В логике и теории доказательств естественная дедукция — это метод вычисления доказательств, который использует правила вывода для выражения логических рассуждений. Эти правила тесно связаны с «естественным» образом мышления человека. Этот подход контрастирует с гильбертовыми системами, которые максимально полагаются на аксиомы для выражения законов логического рассуждения. Процесс развития естественной дедукции отражает неудовлетворенность математических и логических кругов традиционной логической системой и способствует возникновению нового мышления.
Метод естественной дедукции делает логические рассуждения более интуитивными и соответствующими порядку человеческого мышления.
Зарождение естественной дедукции можно отнести к 1930-м годам. Неудовлетворенность аксиоматическими методами Гильберта, Фреге и Рассела побудила ученых искать более естественные формы доказательства. Яскоски впервые предложил естественный вывод в 1929 году, но в то время в основном использовались графические представления. Лишь в 1933 году немецкий математик Гент Ден независимо предложил в своей статье современное выражение естественной дедукции и ввёл термин «естественная дедукция» (natürliches Schließen), который заложил основу для последующих исследований.
Мотивацией Гюнтера Дейна была проверка непротиворечивости числовой теории, что побудило его предложить естественную дедуктивную систему.
Естественные методы выражения мыслей развивались с течением времени. Древовидная форма доказательства Гентдаирна была позже улучшена Яшовским и преобразована в различные вложенные прямоугольные представления, которые заложили основу для более поздней нотации Fitch. Во многих учебниках математики используются разные системы обозначений, что затрудняет понимание доказательств читателям, не знакомым с этими обозначениями.
Различные представления усложняют изучение логических доказательств, но также способствуют более глубокому пониманию.
При естественной дедукции предложение выводится из набора посылок путем многократного применения правил вывода. Этот процесс подчеркивает поэтапный и систематический характер логических рассуждений и обеспечивает строгость на каждом этапе процесса рассуждения. Многие современные логические системы по-прежнему извлекают выгоду из естественной дедукции, что демонстрирует ее важность при изучении логики.
В логике стабильность и непротиворечивость теории являются ключевыми показателями оценки ее важности и применимости. Теория является непоследовательной, если ее ложность не может быть доказана ни при каких гипотезах. Напротив, полнота означает, что каждая теорема или ее отрицание могут быть доказаны с помощью ее правил логического вывода. Эти концепции обеспечивают основу для глубокого понимания того, как работают логические системы.
Последовательность и полнота — это не только стандарты проверки теории, но и критерии оценки логических систем.
Развитие естественной дедукции не только изменило наше понимание логических рассуждений, но и открыло новые области исследований. С помощью системы рассуждений, более близкой к человеческому мышлению, учёные могут исследовать глубокую структуру логики и сферы её применения. Логика уже не просто абстрактный математический символ, а важный инструмент раскрытия истины. При углубленном изучении естественной дедукции мы не можем не задаться вопросом: как будущая логика сможет преодолеть нынешние границы и создать новые способы мышления?