Sembolik mantık

Sembolik mantık, semboller ve özel işaretler kullanarak mantıksal ifadelerin ve ilişkilerin analiz edildiği bir matematik dalıdır. Mantık ifadelerin sözel dille yazılması, matematiksel semboller yerine doğal dil kullanılarak yapılan bir işlemdir. Önermelerin doğruluk ya da yanlışlık durumunu belirten ifadeleri Türkçe veya başka herhangi bir doğal dilde yazılabilmesi, "sembolik dili sözel dile çevirme" olarak tanımlanır. 

Örneğin, p → q (okunuşu: p ise q) sembolik önermesi p ve q herhangi iki önerme olmak üzere: "Eğer hava yağmurluysa, o zaman sokaklar ıslaktır" biçiminde sözel olarak yazılabilir. Bu tür önerme ifadeleri; çıkarımda bulunma, akıl yürütme, argümantasyon, dilbilim ve felsefe gibi alanlarda önemli bir rol oynarlar. Önermeler, matematikte sembollerle temsil edilir ve kurulan mantıksal ifadelerin doğrulukları tablolar ve mantık yasaları incelenir. Bu şekilde, önermeler mantığında belirli kural ve prensiplere dayanarak mantıksal sonuçlar çıkarılabilir. Sembolik mantık, sözel türdeki ifadelerin matematiksel ve mantıksal ilişkilerini analiz ederek akıl yürütmeyi ve sonuç çıkarmayı kolay hale getirerek işlemlerin yorumlanmasını ve değerlendirilmesini sağlar. Sembolik mantık, matematiksel ve bilgisayar bilimleri gibi alanlarda sıklıkla kullanılan bir araçtır ve mantıksal çıkarım süreçlerini daha sistemli, daha hızlı, daha kolay ve kesin bir şekilde ele almayı sağlar.

"Matematiksel mantıkta, semboller kullanılarak ifadeler, dikden bağımsız olarak kendi mantık yasaları çerçevesinde kolaylıkla analiz edilirerek yorumlanır.

Sözel dille ifade edilen cümleler, çeşitli sembol ve bağlaçlar (operatörler) kullanılarak matematiksel dille yeniden yazılır. Sözel dille ifade edilen cümleleri matematiksel dille ifade etmek için bazı semboller ve bağlaçlar kullanabiliriz. Örneğin: "Bir sayının 5 katı, o sayıdan 15 fazladır." şeklindeki ifadeyi matematiksel olarak şu şekilde yazabiliriz: (5x = x + 15). "Bir dikdörtgenin uzunluğu, enini 3 birim aşar." cümlesini ifade ederken de (B = E + 3) sembolik dili kullanılabilir. Burada (B) uzunluğu, (E) eni temsil eder. Buna benzer yazılan matematiksel dil, gündelik kelimeler yerine semboller ve matematik operatörlerini kullanarak bilgi aktarmamızı sağlar. Bu sayede ifadeler daha kesin ve anlaşılır hale gelir.

Örnek:

"P: Bugün hava güneşlidir. Q: "Hava, 20 derecedir." şeklinde iki ifade verildiğinde, "Bugün hava güneşli ise hava 20 derecedir." bileşik önermesi, sembolik mantıkta (p → q) şeklinde gösterilebilir.

Örnek:

"A gerçek bir sayı ise, o zaman B de gerçek ve C asal sayıdır." önermesi sembollerle p → (q ∧ r) olarak ifade edilebilir. 

Örnek:

"120 sayısı 3 ile bölünebilir ve çift bir sayı ise bu sayı 6 sayısının tam katı olmaz." önermesi sembollerle (p ∧ q)→r' olarak ifade edilebilir. 

Örnek:

"Bir üçgenin çevresi tek sayı olursa bu üçgen ancak ve ancak dik üçgen veya çeşitkenar üçgen olur." önermesi sembollerle p→(q V r) olarak ifade edilebilir. 

Örnek:

"Ali, bir erkek ismidir veya Ay dünyanın uydusu değilse iki ile tam bölünebilen bir sayı, 7 den büyük olur." önermesi sembollerle (p V q')→(r V s) olarak ifade edilebilir. 

Örnek:

"Bir isim A ile başlamazsa yazılan kelimeler 3 harfli olur ya da son harfi t ile bitmez." önermesi sembollerle p'→(q ⊻ r') olarak ifade edilebilir. 

Sembolik mantıkta önermeler; genellikle p,q,r,s,t...vb gibi küçük harfle gösterilirken iki ya da daha fazla önerme, birbirine ∧, V, ⊻, →, ↔ gibi bağlaçlar yardımıyla bağlanarak daha karmaşık bileşik önermeler oluşturulur. 

Mantıkta evrensel ve kısmi niceleyiciler de sembolik olarak ifade edilebilir. Bir önermenin evrensel olarak doğru olup olmadığını belirleyen bir kavrama "evrensel niceleyici" denir. Evrensel niceleyici kavramı (∀), bir önermenin tüm durumlar için doğru veya yanlış olup olmadığını belirtir. Örneğin, "Her insan ölümlüdür" ifadesindeki "her" sözcüğü evrensel niceleyicidir çünkü ifade tüm insanlar için doğru bir hüküm belirtir. Buradaki "ölümlü olma" hükmünün dışına hiçbir insan çıkamaz, yani cümlede geçen "ölümlülük" ifadesi bütün insanları kapsar. Evrensel nicelendirmeler, mantıksal ifadelerde belirli bir evrendeki tüm öğeler için bir ifadenin geçerli olduğunu belirtmek için kullanılır. "Bütün kuşlar uçabilir" ifadesindeki "bütün" evrensel niceleyici kullanarak, her kuşun uçma yeteneğine sahip olduğunu belirtiriz. Bu nicelendiriciler, bir kümeye ait tüm nesneler veya kavramlar hakkında genelleştirmeler yapmamıza, kesin hüküm vermemize veya evrensel doğruları ifade etmemize yardımcı olur. Evrensel niceleyiciler genellikle "her", "tüm", "bütün" "kesinlikle", gibi kavramlar yardımıyla ifade edilir. Bu kavramlar, hükümde genel geçerlilik ve doğruluk ifade etmek üzere kullanılır. Evrensel niceleyicisi, "Üniversal Niceleyici" (Universal Quantifier) olarak da isimlendirilir.  "∀" sembolü ile temsil edilir ve bu sembol kullanıldığı yerde "her" veya "tüm" anlamına gelir, cümlenin başında yazılır. Örneğin, "∀x (P(x))" açık önermesi "her x için P(x)" anlamına gelir.

Mantıkta varlık nicelikleri, ifadelerin içerdikleri öğelerin miktarını belirleyen ve onların gruplama biçimini tanımlayan önemli kavramlardır. Bu nicelikler, mantıksal ifadelerin doğruluğunu ve anlamını belirlerken kullanılır ve ifadeleri daha spesifik hale getirir. Evrensel nicelik ifadeleri tüm öğeleri kapsarken, varlık niceleyici ifadeleri ifadenin bir kısmını belirtir. Hiçbir nicelik ifadesi ise hiçbir öğeyi içermediğini belirtirken, bazı nicelik ifadesi belirli bir kısmını kapsar ancak tümünü kapsamaz. 

Varlık Niceleyicisi, (Existential Quantifier) "∃" sembolü ile temsil edilir ve "bazı veya birkaç" anlamına gelir. Örneğin, "∃x (P(x))" açık önermesi "bazı x'ler için P(x)" anlamına gelir.

Sık kullanılan Evrensel ve varoluşsal nicelendiricilere ek olarak, mantıkta diğer önemli nicelendiriciler de bulunmaktadır:

Tekil Varoluş Nicelendirici: "∃!" şeklinde temsil edilir ve belirli bir özelliği karşılayan yalnızca bir örneğin varlığını ifade eder. 

Örnek: "∃!x (P(x))" ifadesi "P(x) özelliğini karşılayan yalnızca bir x var" anlamına gelir.

En Az n Varoluş Nicelendirici: "∃≥n" olarak gösterilir ve belirli bir özelliği karşılayan en az n örneğin varlığını belirtir.

Örnek: "∃≥3x (P(x))" ifadesi "P(x) özelliğini karşılayan en az üç x var" anlamına gelir.

Mantıksal nicelendiriciler, bir alan üzerinde nicelendirme yaparak ve bu öğelerin karşılaması gereken koşulları belirtirken mantıkta önemli bir rol oynarlar.

Bu niceleyiciler, matematiksel ifadeleri ve mantıksal önermeleri doğru bir şekilde tanımlamak ve analiz etmek için sıklıkla kullanılır.

Mantık Konusuyla ilgili özet ders notuna ulaşmak için tıklayınız. (PDF)

Mantık doğruluk tabloları

Mantıkta doğru ya da yanlış bir hüküm bildiren ifadelere önerme denir ve önermeler genellikle p, q, r, s,... gibi küçük harflerle gösterilir. Verilen bir önerme doğru ise doğruluk değeri “1”, yanlış ise doğruluk değeri “0” dır. Böylece bir önermenin doğru ya da yanlış olma durumuna göre iki farklı doğruluk durumu vardır. Dolayısıyla birden fazla önerme olursa doğruluk durumu 2'nin kuvvetleri biçiminde değişiklik gösterir. n tane önermenin, 2ⁿ tane doğruluk durumu vardır. Bir mantıksal ifadenin doğru mu yanlış mı olduğunu gösteren tablolara doğruluk tablosu denir. Doğruluk tablosu, bir veya daha fazla basit ya da bileşik önermenin tüm olası doğruluk durumlarını ve bu durumlara karşılık gelen sonuçlarını tek parçada gösteren bir tablodur. Bağlaçların durumlarına göre oluşturulan önermelerin doğruluk durumları kolayca doğruluk tablosunda test edilebilir. 

Çift yönlü koşullu önerme

Çift yönlü koşullu önerme, "ancak" bağlacı ile kurulan bir önermedir. İki taraftan da koşulun sağlanmasını gerektirir. p ↔ q şeklinde sembolle gösterilir."p ancak ve ancak q ise" şeklinde okunur. p ↔ q önermesi esasında iki taraftan "ise" bağlacı ile kurulmuş koşullu önermenin "ve" bağlacı ile birleştirilmesiyle oluşmuştur. p ↔ q ≡ (p → q) ∧ (q → p)  Örneğin "Sınavı kazanırsan, ancak ve ancak üniversiteye gidebilirsin." önermesi çift yönlü koşullu önermeye örnek olarak verilebilir. 

"Ahmet derse gelirse, Ayşe de gelir." ve "Ayşe derse gelirse, Ahmet de gelir."cümlelerini tek bir ifadede birleştirebiliriz: "Ahmet ancak ve ancak Ayşe derse gelirse gelir." Bu cümlede iki farklı önerme vardır. p:"Ahmet derse gelir." ve q:"Ayşe derse gelir." Bu önermelerin birleşimi ile "ancak" bağlacı ile kurulmuş bir önerme olur. Mantıksal gösterimi: p ↔ q şeklindedir. Ahmet derse gelirse Ayşe ders gelir ve Ayşe ders gelirse Ahmet derse gelir." cümlesine eşdeğerdir. Cümlenin ifade ettiği anlam mantık açısından bir zorunluluk bildirip "Ahmet ve Ayşe'nin ikisi birlikte gelir ya da ikisi de gelmez" anlamındadır.
"Ancak ve ancak" bağlacında, iki önermenin her ikisi doğruysa ya da her iki önermenin her ikisi yanlışsa sonuç doğru olur, önermelerden biri doğru diğeri yanlış ise sonuç yanlış olur. (1↔1 ≡ 1)   (0↔0 ≡ 1) p p→q koşullu önermesinin doğruluk değeri “1” ise bu koşullu önermeye gerektirme denir. (p → q) ≡ 1 Çift yönlü koşullu önermeye, "Çift gerektirme" de denilir. (p ↔ q ≡ 1)

"Bugün ancak ve ancak pazartesiyse ders vardır." (p ↔ q) önermesinde doğruluk durumu şu şekilde yazılabilir. Öncelikle burada iki farklı önerme vardır. p: "Bugün pazartesidir." q: "Ders vardır." Ancak ve ancak bağlacında kural "p ↔ q için p ve q aynı doğruluk durumuna sahipse önerme doğru değilse yanlıştır. Buna göre bu önermelere bağlı olarak (p ↔ q) önermesinin doğruluk durumunu inceleyelim: 

1 ↔ 1≡ 1 "Eğer bugün pazartesi ve ders varsa" önerme doğru olur.

1 ↔ 0≡ 0"Eğer bugün pazartesi ama ders yoksa" önerme yanlış olur.

0 ↔ 1≡0"Eğer bugün pazartesi değil ama ders varsa" önerme yanlış olur.

0 ↔ 0≡ 1 "Eğer bugün pazartesi değil ve ders de yoksa" önerme doğru olur.

 Mantık Konusuyla ilgili özet ders notuna ulaşmak için tıklayınız. (PDF)

Koşullu Önerme

Koşullu önerme, mantıkta bir şarta bağlı olarak kurulan önermelerdir. Şartın gerçekleşme durumuna göre koşullu önermenin doğruluk durumu değişiklik gösterir. p → q şeklinde yazılır ve şu anlama gelir: "p doğruyken q önermesi yanlış ise bileşik önerme yanlış, diğer tüm durumlarda önerme doğru olur. "Yağmur yağarsa yerler ıslanır" önermesi bir koşula bağlı olduğundan ise bağlacı ile kurulmuş bir bileşik önermedir. "yağmur yağıyorsa" (p), "yerler ıslaktır" (q) gibi iki ayrı önerme birbirine bağlaçla (ise) bağlanmıştır. "yağmur yağıyorsa" (p ≡ 1) "yerler ıslanmaz" (q≡0) durumu mümkün olmadığından yani 1 → 0 ≡ 0 olacağından bu durumda bileşik önerme yanlış olur. Bunun harici tüm durumlarda önerme doğru olur.

 Tabloda verilen tüm durumları inceleyelim.

1 → 1 yağmur yağıyor, yerler ıslanıyor → Beklendiği gibi, önerme doğru 

1 → 0 Yağmur yağıyor ama yerler ıslanmıyor → Beklenen olmadı, önerme yanlış.

0 → 1 Yağmur yağmıyor ama yerler başka bir sebeple ıslanmış → Yine de önerme doğru sayılır.

0 → 0 Yağmur yağmıyor, yerler ıslanmıyor → Koşul gerçekleşmediği için önerme doğru kabul edilir.

---

Koşullu önermelerin mantığında, sadece koşul gerçekleşip sonuç gerçekleşmezse önerme yanlıştır. Bunun (1 → 0 ≡ 0) haricindeki tüm durumlarda önerme doğru olur.  Ayrıca bir koşullu önermenin karşıt tersi de kendisine doğruluk durumu bakımından denk olur. Örneğin "Eğer yağmur yağarsa, zemin ıslanır." (A → B) "Eğer zemin ıslanmıyorsa, yağmur yağmamıştır." (B^' →A^') Bu iki cümle birbirinin denk önermeleridir (A → B) ≡ (B^' →A^') çünkü her durumda, biri doğruysa, diğeri de doğru olur; biri yanlışsa, diğeri de yanlış olur. 

Bir koşullu önermenin tersi, karşıtı ve karşıt tersi bulunabilir. Buna göre "Yağmur yağarsa yerler ıslanır." (p → q) önermesini inceleyelim: 

(p → q): "Yağmur yağarsa yerler ıslanır."

Koşullu Önermenin karşıtı (Converse) (q → p)
"Yağmur yağarsa yerler ıslanır." önermesinde iki önermenin yerleri değiştirilir. Yani sonuç ile koşulun yerleri değişir.  Karşıt önerme, orijinal önerme ile doğruluk durumu bakımından eşdeğer değildir.

(q → p): "Yerler ıslanırsa, yağmur yağar."

Koşullu Önermenin tersi ((Inverse) (p' → q')
"Yağmur yağarsa yerler ıslanır." önermesinde her iki önermenin yerleri değiştirilmeden olumsuzları alınır. Yani her iki tarafın sadece değili alınır. Ters önerme, orijinal önerme ile doğruluk durumu bakımından eşdeğer değildir.

 (p' → q'): "Yağmur yağmazsa, yerler ıslanmaz." 

Koşullu Önermenin karşıt tersi (Contrapositive) (q' → p') "Yağmur yağarsa yerler ıslanır." önermesinde her iki önermenin hem yerleri değiştirilir hem de olumsuzları alınır.  Karşıt ters önerme, orijinal önerme ile doğruluk durumu bakımından eşdeğerdir. Bu önerme, orijinal önerme ile mantıksal olarak denk kabul edilir..Yani biri doğruysa diğeri de kesinlikle doğrudur. (p → q) ≡ (q^' →p^')

(q' → p') "Yerler ıslanmazsa, yağmur yağmaz."

"İse" bağlacı ile kurulmuş bi koşullu önerme "veya" bağlacı kullanılarak da yazılabilir. Her ne kadar günlük kullanımda böyle bir kullanım yaygın olmasa da mantıksal açıdan (p → q) ≡ (p^' ∨ q) önermesi birbirine doğruluk durumu bakımından denktir. "Eğer çalışırsan, başarılı olursun." (p → q) önermesi (p: çalışırsın, q: başarılı olursun) "Veya" bağlacıyla "Çalışmazsan veya başarılı olursun." (p' ∨ q) şeklinde yazılır.

"Ve, Veya, Ya da" Bağlaçları

"VE" BAĞLACI: (mantıksal olarak ∧ sembolü ile gösterilir), iki önermenin birlikte doğru olması durumunda doğru olan bir mantıksal bağlaçtır. Başka bir deyişle, A ∧ B ifadesi (A ve B), her ikisi de doğruysa doğru olur; ancak biri bile yanlışsa, tüm ifade yanlıştır. "Ve" bağlacı, doğru bir sonucu elde etmek için her iki hükmün de yerine gelmesi gerekir. Bu bağlacın kullanıldığı bir bileşik önerme, yalnızca her iki önerme de doğruysa doğru olur. Bu nedenle kesin ayrım yapılması gereken durumlarda sıklıkla kullanılır.

"Evin içinde ışık yanıyor ve dışarıda güneşli bir hava var."
(Bu cümlede, "ışığın yanması" ve "dışarıda güneşli bir hava olması" koşulları, her ikisi de doğru olduğunda, tüm önerme doğru olur.)

"Bugün yağmur yağıyor ve hava -4 derece."
(Bu örnekte, hem "yağmur yağması" hem de "havanın -4 derece olması" durumunun doğru olması durumunda tüm önerme doğru olur.)