Trong logic và lý thuyết chứng minh, suy luận tự nhiên là một phương pháp tính toán chứng minh sử dụng các quy tắc suy luận để diễn đạt suy luận logic. Các quy tắc này có liên quan mật thiết đến lối suy nghĩ “tự nhiên” của con người. Cách tiếp cận này trái ngược với các hệ thống Hilbertian, vốn dựa nhiều nhất có thể vào các tiên đề để diễn đạt các quy luật suy luận logic. Quá trình phát triển của suy luận tự nhiên phản ánh sự không hài lòng của giới toán học và logic với hệ thống logic truyền thống và thúc đẩy sự xuất hiện của tư duy mới.
Phương pháp suy luận tự nhiên giúp cho việc suy luận logic trở nên trực quan hơn và phù hợp với trình tự tư duy của con người.
Sự ra đời của suy luận tự nhiên có thể bắt nguồn từ những năm 1930. Sự không hài lòng với các phương pháp tiên đề của Hilbert, Frege và Russell đã khiến các học giả khám phá những hình thức chứng minh tự nhiên hơn. Jaskoski lần đầu tiên đề xuất suy luận tự nhiên vào năm 1929, nhưng các đề xuất vào thời điểm đó chủ yếu sử dụng các biểu diễn đồ họa. Mãi đến năm 1933, nhà toán học người Đức Gent Dehn mới độc lập đề xuất cách diễn đạt hiện đại của suy luận tự nhiên trong bài báo của mình và đặt ra thuật ngữ "suy diễn tự nhiên" (natürliches Schließen), đặt nền móng cho nghiên cứu tiếp theo.
Động cơ của Günter Deyn là để xác minh tính nhất quán của lý thuyết số, từ đó ông đề xuất hệ thống suy diễn tự nhiên.
Các phương pháp diễn đạt suy diễn tự nhiên đã phát triển theo thời gian. Dạng chứng minh dạng cây của Ghentdairn sau đó đã được Yaszowsky cải tiến và chuyển thành nhiều cách biểu diễn hộp lồng nhau khác nhau, đặt nền móng cho ký hiệu Fitch sau này. Nhiều sách giáo khoa toán bao gồm các hệ thống ký hiệu khác nhau, điều này gây khó khăn cho những độc giả chưa quen với các ký hiệu này trong việc hiểu cách chứng minh.
Các cách biểu diễn khác nhau khiến việc học chứng minh logic trở nên phức tạp hơn nhưng cũng thúc đẩy sự hiểu biết sâu sắc hơn.
Trong suy diễn tự nhiên, một mệnh đề được rút ra từ một tập hợp các tiền đề thông qua việc áp dụng lặp đi lặp lại các quy tắc suy luận. Quá trình này nhấn mạnh tính chất có hệ thống và theo giai đoạn của suy luận logic và đảm bảo tính chặt chẽ trong từng bước của quá trình suy luận. Nhiều hệ thống logic hiện đại vẫn được hưởng lợi từ suy luận tự nhiên, điều này chứng tỏ tầm quan trọng của nó trong nghiên cứu logic.
Trong logic, tính ổn định và nhất quán của một lý thuyết là những chỉ số chính để đánh giá tầm quan trọng và khả năng ứng dụng của nó. Một lý thuyết không nhất quán nếu nó có thể được chứng minh là sai mà không cần có giả thuyết nào. Ngược lại, tính đầy đủ có nghĩa là mọi định lý hoặc sự phủ định của nó đều có thể được chứng minh bằng các quy tắc suy luận logic của nó. Những khái niệm này cung cấp cơ sở cho sự hiểu biết sâu sắc về cách thức hoạt động của các hệ thống logic.
Tính nhất quán, đầy đủ không chỉ là tiêu chuẩn kiểm chứng của lý thuyết mà còn là chuẩn mực đánh giá của hệ thống logic.
Sự phát triển của suy luận tự nhiên không chỉ làm thay đổi hiểu biết của chúng ta về suy luận logic mà còn mở ra những lĩnh vực nghiên cứu mới. Thông qua một hệ thống lý luận gần gũi hơn với cách suy nghĩ của con người, các học giả có thể khám phá cấu trúc sâu xa của logic và phạm vi ứng dụng của nó. Logic không còn chỉ là một biểu tượng toán học trừu tượng mà là một công cụ quan trọng để khám phá sự thật. Với nghiên cứu chuyên sâu về suy luận tự nhiên, chúng ta không thể không đặt câu hỏi, logic trong tương lai sẽ vượt qua ranh giới hiện tại và tạo ra những cách suy nghĩ mới như thế nào?