一就沒殺劉二。 

4事實上,賈九沒殺程十。 

法官據此斷定:張三沒殺李四。 

若您覺得法官推論正確,請逐步證明 

  否則請您舉出一個反例


邏輯解題一 

()(甄大殺了郝小而且吳一殺了劉二)以及(張三沒殺李四而且蘇五沒殺勞六)這兩者至少有一方面是事實。
(
)如果(張三殺了李四而且甄大殺了郝小),那麼便可進一步斷定:如果吳一殺了劉二則白七沒殺王八。
(
)如果不是(白七殺了王八或者賈九殺了程十),那麼吳一就沒殺劉二。
(
)事實上,賈九沒殺程十。
因此張三沒殺李四。

若以真值表法來檢驗本論證的有效性
  可以先對本論證所牽涉到的事件做初步分析:
    本論證所牽涉的人物雖然有12位
    但其所牽涉的事件,卻只有六件,我們先各以代號來標示這些事件:
      A 甄大殺了郝小
      B 吳一殺了劉二
      C 張三殺了李四
      D 蘇五殺了勞六
      E 白七殺了王八
      F 賈九殺了程十
    並對各個前提和結論,也各賦予它一個代號:
      G 代表前提()
      H 代表前提()
      I 代表前提()
      J 代表前提()
      K 代表結論
    ABCDEF六個事件,都有真假的可能
      由此可以得到64種可能狀況
        每一種狀況下的GHIJK也都可以推測得出

   如此一來,可以得到以下的真值表:
    ABCDEFGHIJK
  ------------
  1.TTTTTTTFTFF
  2.TTTTTFTFTTF
  3.TTTTFTTTTFF
  4.TTTTFFTTFTF
  5.TTTFTTTFTFF
  6.TTTFTFTFTTF
  7.TTTFFTTTTFF
  8.TTTFFFTTFTF
  9.TTFTTTTTTFT
 10.TTFTTFTTTTT ˇ
 11.TTFTFTTTTFT
 12.TTFTFFTTFTT
 13.TTFFTTTTTFT
 14.TTFFTFTTTTT ˇ
 15.TTFFFTTTTFT
 16.TTFFFFTTFTT
 17.TFTTTTFTTFF
 18.TFTTTFFTTTF
 19.TFTTFTFTTFF
 20.TFTTFFFTTTF
 21.TFTFTTFTTFF
 22.TFTFTFFTTTF
 23.TFTFFTFTTFF
 24.TFTFFFFTTTF
 25.TFFTTTFTTFT
 26.TFFTTFFTTTT
 27.TFFTFTFTTFT
 28.TFFTFFFTTTT
 29.TFFFTTTTTFT
 30.TFFFTFTTTTT ˇ
 31.TFFFFTTTTFT
 32.TFFFFFTTTTT ˇ
 33.FTTTTTFTTFF
 34.FTTTTFFTTTF
 35.FTTTFTFTTFF
 36.FTTTFFFTFTF
 37.FTTFTTFTTFF
 38.FTTFTFFTTTF
 39.FTTFFTFTTFF
 40.FTTFFFFTFTF
 41.FTFTTTFTTFT
 42.FTFTTFFTTTT
 43.FTFTFTFTTFT
 44.FTFTFFFTFTT
 45.FTFFTTTTTFT
 46.FTFFTFTTTTT ˇ
 47.FTFFFTTTTFT
 48.FTFFFFTTFTT
 49.FFTTTTFTTFF
 50.FFTTTFFTTTF
 51.FFTTFTFTTFF
 52.FFTTFFFTTTF
 53.FFTFTTFTTFF
 54.FFTFTFFTTTF
 55.FFTFFTFTTFF
 56.FFTFFFFTTTF
 57.FFFTTTFTTFT
 58.FFFTTFFTTTT
 59.FFFTFTFTTFT
 60.FFFTFFFTTTT
 61.FFFFTTTTTFT
 62.FFFFTFTTTTT ˇ
 63.FFFFFTTTTFT
 64.FFFFFFTTTTT ˇ

根據上列真值表可知:
  符合四個前提的狀況(GHIJ四行皆為真)
    只有10,14,30,32,46,62,64七列
      而這七列的K值(結論),也都是真,絕無例外
 可見這是一個有效論證
  並且可以得知:如果這四個前提成立的話,就只有這七種可能:
 10.ABDE真,CF假 (即甄大,吳一,蘇五,白七殺了人,張三,賈九沒殺)
 14.ABE真,CDF假 (即甄大,吳一,白七殺了人,張三,蘇五,賈九沒殺)
 30.AE真,BCDF假 (即甄大,白七殺了人,吳一,張三,蘇五,賈九沒殺)
 32.A真,BCDEF假 (即甄大殺了人,吳一,張三,蘇五,白七,賈九沒殺)
 46.BE真,ACDF假 (即吳一,白七殺了人,甄大,張三,蘇五,賈九沒殺)
 62.E真,ABCDF假 (即白七殺了人,甄大,吳一,張三,蘇五,賈九沒殺)
 64.ABCDEF皆為假 (即甄大,吳一,張三,蘇五,白七,賈九都沒殺人)
  由此再次證明:法官推論張三沒殺李四是正確的
    至於有人推斷所有人都沒殺人,則只是上列七種可能之一而已

以上是真值表法的實例,當然還有其他比較巧妙的方法囉 ^_^

PS.
真值表判讀示例:

 ABCDEFGHIJK
 -----------
1.
TTTTTTTFTFF 六人皆殺人,則前提2和4不成立
2.
TTTTTFTFTTF 只有賈九沒殺人,則前提2不成立
3.
TTTTFTTTTFF 只有白七沒殺人,則前提4不成立 

 

 

若以符號邏輯來處理前述兇案論證
  可以先將該論證符示如下:
 1.(A.B)(~C.~D) pr.
 2.(C.A)(B>~E) pr.
 3.(EVF)>~B  pr.
 4.~F  pr.
   --------------
    /~C
  接著再以間接證法逐步證明如下:
 5. C        Assp.(I.P.)
 6. CVD      Add.5
 7. ~~(CVD)  D.N.6
 8. ~(~C.~D)  DeM.7
 9. A.B      D.S.1,8
  10. A        Simp.9
  11. B        Simp.9
  12. C.A      Conj.5,10
  13. B>~E     M.P.2,12
  14. ~E       M.P.11,13
  15. ~E.~F    Conj.4,14
  16. ~(EVF)   DeM.15
  17. ~B       M.P.3,16
  18. B.~B     Conj.11,17
  19.~C        I.P.5-19

回到日常用語說明如下:
 5. 利用間接證法,先假設結論不成立.即張三殺了李四
 6. 根據添加規則.由5可以進一步推得張三殺了李四或蘇五殺了勞六
 7. 根據雙否言規則,由6可知並非不是(張三殺了李四或蘇五殺了勞六)
 8. 根據狄摩根定律,由7可以推得並非(張三沒殺李四且蘇五沒殺勞六)
 9. 根據選言三段論,由1跟8可以推得(甄大殺了郝小且吳一殺了劉二)
  10. 根據簡化規則.由9可以推得甄大殺了郝小
  11. 根據簡化規則.由9可以推得吳一殺了劉二
  12. 根據連言規則,由5跟10可以推得張三沒殺李四且甄大殺了郝小
  13. 根據肯定前件規則,由2跟12可以推得(若吳一殺了劉二則白七沒殺王八)
  14. 根據肯定前件規則,由11跟13可以推得白七沒殺王八
  15. 根據連言規則,由4跟14可以推得白七沒殺王八且賈九沒殺程十
  16. 根據狄摩根定律,由15可以推得並非(白七殺了王八或賈九殺了程十)
  17. 根據肯定前件規則,由3跟16可以推得吳一沒殺劉二
  18. 根據連言規則,由11跟17可以推得吳一殺了劉二且吳一沒殺劉二
  19.根據間接證法,由5至18,若假設張三殺了李四,就必然導致吳一殺了劉二且吳一沒殺劉二的矛盾,可證張三沒殺李四

PS.
本例所用到的推論規則說明:
 添加規則(Add.):若P真,則PVQ為真
 雙否言規則(D.N.):若P真,則~~P為真
 狄摩根定律(DeM.):若~(PVQ)真,則~P.~Q為真
          若~(P.Q)真,則~PV~Q為真
 選言三段論(D.S.):若PVQ真,~P真,則Q為真
          若PVQ真,~Q真,則P為真
 簡化規則(Simp.) :若P.Q真,則P為真
          若P.Q真,則Q為真
 連言規則(Conj.) :若P真,Q真,則P.Q為真
 肯定前件規則(M.P.):若P>Q真,P真,則Q為真
 
 附注:.且,V或,~非,>則


邏輯試題

英、花、哥、文、瑰、瑜六個寶貝黨原本約好要一起去美國的 

  卻在臨出國前,鬧得有些彆扭 

  當時大家有三個默契: 

 1如果不是小英跟小花都去,小哥跟小文就都不去 

 2如果小英、小花跟小哥都去,小瑰就不去 

 3如果小瑰跟小瑜都不去,小花就不去 

由此可見:除非小瑜去,否則小哥就不去 

請問:這是一個有效推論嗎? 

  如果您覺得它有效,請逐步證明它 

  否則請您舉出一個反例


邏輯解題二 

英、花、哥、文、瑰、瑜六個寶貝黨原本約好要一起去美國的 

  卻在臨出國前,鬧得有些彆扭 

  當時大家有三個默契: 

 1如果不是小英跟小花都去,小哥跟小文就都不去 

 2如果小英、小花跟小哥都去,小瑰就不去 

 3如果小瑰跟小瑜都不去,小花就不去 

由此可見:除非小瑜去,否則小哥就不去 

請問:這是一個有效推論嗎? 

  如果您覺得它有效,請逐步證明它 

  否則請您舉出一個反例 

 

1.~(A.B)>~C.~D pr.

2.((A.B).C)>~E  pr.

3.(~E.~F)>~B  pr.

--------------

~F>~C

 

4. C   Assp.(C.P.)

5. CVD   Add.4

6. ~~(CVD)  D.N.5

7. ~(~C.~D)  DeM.6

8. A.B   M.T.7

9. (A.B).C  Conj.8,4

10. ~E   M.P.2,9

11.    Simpl.8

12. B>~(~E.~F)  Contrap.3

13. ~(~E.~F)  M.P.12,11

14. EVF   DeM.13

15.    D.S.14,10

16.C>F   C.P.4-16

17. ~F>~C  Contrap.16

四色定理

 
你曾經為地圖塗上顏色嗎?你有發現什麼規律嗎?在1852年,有一個英國青年人叫法蘭西斯.古特理(Francus Guthrie),他在畫英國地圖塗顏色時發現,塗顏色只需要色種顏色就足夠了,他把這驚人的結果告訴他的哥哥費特里(Frederick),他的哥哥也 相信這結果是正確的,但是他證明不出來,因此同年10月23日費特里拿這個問題相倫敦大數學教授狄.摩根(De Morgan)請教,他是當時著名的數學家,可是他也不能馬上解決,因此他寫一封信向三一學院的好朋友哈密頓(Hamilton)問如何解決,他相信哈密 頓年少就會說八國語言,這樣絕頂聰明的人一定能夠解決。在信中他這樣寫到:「今天我一個學生問我這樣一個問題,我還不曉的他是否正確,他說在面上畫一地 圖,使的兩個有共同邊緣的區域圖上不同的顏色,則四種顏色就已經夠了,難道造不出一個需要五種以上顏色依照此方法圖地圖的地圖嗎?很可惜,哈密頓或許以為 此問題太容易了,就沒有去注意他。
過了八年,狄.摩根在一本叫作''發現的哲學''的書上再度提起了這個問題,可是仍然沒有人去注意它,直到1878年英國數學家凱利(Cayley)在英 國數學學會及皇家地理學會提出這個''四色問題'',此問題才逐漸為世人所注意。第二年,有一個律師凱伯(Kempe)自稱發現了這個定理的證明,但在 1890年,被一個二十九歲的年輕人西渥特(Heawood)發現他的證明是有錯誤的,西渥特在牛津受教育,主要的研究就是四色定理,在以後六十年時間 內,他先後發表七篇這方面論文。西渥特在式的時候沒有解決四色問題,但是他證明了''地圖五色定理''是對的,也就是只用五種顏色來塗地圖是可以做到的。
過了很長一段時間,這問題一直沒能突破,直到1796年九月的美國數學學會通告公布了一個令數學界震驚的消息,就是伊利諾大學教授阿貝勒(Appel)和 哈根(Haken)兩人利用高速電子計算機,計算出了四色定理是正確的,同一年10月21日,英國科學雜誌''新科學人''登了一篇阿貝勒親自寫解決這個 問題文章,他在那篇文章敘述到四色定理的歷史,並提到一百年前律師凱伯的關鍵想法是正確的,自從高速電子計算機出現之後,德國數學家就設計一些程序,要來 解決這個問題,1960年,美國數學家哈根也開始從事這方面工作,1972年,阿貝勒和哈根一起改進了電子計算機,到了1974年,工作是有一些眉目,這 時也有一些人加入他們的行列,到了1976年1月,他們已經有信心可以解決這個問題了。
整個1976年的六月,他們用超過一千多小時的電子計算機應用時間,總算得出四色定理的結果,數學家經過百年的努力,終於藉助電腦的幫助,運算完人腦所計算不完的問題。
 





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