算術と様相論理の研究・論文セミナー

算術と様相論理に関する研究・論文セミナーを週に1回実施しています.
得られた研究成果や読んだ論文の内容の紹介をしております.
証明可能性論理と不完全性定理が中心的な話題ですが,関連するそれ以外の話題についても扱います.
神戸大学 六甲台第2キャンパス 自然科学総合研究棟3号館4階にて対面で実施しております.参加をご希望の場合は倉橋までご連絡ください.
本セミナーはコロナ禍の始まった2020年より実施していた「証明可能性論理と不完全性定理のオンラインセミナー」の後継です.

予定

  • 第119回(2025年6月26日 15:10~16:40)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:Extensional な独立命題
    要旨:Hamkins [1] は次の2条件を満たす \(\Pi_1\) 論理式 \(\rho(x)\) が存在するか,という問いを提起した:

    (Independence) \(\mathbf{PA} + \varphi\) が無矛盾なら \(\rho(\ulcorner \varphi \urcorner)\) は \(\mathbf{PA} + \varphi\) から証明も反証もできない.
    (Extensionality) \(\mathbf{PA} \vdash \varphi \leftrightarrow \psi\) ならば,\(\mathbf{PA} \vdash \rho(\ulcorner \varphi \urcorner) \leftrightarrow \rho(\ulcorner \psi \urcorner)\) .

    この問題は,文全体を \(\mathbf{PA}\) 上の同値性で割ったときに,各同値類 \([\varphi]\) に対して独立な同値類 \(\rho([\varphi]) : = [\rho(\ulcorner \varphi \urcorner)]\) を well-defined に与える \(\rho(x)\) の存在を問うており,不完全性定理現象として面白い.

    しかし,Visser [2] はそもそもこの2条件を満たす \(\rho(x)\) が存在しないことを証明した.一方,(Extensionality) を次の (Conditional Extensionality) に弱めると,存在することを証明した.

    (Conditional Extensionality) \(\mathbf{PA} \vdash \varphi \leftrightarrow \psi\) ならば,\(\mathbf{PA} + \varphi \vdash \rho(\ulcorner \varphi \urcorner) \leftrightarrow \rho(\ulcorner \psi \urcorner)\) .

    その上で,Hamkins の問題に答えるには (Extensionality) と (Conditional Extensionality) の中間にある (Consistent Extensionality) を満たすものの存在が示せるか,という問いに答える必要があることを述べた.

    (Consistent Extensionality) \(\mathbf{PA} + \varphi\) が無矛盾かつ \(\mathbf{PA} \vdash \varphi \leftrightarrow \psi\) ならば,\(\mathbf{PA} \vdash \rho(\ulcorner \varphi \urcorner) \leftrightarrow \rho(\ulcorner \psi \urcorner)\) .

    今回はその問題を解いた.その証明を紹介する.

    参考文献:
    [1] Joel David Hamkins. Nonlinearity and illfoundedness in the hierarchy of large cardinal consistency strength. Monatshefte für Mathematik, published online 2025.
    [2] Albert Visser, On a Question of Hamkins', 2025. arXiv:2502.09109.

  • 第118回(2025年6月19日 15:10~16:40)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:Some results on doubly partially conservative sentences
    要旨:In this talk, we present several results from [1, 2] concerning variants of Solovay's theorem on the existence of doubly partially conservative sentences. Among other things, we prove that the existence of a \(\Delta_{n+1}(\mathbf{PA})\) sentence that is doubly \((\Sigma_n, \Sigma_n)\)-conservative over \(T\) is equivalent to the \(\Sigma_{n+1}\)-inconsistency of \(T\) over \(\mathbf{PA}\).

    参考文献:
    [1] H. Kogure and T. Kurahashi, A variety of partially conservative sentences, arXiv:2412.08208.
    [2] H. Kogure and T. Kurahashi, Doubly partially conservative sentences, arXiv:2503.12373.

過去のセミナー

  • 第117回(2025年6月12日 15:10~16:40)
    発表者:榎本侑弥
    タイトル:Riceの定理の拡張 (2)
    要旨:第115回の続き.
  • 第116回(2025年6月5日 15:10~16:40)
    発表者:西村祐輝 (東京科学大学)
    タイトル:Hybrid Logic for the Present King of France
    要旨:Hybrid logic では nominal という特殊な命題変数を用いる。これは、「どこか一つの可能世界を指し示す」という役割を持つ。ところが、現実にはわたしたちは「指示対象のない名前」を用いることもある(たとえば、「現在のフランス国王」)。本発表では、そのような「nominal がどの可能世界にも対応しない」という状況を許容した Kripke モデルを考え、これに対応するような Hilbert 流公理系を与える。得られた結果のうち、本発表では健全性と完全性の証明、および通常の hybrid logic との比較を紹介する。
  • 第115回(2025年5月29日 15:10~16:40)
    発表者:榎本侑弥
    タイトル:Riceの定理の拡張
    要旨:Riceの定理を非決定性や入力の数,TMの受理または拒否といったような面において拡張し,NTMを全体とした中でのLBA全体の決定不可能性やLBA全体が与えられていない状況におけるLBAの受理問題の決定不可能を示すことを主題としつつ,得られた定理が通常のRiceの定理の系として直接導くことのできないような集合の決定不可能性を導くことを示す.
  • 第114回(2025年5月22日 13:20~16:40)
    発表者:Leonardo Pacheco (東京科学大学)
    タイトル:IGL without sharps
    要旨:IGL is an intuitionistic version of the provability logic GL using both box and diamond modalities. It was first studied by Das, van der Giessen, and Marin, who provided two ill-founded proof systems and two semantics for this logic. Later, Aguilera and Pacheco defined a cyclic proof system for IGL; they also proved that the set of theorems of IGL is recursively enumerable. In this presentation, we define a well-founded labeled ωℓIGL proof system for IGL characterized by an ω-rule. The completeness of ωℓIGL follows from the completeness of the non-wellfounded and cyclic proof systems. To show the soundness of ωℓIGL, we closely analyze the completeness of the cyclic proof system. Note that a related ω-rule for classical GL was previously studied by Yoshihito Tanaka.
  • 第113回(2025年5月15日 15:10~16:40)
    発表者:冨永浩平
    タイトル:K is PSPACE complete (3)
    要旨:第112回の続き.
  • 第112回(2025年5月1日 15:10~16:40)
    発表者:冨永浩平
    タイトル:K is PSPACE complete (2)
    要旨:第111回の続き.
  • 第111回(2025年4月24日 15:10~16:40)
    発表者:冨永浩平
    タイトル:K is PSPACE complete
    要旨:様相論理の計算複雑性の研究は Ladner (1976) を皮切りに行われ,同論文内で論理 K, T, S4 の証明可能性の計算複雑性が PSPACE 完全, S5 が NP 完全であることを示している. 今回はこのうち特に K に注目し, K の証明可能性の計算複雑性が PSPACE 完全であることの証明を紹介する.

    参考文献:
    ・Richard E. Ladner. The Computational Complexity of Provability in Systems of Modal Propositional Logic. SIAM Journal on Computing, 6(3):467–480, September 1977.
    ・Edith Spaan. Complexity of Modal Logics. Doctoral, University of Amsterdam, February 2016.

  • 第110回(2025年4月10日 15:10~16:40)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:Modal logics of provability predicates
    要旨:Hilbert and Bernays (1939) proposed some conditions (derivability conditions) of provability predicates that are sufficient for the second incompleteness theorem to hold. Subsequently, the proof of the second incompleteness theorem using some conditions of provability predicates established by Löb (1955) became widely known. Other derivability conditions sufficient for the second incompleteness theorem were also given by Jeroslow (1973) etc. On the other hand, derivability conditions for provability predicates for which the second incompleteness theorem does not hold, such as Rosser's provability predicate, have also been studied. In this talk, I will present some known results on the study of derivability conditions by means of modal logic.
  • 第109回(2025年3月11日 13:20~14:50)
    発表者:高瀬理人
    タイトル:様相論理GL_S4の位相意味論における強完全性
    要旨:様相論理GLとS4を組み合わせた二重様相論理GL_S4の位相意味論についての研究結果を紹介する。 特に、位相意味論においてGL_S4は強完全性を持つことが示される。 本発表では時間が許す限りこの証明を紹介する。
  • 第108回(2025年2月6日 13:20~14:50)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:部分保存的な文について (3)
    要旨:第107回の続き.
  • 第107回(2025年1月30日 15:10~16:40)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:部分保存的な文について (2)
    要旨:第106回の続き.
  • 第106回(2025年1月23日 15:10~16:40)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:部分保存的な文について
    要旨:部分保存的な文は独立な文の一種であり,不完全性定理の文脈において分析がなされてきた.今回は,部分保存的な文に関してこれまでに得られている諸結果を紹介する.
    参考文献:
    ・H. Kogure and T. Kurahashi, A variety of partially conservative sentences, arxiv:2412.08208.
    ・Per Lindstrom, Aspects of Incompleteness, volume 10 of Lecture Notes in Logic, A K Peters, 2nd edition, 2003.
  • 第105回(2025年1月16日 15:10~16:40)
    発表者:佐藤雄太
    タイトル:\(\mathbf{N}^+\mathbf{A}_{m,n}\) のシークエント計算と補間定理 (3)
    要旨:第104回の続き.
  • 第104回(2024年12月12日 15:10~16:40)
    発表者:佐藤雄太
    タイトル:\(\mathbf{N}^+\mathbf{A}_{m,n}\) のシークエント計算と補間定理 (2)
    要旨:第103回の続き.
  • 第103回(2024年12月5日 15:10~16:40)
    発表者:佐藤雄太
    タイトル:\(\mathbf{N}^+\mathbf{A}_{m,n}\) のシークエント計算と補間定理
    要旨:本発表では一般の \(m, n \in \mathbb{N}\) について様相論理 \(\mathbf{N}^+\mathbf{A}_{m,n}\) のシークエント計算を導入し,カット除去定理と Lyndon 補間定理の証明を行う. 時間に余裕があれば,カット除去定理を利用して \(\mathbf{N}^+\mathbf{A}_{m,n}\) を古典命題論理へと埋め込み,それを用いて一様補間定理の証明も行う.
  • 第102回(2024年11月28日 15:10~16:40)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:証明可能性論理の招待 (2)
    要旨:第101回の続き.
  • 第101回(2024年11月21日 15:10~16:40)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:証明可能性論理の招待
    要旨:様相演算子 \(\Box\)を証明可能性述語 \(\mathrm{Pr}(x)\) で解釈する証明可能性論理がどのような様相論理で,どのような発展を遂げてきたのかの全貌を紹介する.
    参考文献:
    ・Smosyński, Self-Reference and Modal Logic. Springer, 1985.
    ・Boolos, The Logic of Provabiliy. Cambridge University Press, 1993.
    ・Lindström, Provability logic -- a short introduction. Theoria, 62, pp. 19--61, 1996.
    ・Japaridze and de Jongh, The Logic of Provabiliy. in Handbook of Proof Theory, pp. 475--546, 1998.
    ・Artemov and Beklemishev, Provabiliy Logic. in Handbook of Philosophical Logic, vol. 13, pp. 189--360, 2005.
    Provability Logic, Stanford Encyclopedia of Philosophy, 2003;2010;2017;2024.
    証明可能性論理 文献集
  • 第100回(2024年11月14日 15:10~16:40)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:様相論理と中間論理における Lyndon 補間性 (3)
    要旨:第99回の続き.
  • 第99回(2024年11月7日 15:10~16:40)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:様相論理と中間論理における Lyndon 補間性 (2)
    要旨:第95回の内容の技術的な詳細を紹介する.
  • 第98回(2024年11月1日 10:40~12:10 / 13:20~14:50)
    発表者:西村祐輝
    タイトル:様相論理のラベル付きシークエント計算
    要旨:本講演では,Negri (2005) にある様相論理のラベル付きシークエント計算について解説する.ラベルつきシークエント計算においては,論理式にラベルをつけて取り扱う.これは,論理式が成り立つ可能世界を明示的に書いたものであるといえる.本講演では,もっとも基本的な様相論理の公理系 \(\mathbf{K}\) に対応するシークエント計算について,その健全性・完全性とカット許容定理を示す.
  • 第97回(2024年10月31日 15:10~16:40)
    発表者:佐藤雄太
    タイトル:直観主義 Lewis 様相論理入門
    要旨:Lewis が提案した初期の様相論理は strict implication(厳密含意) を表す二項の様相子 ⥽ を基本としたものだった.この様相子は後に提案された一項の様相子 \(\Box\) に取って代わられてしまったが,最近になって解釈可能性論理と直観主義様相論理の文脈から再評価され始めている.本発表では ⥽ を採用した直観主義様相論理について入門的な解説を行う.この発表は [1] [2] を元にしている.

    参考文献:
    [1] Litak and Visser. Lewis meets Brouwer: constructive strict implication. Indagationes Mathematicae, 29(1):36–90, 2018.
    [2] Iemhoff. Preservativity logic: An analogue of interpretability logic for constructive theories. Mathematical Logic Quarterly, 49(3):230–249, 2003.

  • 第96回(2024年10月31日 10:40~12:10 / 13:20~14:50)
    発表者:西村祐輝
    タイトル:Hybrid Logic 入門
    要旨:本講演では,様相論理を発展させた Hybrid Logic について,その基本的な事項を解説する.次の事項について講演する予定である.

    - Hybrid Logic の Kripke 意味論
    - Hilbert 流公理系とその健全性・完全性
    - Pure Completeness

    Hybrid Logic には,どのようなオペレーターを採用するかによってさまざまな変種がある.今回はもっとも簡単な,充足演算子 @ のみを採用したものを扱う.

  • 第95回(2024年10月30日 15:10~16:40)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:様相論理と中間論理における Lyndon 補間性
    要旨:Craig 補間性 (CIP) をもつ無矛盾な中間命題論理がちょうど7個であることが知られており (Maksimova 1977),そのうちの6個の論理が更に Lyndon 補間性 (LIP) を持つことが既に示されている(Maksimova 1982 [3], Maksimova 2014 [4], Kuznets and Lellmann [2])が,残る論理 \(\mathbf{LV}\) が LIP を持つかどうかは未解決であった([4] 参照).

    論文 [1] において \(\mathbf{S4}\) の無矛盾正規拡大論理のうち,高さが有限のあるクリプキモデルのクラスによって特徴づけられる論理に対する LIP の分析を行った. CIP をもつそのような論理はちょうど18個であり(Maksimova 1979),更にそのうちの4個が LIP を持ち,4個が LIP を持たないことが既に知られていた(Maksimova 1982 [3], Fitting 1983, Maksimova 2014 [4]). 今回の分析の結果として,残りの10個の論理について LIP の成立・不成立を明らかにできた(7個が成立,3個が不成立). 特に \(\mathbf{LV}\) の modal companion である \(\mathbf{GV}\) が LIP を持つことを証明できたため,系として \(\mathbf{LV}\) が LIP を持つことが得られる. したがって,中間命題論理に対する LIP の分析が完了した. 本発表では上記の結果の概要を紹介する.適宜,様々な論理の補間性の状況を参照されたい.

    参考文献:
    [1] Kurahashi, T. (2024). Lyndon interpolation property for extensions of \(\mathbf{S4}\) and intermediate propositional logics. arXiv:2407.00505.
    [2] Kuznets, R. and Lellmann, B. (2018). Interpolation for intermediate logics via hyper- and linear nested sequents. In Advances in modal logic. Vol. 12, 473–492.
    [3] Maksimova, L. L. (1982). The Lyndon interpolation theorem in modal logics. Trudy Instituta Matematiki Sibirskogo Otdeleniya AN SSSR, 2, 45–55.
    [4] Maksimova, L. L. (2014). The Lyndon property and uniform interpolation over the Grzegorczyk logic. Siberian Mathematical Journal, 55(1), 118–124.

  • 第94回(2024年10月30日 10:40~12:10 / 13:20~14:50)
    発表者:佐藤雄太
    タイトル:必然化の論理 \(\mathbf{N}\) とその拡張の諸性質について
    要旨:正規様相論理の K 公理を弱めることで, Fitting et al. [1] の論理 \(\mathbf{N}\) を拡張した論理を得られるが,その論理は元の正規様相論理とはやや異なる性質を持ちうる点が興味深い.本発表では \(\mathbf{K} + \Box^n A \to \Box^m A\) を弱めて得られる \(\mathbf{N}\) の拡張論理における有限フレーム性や補間性の状況について,その証明を追いつつ解説する.この発表は [2] [3] を元にしている.

    参考文献:
    [1] Fitting et al. The pure logic of necessitation. Journal of Logic and Computation, 2(3):349-373, 1992.
    [2] Kurahashi. The provability logic of all provability predicates. Journal of Logic and Computation, 34(6):1108-1135, 2024.
    [3] Kurahashi & Sato. The finite frame property of some extensions of the pure logic of necessitation. Studia Logica, to appear.

  • 第93回(2024年10月29日 13:20~14:50)
    発表者:野口真柊
    タイトル:定理証明支援系 Lean による論理学の形式化について
    要旨:近年,定理証明支援系による数学の形式化:つまり,数学の定理やその証明をコンピュータによって厳密に検証したり,その証明を自動化しようとする試みが活発になりつつある. 本発表では,定理証明支援系の一つである Lean について紹介し,また我々がLeanによって形式化している論理学の成果や,将来的な展望などを概観する.

    予定では三部構成で進める.
    1. そもそも定理証明支援系とはどういうものなのか.
    2. 簡単な例を用いて実際に Lean のコードなどを見てみる.
    3. 現状の論理学の形式化の進捗と展望(様相論理と算術/不完全性定理周りについて).

  • 第92回(2024年10月24日 15:10~)
    発表者:上島晟宏
    タイトル:様相算術の Disjunction property と Existence property (3)
    要旨:第91回の続き.
  • 第91回(2024年10月17日 15:10~)
    発表者:上島晟宏
    タイトル:様相算術の Disjunction property と Existence property (2)
    要旨:第90回の続き.
  • 第90回(2024年10月10日 15:10~)
    発表者:上島晟宏
    タイトル:様相算術の Disjunction property と Existence property
    要旨:Friedman [1] によって, \(\mathbf{HA}\) の r.e. 拡大理論 \(T\) について \(T\) が DP を持つことと \(T\) が EP を持つことが同値になることが示されている. 同様のことが様相算術でも成立する. 実際, Friedman と Sheard [2] が \(\mathbf{EA}\) の r.e. 拡大理論 \(T\) について \(T\) が MDP を持つことと MEP を持つことが同値になることを示している. 本発表では, \(\Box \bot\) を証明しない \(\mathbf{PA}(\mathbf{K4})\) の無矛盾な r.e. 拡大理論 \(T\) について, MDP を持つことと MEP を持つことが同値になることを示す. さらに, \(B\), \(\Sigma(B)\) という論理式の階層も導入し, それらに対する DP や EP の間の関係性についても紹介する.
    参考文献:
    [1] Friedman, H. (1975). The disjunction property implies the numerical existence property. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 72, 2877–2878.
    [2] Friedman, H. & Sheard, M. (1989). The equivalence of the disjunction and existence properties for modal arithmetic. The Journal of Symbolic Logic, 54(4), 1456–1459.
    [3] Kurahashi, T. & Okuda, M. (2024). Disjunction and existence properties in modal arithmetic. The Review of Symbolic Logic, 17(1), 178-205.
  • 第89回(2024年7月2日 15:10~)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:\(\mathbf{N^+A}_{m,n}\) の算術的完全性 (2)
    要旨:第88回の続き
  • 第88回(2024年6月25日 15:10~)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:\(\mathbf{N^+A}_{m,n}\) の算術的完全性 (1)
    要旨:Kurahashi [1] において,様相論理 \(\mathbf{N}\) やその拡大論理における算術的完全性定理の成立が示されている. 本発表では,Kurahashi and Sato [2] で導入された \(\mathbf{N}\) の拡大論理 \(\mathbf{N+A}_{m,n}\) においても算術的完全性定理が成り立つことを示す.
    参考文献:
    [1] T. Kurahashi, The provability logic of all provability predicates, Journal of Logic and Computation, exad 060.
    [2] T. Kurahashi and Y. Sato, The finite frame property of some extensions of the pure logic of necessitation, arXiv:2305.14762.
  • 第87回(2024年6月18日 15:10~)
    発表者:後藤達哉
    タイトル:量化子「非可算個存在して」を持つ論理の完全性 (2)
    要旨:第86回の続き.
  • 第86回(2024年6月11日 15:10~)
    発表者:後藤達哉
    タイトル:量化子「非可算個存在して」を持つ論理の完全性 (1)
    要旨:H. Jerome Keisler は1970年の論文で量化記号 \(Q\) を持つ論理 \(L(Q)\) の完全性定理を示した。 これは一階述語論理に量化記号 \(Q\) とそれに関係する公理を付けたものであり、標準的な解釈では \((Qx)\phi(x)\) は \(\phi(x)\) を満たす \(x\) が非可算個存在すると読む。 完全性定理が主張しているのは \(L(Q)\) の任意の無矛盾な理論について、量化子 \(Q\) を標準的に解釈した、その理論のモデルが存在するということである。 本発表ではこの定理の証明を紹介する。この定理の集合論への応用についても少し触れる。
  • 第85回(2024年6月4日 15:10~)
    発表者:佐藤雄太
    タイトル:必然化の論理のいくつかの拡張における補間定理 (2)
    要旨:第84回の続き.
  • 第84回(2024年5月28日 15:10~)
    発表者:佐藤雄太
    タイトル:必然化の論理のいくつかの拡張における補間定理
    要旨:様相論理 \(\mathbf{K}\) から公理 K を取り除いて得られる論理 \(\mathbf{N}\) とその拡張論理には,算術における応用が最近見つかってきている.しかしこれらの論理を純粋に様相論理的な観点からみると,一般に論理が備えているべきとされる様々な性質がよく調べられているとはいいがたい.

    本発表では, \(\mathbf{N}\) に \(\Box^n p \to \Box^m p\) という形の公理と,\(\mathrm{Ros}^\Box\) として知られる規則を追加した論理 \(\mathbf{N^+A}_{m,n}\) に対して,Craig 補間性をはじめとする各種補間定理の証明を行う.特に,\(\mathbf{K4} = \mathbf{K} + \Box p \to \Box \Box p\) が一様補間性 (UIP) を持たないのに対して, \(\mathbf{N4} = \mathbf{N} + \Box p \to \Box \Box p\) が UIP を持っていることを示す.

  • 第83回(2024年5月21日 15:10~)
    発表者:冨永浩平
    タイトル:スマリヤンの Truth and Provability について (2)
    要旨:第82回の続き.
  • 第82回(2024年5月14日 15:10~)
    発表者:冨永浩平
    タイトル:スマリヤンの Truth and Provability について (1)
    要旨:スマリヤンは 2013年の記事にて, 対角線論法を利用するギミックそのものの再現に注力し, 最小限の記号ルールのみを採用した非常に簡易的な枠組みを構築し, その枠組みの上でも不動点定理, タルスキの真理定義不可能性定理, ゲーデルの第一不完全性定理に対応する主張が成り立つことを示し, 第一不完全性定理の証明に対するひとつの簡潔な理解を与えた.

    今回はこのスマリヤンの枠組みにおける各定理と, 記号ルール, モデルとの関係性を紐解き, より深く繊細な立場から定理を理解することを目指し, 性質間の同値性を検証し, 加えて各記号ルールが定理の各々にどのように寄与しているのかについて, 記号ルールの一部を除外して構成した反例モデルの考察から検討した.
    参考文献:
    ・Smullyan, R.M.Truth and Provability, The Mathematical Intelligencer, vol.35, no.1, pp.21--24, 2013.

  • 第81回(2024年4月30日 15:10~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:Collection scheme と Gaifman の分割定理 (3)
    要旨:第80回の続き.
  • 第80回(2024年4月23日 15:10~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:Collection scheme と Gaifman の分割定理 (2)
    要旨:第79回の続き.
  • 第79回(2024年4月16日 15:10~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:Collection scheme と Gaifman の分割定理 (1)
    要旨:Collection scheme は算術において帰納法公理と関連して重要な役割を担っている. Collection scheme を満たすモデルの特徴づけはこれまでに Paris and Kirby (1978) らによって与えられているが,今回は Gaifman の分割定理に注目した,cofinal extension による特徴づけを与える.
    参考文献:
    ・Kurahashi and Minami. On collection schemes and Gaifman's splitting theorem, arXiv:2402.09255 (2024).
    ・Paris and Kirby. \(\Sigma_n\)-Collection Schemas in Arithmetic. Logic Colloquium '77. 199--209 (1978).
  • 第78回(2023年2月24日 13:30~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:Logic of tolerance 上の Craig の補間性 (4)
    要旨:第77回の続き
  • 第77回(2023年2月16日 13:30~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:Logic of tolerance 上の Craig の補間性 (3)
    要旨:第76回の続き
  • 第76回(2023年2月6日 15:30~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:Logic of tolerance 上の Craig の補間性 (2)
    要旨:第75回の続き
  • 第75回(2023年1月30日 15:30~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:Logic of tolerance 上の Craig の補間性 (1)
    要旨:Dzhaparidze が導入した枠組みである Lgic of tolerance での Craig の補間性について,最近得られた結果を報告する. 今回,Dzhaparidze が導入していた論理 \(\mathbf{TOL}\) の部分論理 \(\mathbf{CLT}\) を導入する. \(\mathbf{CLT}\) では不動点定理が成立することは既に示したが,今回は \(\mathbf{CLT}\) において Craig 補間性が成立することを示す.
  • 第74回(2023年1月23日 15:30~)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:Rosser 型の反映原理の \(\Gamma\) 保存性について (2)
    要旨:前回の続き.
  • 第73回(2023年1月16日 15:30~)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:Rosser 型の反映原理の \(\Gamma\) 保存性について
    要旨:Beklemishev[1]により, \(\Gamma \in \{\Sigma_n, \Pi_{n+1} : n \geq 1\}\) について, \(T+ \mathsf{Rfn}(T)\) は \(T+\mathsf{Rfn}_{\Gamma}(T)\) 上 \(\Gamma\) 保存的であることが示されている. また, Kurahashi[2]においてこれが一般の Rosser 証明可能性述語について成立するか?という問題が提示されている. 今回はその答えである一般の Rosser 証明可能性述語について Beklemishev の結果が成り立たないということと, Rosser 型の反映原理の \(\Gamma\) 保存性の分析で得られた結果について紹介する.
    参考文献 :
    [1] L. Beklemishev, Notes on local reflection principles, 1997.
    [2] T. Kurahashi, Henkin sentences and local reflection principles for Rosser provability, 2016.
  • 第72回(2022年12月26日 15:30~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:Verification Logicと算術的完全性について(3)
    要旨:第71回の続き.
  • 第71回(2022年12月12日 15:30~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:Verification Logicと算術的完全性について(2)
    要旨:第70回の続き.
  • 第70回(2022年12月5日 15:30~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:Verification Logicと算術的完全性について
    要旨:第54・55回で扱ったLogic of Proofsを,負の内省公理に関する言語・スキーマを組み込む形で拡張することを試みる.Justification logic における自然な LP の拡張 JS5 のもとでは,算術との対応づけがうまくいかない.そこで今回は,Aguilera & Fernández Duque による Verification Logic を紹介する.この論理における算術的完全性定理を示すのが目標である.(複数回を予定)
    参考文献:
    [1] Juan P. Aguilera & David Fernández Duque. Verification Logic: An Arithmetical Interpretation for Negative Introspection. In: Lev Beklemishev, Stéphane Demri & András Máté (eds.). Advances in modal logic. Vol. 11. 1-20 (2016).
  • 第69回(2022年11月28日 15:30~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:\(\mathsf{R}\) の有限拡大理論について (2)
    要旨:第68回の続き.
  • 第68回(2022年11月21日 15:30~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:\(\mathsf{R}\) の有限拡大理論について
    要旨:有限かつ本質的決定不可能な理論 \(T\) は次の性質をもつ:
    (+)「\(T + U\) が無矛盾となる任意の理論 \(U\) は決定不能」
    理論 \(\mathsf{R}\) は有限公理化可能ではないが,Cobham は \(\mathsf{R}\) もまた条件 (+) を満たすことを証明した. Vaught は Cobham の定理を導く次の主張を証明したらしいが,その証明は書いてくれていない:
    「\(\mathsf{R} + U\) が無矛盾となる RE 理論 \(U\) に対して,\(\mathbf{R}\) の拡大有限理論 \(S\) が存在して \(S + U\) は無矛盾」
    今回はこの Vaught の定理の証明を再現し,またできる限り拡張した次の定理を示すことを目標とする:
    \(\mathsf{R}\) の拡大である有限理論の列 \(\langle S_j \rangle_{j \in \omega}\) が存在して,次の2条件を満たす:
    1. \(S_j \vdash S_{j+1} \vdash \mathsf{R}\),
    2. 任意の有限理論 \(T\) と理論の RE 列 \(\langle U_i \rangle_{i \in \omega}\) に対して, \[ \exists i \in \omega\ \text{s.t.}\ \mathsf{R} + U_i \vartriangleright T \iff \forall j \in \omega\, \exists i \in \omega\ \text{s.t.}\ S_j + U_i \vartriangleright T. \] 参考文献:
    ・Robert L. Vaught. On a theorem of Cobham concerning undecidable theories. Logic, Methodology and Philosophy of Science, Proc. 1960 Int. Congr. 14-25 (1962).
  • 第67回(2022年11月14日 15:30~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:Logic of tolerance (4)
    要旨:第66回の続き.「3. \(\mathbf{TOL}\) の算術的健全性, 完全性.」の算術的完全性を紹介する.
  • 第66回(2022年11月7日 15:30~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:Logic of tolerance (3)
    要旨:第65回の続き.2. \(\mathbf{TOL}\) の意味論的完全性(2種類)」の Visser model による完全性及び. 「3. \(\mathbf{TOL}\) の算術的健全性, 完全性.」の算術的健全性を紹介する.
  • 第65回(2022年10月31日 15:30~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:Logic of tolerance (2)
    要旨:第64回の続き.「2. \(\mathbf{TOL}\) の意味論的完全性(2 種類)」を紹介する.
  • 第64回(2022年10月24日 15:30~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:Logic of tolerance (1)
    要旨:Dzhaparidze の論文[1] の内容を紹介する.
    理論 \(T\) が理論 \(U\) において弱解釈可能とは, \(T\) が, ある無矛盾な \(U\) の拡大論理において解釈可能であることをいう. Dzhaparidze は弱解釈可能性を拡張した概念 “Tolerance” を導入し, logic of tolerance \(\mathbf{TOL}\) を導入した. 今回は, 2, 3 回に分けて, \(\mathbf{TOL}\) の算術的完全性を示すことを目指す. 大まかな手順は以下である.
     1. Tolerance や \(\mathbf{TOL}\) の導入と基本性質の証明;
     2. \(\mathbf{TOL}\) の意味論的完全性(2 種類);
     3. \(\mathbf{TOL}\) の算術的健全性, 完全性.
    第1回の今回の発表は, 1. 2. を紹介し, 第2回の発表は 3. を紹介する(予定).
    参考文献:[1] Giorgie Dzhaparidze. The logic of linear tolerance. Studia Logica, 51(2):249–277, 1992.
  • 第63回(2022年10月17日 15:30~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:\(\mathbf{S4}\) と \(\mathbf{LP}\) のrealizationについて
    要旨:第54回で取り挙げた,Logic of Proofs と \(\mathbf{S4}\) の相互翻訳可能性(Realization Theorem)について紹介する.
    参考文献:
    Artemov & Fitting, ``Justification Logic: Reasoning with reasons". Cambridge University Press, 2019. (Chapter 6: ``Realization - How It Began")
    Kuznets & Studer, ``Logics of Proofs and Justifications". Studies in Logic, 2019. (Section 3: ``Relations with S4")
  • 第62回(2022年9月29日 13:30~)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:第61回の続き.
  • 第61回(2022年9月22日 13:30~)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:\(\mathbf{GLB}\) の位相的意味論について
    要旨:\(\mathbf{GLB}\) はクリプキ完全ではないが, 位相的意味論において完全性が成立する. Beklemishev, Bezhanishvili and Icardの, \(\mathbf{GLB}\) の位相的意味論において完全性が成り立つという結果を紹介する.
    参考文献:
    L. Beklemishev, G. Bezhanishvili and T. Icard, On topological models of \(\mathbf{GLP}\), Ways of Proof Theory, 2010.
  • 第60回(2022年9月1日 13:30~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:\(\mathbf{R}\) の本質的遺伝的決定不可能性
    要旨:Tarski, Mostowski, and Robinson による理論 \(\mathbf{R}\) が本質的決定不可能であることは知られているが,今回は \(\mathbf{R}\) が本質的遺伝的決定不可能である,すなわち \(\mathbf{R} + U\) が無矛盾となる任意の理論 \(U\) が決定不可能であるという Cobham の定理の,Visser による証明を紹介する.
    参考文献:
    ・Albert Visser. On \(\mathsf{Q}\). Soft Computing, 21(1):39–56, 2017.
    ・Robert L. Vaught. On a theorem of Cobham concerning undecidable theories. Logic, Methodology and Philosophy of Science, Proc. 1960 Int. Congr. 14-25 (1962).
  • 第59回(2022年8月4日 15:30~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:全ての証明可能性述語の様相論理(2)
    要旨:\(\mathbf{N}\), \(\mathbf{N4}\), \(\mathbf{NR}\), \(\mathbf{NR4}\) がそれぞれ対応する算術的解釈に関して健全かつ完全であることを証明する.特に \(\mathbf{N}\) は全ての証明可能性述語の様相論理で,\(\mathbf{NR}\) は全ての Rosser 証明可能性述語の様相論理である.
  • 第58回(2022年7月28日 15:30~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:全ての証明可能性述語の様相論理(1)
    要旨:Fitting, Marek, and Truszczyński による論理 \(\mathbf{N}\) とその拡大論理 \(\mathbf{N4}\), \(\mathbf{NR}\), \(\mathbf{NR4}\) を導入し,これらの論理が Fitting, Marek, and Truszczyński による関係意味論について有限フレーム性を持つことを証明する.
    参考文献:
    Fitting, Marek, and Truszczyński. The pure logic of necessitation. Journal of Logic and Computation, 2(3):349--373, 1992.
  • 第57回(2022年7月7日 15:30~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:稠密な部分保存的命題の列について(2)
    要旨:第56回の続き.
  • 第56回(2022年6月30日 15:30~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:稠密な部分保存的命題の列について
    要旨:Lindström [1] による次の定理を示す.
    各有理数 \(r, r' \in [0, 1]\) について, 次を満たす \(\Gamma\) 文 \(\varphi_r\), \(\varphi_{r'}\) が effective に存在する:
    (i) \(r \leq r'\) ならば \(\mathsf{PA} \vdash \varphi_r \to \varphi_{r'}\);
    (ii) \(\mathsf{PA} \vdash \varphi_1\);
    (iii) \(\varphi_0\) は \(T\) 上 \(\Gamma^{d}\)-保存的;
    (iv) \(r < r'\) ならば \(\neg \varphi_r\) は \(T+\varphi_{r'}\) 上 \(\Gamma\)-保存的.
    参考文献:
    [1] Lindström, Per. "A theorem on partial conservativity in arithmetic." The Journal of Symbolic Logic 76.1 (2011): 341-347.
  • 第55回(2022年6月16日 15:30~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:証明の論理 (Logic of Proofs)について 2
    要旨:54回目の続き
  • 第54回(2022年6月9日 15:30~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:証明の論理 (Logic of Proofs)について
    要旨:証明の論理とは,様相論理の単一演算子をターム(proof term)を用いて明示化した論理で,算術の証明述語の振る舞いを分析することを意図して導入されたものである.
    Artemov による証明の論理の基本体系 \(\mathbf{LP}_0\) のもとで,算術の証明述語に関する算術的完全性定理が成り立つことを紹介する.
    参考文献:
    Artemov, ''"Explicit Provability and Constructive Semantics". Bulletin of Symbolic Logic 7(1), 2001, pp. 1--36.
  • 第53回(2022年6月2日 15:30~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:\(\mathbf{MND}\) の算術的完全性
    要旨:\(\mathbf{MN}\) に \(\mathbf{P}: \neg \Box \bot\) ではなく \(\mathbf{D}: \neg (\Box p \land \Box \neg p)\) を加えて得られる様相論理 \(\mathbf{MND}\) の,Rosser 述語に基づく算術的完全性を証明する.
    参考文献:
    T. Kurahashi, Rosser Provability and Normal Modal Logics, 2020.
    T. Kurahashi, Rosser provability and the second incompleteness theorem, 2021.
  • 第52回(2022年5月26日 15:30~)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:\(\mathbf{MNP}\) の算術的完全性
    要旨:公理として \(\Box(A \to B) \to (\Box A \to \Box B)\) を含まない様相論理の system \(\mathbf{MNP}\) の Rosser predicate による算術的完全性を示す.すなわち,\(T\) を \(\mathsf{PA}\) の任意の無矛盾な r.e. 拡大,\(A\) を任意の様相論理式としたとき \(\mathbf{MNP} \vdash A \iff \mathbf{B_2}\) を満たす \(T\) の任意の Rosser predicate \(\mathrm{Pr}^R\) と \(\mathrm{Pr}^R\) に基づく任意の算術的解釈 \(f\) について,\(\mathsf{PA} \vdash f_T(A)\) が成立することを示す.
    参考文献:
    T. Kurahashi, Rosser Provability and Normal Modal Logics, 2020.
    T. Kurahashi, Rosser provability and the second incompleteness theorem, 2021.
  • 第51回(2022年3月24日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:Universal Rosser predicate について
    要旨:\(\mathbf{PA}\) のどんな無矛盾完全拡大理論 \(T\) に対しても,あるモデル \(M \models \mathbf{PA}\) について \(T = \{\varphi \mid M \models \mathrm{Pr}_{\mathbf{PA}}^R(\ulcorner \varphi \urcorner)\}\) となるような Rosser provability predicate \(\mathrm{Pr}_{\mathbf{PA}}^R(x)\) を universal Rosser predicate という.今回は universal Rosser predicate の存在とその拡張について紹介する.
    参考文献:
    M. Kikuchi and T. Kurahashi, Universal Rosser Predicates, JSL, 2017.
  • 第50回(2022年3月17日 16:10~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:指数関数の \(\Delta_0\) 定義
    要旨:指数関数が自然数の標準モデルにおいて \(\Delta_0\) 論理式で定義可能であることが知られているが,今回は Pudlák によって与えられた分かりやすい \(\Delta_0\) 定義を紹介する.
    参考文献:
    Pavel Pudlák, A definition of exponentiation by a bounded arithmetical formula, 1983.
  • 第49回(2022年2月17日 15:00~)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:GLP の sub system J について
    要旨:\(\mathbf{GLP}\) はクリプキ完全ではないが, \(\mathbf{GLP}\) の sub system \(\mathbf{J}\) においてクリプキ完全性が成立する. \(\mathbf{GLP}\) の sub system \(\mathbf{J}\) の \(\mathbf{J}\) フレームに対するクリプキ完全性と \(\mathbf{J}\) のクリプキ完全性を経由した \(\mathbf{GLP}\) での Craig の補間定理と不動点定理の Beklemishev による証明を紹介する.

    参考文献:
    L. Beklemishev, On the Craig interpolation and the fixed point property for \(\mathbf{GLP}\), 2007.
    L. Beklemishev, Kripke semantics for provability logic \(\mathbf{GLP}\), 2010.

  • 第48回(2022年2月3日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:Sacchetti の様相論理に対する算術的完全性
    要旨:Sacchetti によって導入された様相論理 \(\mathbf{K} \oplus \Box(\Box^n p \to p) \to \Box p\) を証明可能性論理として持つような証明可能性述語の存在を示す. より具体的に,\(\mathrm{PA}\) の任意の無矛盾な r.e. extension \(T\) について,\(T\) のある \(\Sigma_2\) numeration \(\tau(u)\) が存在して,任意の様相論理式 \(A\) に対して, \[ \mathbf{K} \oplus \Box(\Box^n p \to p) \to \Box p \vdash A \iff\ \text{任意の算術的解釈}\ f\ \text{について}\ T \vdash f_\tau(A) \] が成り立つことを示す. ここで \(f_\tau\) は \(\Box\) を \(\mathrm{Pr}_\tau(\cdot\)) を用いて解釈することで \(f\) を拡張した写像である.
    参考文献:
    T. Kurahashi, Arithmetical Soundness and Completeness for \(\Sigma_2\) Numerations, Studia Logica, 2018.
  • 第47回(2022年1月27日 15:30~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:Magari algebra について
    要旨:Boolean algebra に \(\Box\) に関するオペレータを追加して拡張した Magari algebra (Diagonalizable algebra) について Magari 1975 の内容に基づき解説する.(Boolean algebra に関する基礎的な内容も含む)
    参考文献:
    Magari, "Representation and Duality Theory for Diagonalizable Algebras". Studia Logica 34(4), 305-313, 1975.
  • 第46回(2022年1月20日 15:00~)
    発表者:鈴木悠大
    タイトル:2階算術の部分体系群について
    要旨:2階算術の部分体系群について,特にBig Fiveと呼ばれる5つの体系を中心に基本的な特徴を紹介する.
  • 第45回(2022年1月13日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:\(\mathbf{GL}\) における closed formulas のトレースを用いた分析
    要旨:\(\mathbf{GL}\) における closed formulas の標準形定理は Boolos によって与えられているが,それをトレースの概念を用いてより精密なものにした Artemov による分析を紹介する.
  • 第44回(2022年1月6日 15:00~)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:弱い論理における第二不完全性定理
    要旨:Beklemishev and Shamkanovによる古典論理よりも弱い論理での第二不完全性定理の分析を紹介する

    参考文献:
    L. Beklemishev and D. Shamkanov, Some abstract versions of Gödel's second incompleteness theorem based on non-classical logics, 2016.

  • 第43回(2021年12月16日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:Sacchettiの論理 \(\mathbf{wGL_n}\) のカット除去の構文論的証明
    要旨:Sacchettiの論理 \(\mathbf{wGL_n} : \mathbf{K} \oplus \Box(\Box^n A \to A) \to \Box A\) のシークエント計算がカット除去を許すことを示す. 発表者が2018年に示した証明探索アルゴリズムによるカット除去性の証明には一部 Kripke 意味論に訴える箇所があるが,今回は構文論だけで完結した別証明を与える.

    参考文献:
    Borga, On some proof theoretical properties of the modal logic GL. Studia Logica 42, 453--459, 1983.

  • 第42回(2021年12月9日 15:00~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:GLP の closed fragment について(2)
    要旨:第41回の続き.
    前回は準備で止まったが,今回で Ignatiev による GLP における閉論理式に対する以下の 2 つの結果を示す.
    ・GLP における「正規形」を定義し,GLP において,任意の閉論理式は正規形に同値変形できる.
    ・新たに,論理 GLP_0 を導入し,閉論理式に関して GLP が GLP_0 の保存拡大となる.
  • 第41回(2021年12月2日 15:00~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:GLP の closed fragment について
    要旨:証明可能性論理 GL の拡大である GLP は,複数の証明可能性述語の相互関係を調べることができる論理であり,Dzhaparidze によって導入された.その言語は GL の言語に可算無限個の一項様相演算子 \([1]\), \([2]\),... を付け加えることで得られる.GL において,各閉論理式は正規形(\(\Box^i \bot\) という形の論理式の Boolean 結合)と呼ばれる論理式に同値変形できるが,GLP においても対応する結果が成立することが Ignatiev (1992) によって示された.今回は,Ignatiev による GLP における閉論理式に対する以下の 2 つの結果を紹介する.

    ・GLP における「正規形」を定義し,GLP において,任意の閉論理式は正規形に同値変形できる.
    ・新たに,論理 GLP_0 を導入し,閉論理式に関して GLP が GLP_0 の保存拡大となる.

    参考文献:
    Konstantin N Ignatiev. The closed fragment of Dzhaparidze’s polymodal logic and the logic of \(\Sigma_1\)-conservativity. ITLI Prepublication Series for Mathematical logic and Foundation, X-92-02, University of Amsterdam, 1992.

  • 第40回(2021年11月25日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:GLのシークエント計算のカット除去(2)
    要旨:第38回の続き.
    今回はGLのシークエント計算(GLS)のカット除去定理について解説する.GLSのカット付き証明図をなしのものに書き換えていく構成的な証明を与えることは課題の一つだった. Leivant (1981) や Valentini (1983)などにその具体的アルゴリズムが記されている.Leivant の方法ではループが生じる可能性があることが Valentini が指摘しており, その部分の改良を与えている.しかし,複雑な帰納法が本当に回るのかどうかはあいまいさが残され,また multiset 版でも上手くいくかどうかは近年まで未解決のままであった. Goré & Ramanayake (2012)では,multiset での Valentini のアルゴリズムの挙動を精密に分析し,結果として multiset 版に対してもカット除去が可能であることが述べられている. 第2回の後半は Goré & Ramanayake による multiset 版の証明を紹介する.方針はほぼ同じだが,縮約規則の扱いに注意が必要である.
  • 第39回(2021年11月18日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:IL の PSPACE アルゴリズム
    要旨:与えられた論理式の IL における充足可能性の問題を PSPACE で判定する,Mikec, Pakhomov and Vuković によるアルゴリズムを紹介する.
    参考文献:
    ・Mikec, Pakhomov and Vuković, Complexity of the interpretability logic IL, Logic Journal of the IGPL, 2019.
  • 第38回(2021年11月11日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:GL のシークエント計算のカット除去
    要旨:今回はGLのシークエント計算(GLS)のカット除去定理について解説する.GLSのカット付き証明図をなしのものに書き換えていく構成的な証明を与えることは課題の一つだった. Leivant (1981) や Valentini (1983)などにその具体的アルゴリズムが記されている.Leivant の方法ではループが生じる可能性があることが Valentini が指摘しており, その部分の改良を与えている.しかし,複雑な帰納法が本当に回るのかどうかはあいまいさが残され,また multiset 版でも上手くいくかどうかは近年まで未解決のままであった. Goré & Ramanayake (2012)では,multiset での Valentini のアルゴリズムの挙動を精密に分析し,結果として multiset 版に対してもカット除去が可能であることが述べられている. 全2回を予定している.前半は Leivant および Valentini のアルゴリズムについて紹介したい.
    参考文献:
    ・Daniel Leivant, ``On the Proof Theory of the Modal Logic for Arithmetic Provability." The Journal of Symbolic Logic 46 (3), pp. 531--538, 1981.
    ・Silvio Valentini, ``The Modal Logic of Provability: Cut-Elimination." Journal of Philosophical Logic 12 (4), pp. 471--476, 1983.
  • 第37回(2021年11月4日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:FGH 定理のバリエーション
    要旨:古典命題論理の論理式 \(A(p_1, \ldots, p_n, q_1, \ldots, q_m)\) について,任意の算術の文 \(\psi_1, \ldots, \psi_m\) と任意の \(\Sigma_1\) 文 \(\sigma\) について,ある算術の文 \(\varphi_1, \ldots, \varphi_n\) が存在して \(\mathbf{PA} + \mathrm{Con}_T \vdash \sigma \leftrightarrow \mathrm{Pr}_T(\ulcorner A(\varphi_1, \ldots, \varphi_n, \psi_1, \ldots, \psi_m) \urcorner)\) となるための必要十分条件を述べる.
  • 第36回(2021年10月28日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:算術の理論 \(\mathbf{R}\) について
    要旨:Tarski, Mostowski and Robinson によって導入された算術の理論 \(\mathbf{R}\) とその周辺話題をまとめる.
  • 第35回(2021年9月29日 15:00~)
    発表者:小暮晏佳
    タイトル:Solovay の定理の別証明
    要旨:Pakhomov による Solovay の定理の別証明について紹介する.

    参考文献:
    ・Pakhomov, Fedor N., Solovay's completeness without fixed points, WoLLIC 2017: Logic, Language, Information, and Computation, 2017.

  • 第34回(2021年9月22日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:Rosser 型の Henkin 文と反映原理について
    要旨:自分自身の証明可能性を主張する Henkin 文は Löb の定理より全て証明可能となる.また,反映原理は健全性を形式化したもので,いろいろな分析が行われている.今回は Rosser 型の Henkin 文と Rosser 型の反映原理に関する研究の概要を紹介する.

    参考文献:
    ・S. V. Goryachev, Arithmetic with a local reflection principle for Rosser provability formulas, Matematicheskie Zametki, 1989.
    ・T. Kurahashi, Henkin sentences and local reflection principles for Rosser provability, APAL, 2016.

  • 第33回(2021年9月15日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:\(\mathbf{GL}\) の循環証明体系について
    要旨:Shamkanov [1] による \(\mathbf{GL}\) の循環証明体系について紹介する.この論文では, Tait Calculus (⇒のないシークエント計算)をベースに,特定の条件を満たすような 循環木も証明図として認めるという形で \(\mathbf{K4}\) の Tait calculus \(\mathbf{K4_{seq}}\) を拡張した体系 (\(\mathbf{GL_{circ}}\))を導入し,\(\mathbf{GL_{circ}}\) が \(\mathbf{GL}\) の Tait calculus \(\mathbf{GL_{seq}}\) と証明能力が等しくなることを示している. (この関係を,「\(\mathbf{K4}\) は \(\mathbf{GL}\) の circular companion である」ともいう.)
    セミナーでは理解しやすいよう通常のシークエント計算をベースに Shamkanov の議論を解説する予定である. また,詳しくは踏み込まないが,この応用として \(\mathbf{GL}\) で通常の Craig 補間性よりも強い, 変数のポジティブネスも保存するような補間論理式が取れるという Lyndon 補間性も示すことができる.
    補足として,\(\mathbf{GL}\) と \(\mathbf{K4}\) のように片方を循環証明体系に拡張することで互いに証明能力が等しくなる circular companion の関係が成立するための条件を調べた Iemhoff [2] の論文も挙げておく.
    参考文献:
    [1] Daniyar S. Shamkanov, ``"Circular proofs for the Gödel-Löb Provability Logic". Mathematical Notes 96, 575―585, 2014.
    [2] Rosalie Iemhoff, ``Reasoning in circles". In: Jan van Erick et al.(eds.), ``Liber Amicorum Alberti; A Tribute to Albert Visser". College Publications, 165―176, 2016.
  • 第32回(2021年9月8日 15:00~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:\(\mathbf{IL^-(J4+)}\) の拡大論理に対する Simplified Veltman frame に関する完全性について
    要旨:前回(第28回) \(\mathbf{IL^-(J4_+)}\) 及び \(\mathbf{IL^-(J1, J4_+)}\) に対する Simplified Veltman Frame (SVF)に関する完全性の証明を行ったが,今回は \(\mathbf{IL^-(J4_+)}\) の拡大論理に対する SVF に関する分析を行う.

    Visser は解釈可能性論理 \(\mathbf{IL}\) に対する SVF に関する完全性を示している.\(\mathbf{IL^-(J2_+, J5)}\) に対する SVF に関する完全性は,Visser の手法とほぼ同様の方法で証明できることを紹介する.

  • 第31回(2021年9月1日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:FGH 定理の Rosser 証明可能性述語による拡張
    要旨:\(\Sigma_1\) 定義可能な集合の理論における弱表現可能性という Ehrenfeucht and Feferman の定理を PA において形式化した Friedman-Goldfarb-Harrington の定理(FGH 定理)について,Rosser 証明可能性述語を用いた拡張を行う(第27回の続き).
  • 第30回(2021年8月25日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:\(\mathbf{wGrz_n}\) のクリプキ完全性について(続き)
  • 第29回(2021年8月11日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:\(\mathbf{wGrz_n}\) のクリプキ完全性について
    要旨:Slack上の未解決問題「\(\mathbf{wGL_n}\) のboxdot-counterpartは何か?」についての最近の考察を紹介する.ここでは,\(\mathbf{Grz}\) の公理の \(\Box\) を \(\Box^n\) に置き換えた公理を持つ論理 \(\mathbf{wGrz_n}\) を導入し,そのクリプキ完全性を証明する.残念ながらこの論理は上の問いの直接的解答にはなっていないが,直観主義論理から様相論理への埋め込みという観点からは意味のある論理かもしれない.
  • 第28回(2021年8月4日 15:00~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:\(\mathbf{IL^-(J4_+)}\) に対する Simplified Veltman frame に関する有限的な完全性
    要旨:Veltman frame を単純化した意味論である Simplified Veltman frame に関する分析を行う.特に \(\mathbf{IL^-(J4_+)}\) に対する Simplified Veltman frame に関する有限的な完全性の証明を与える.
  • 第27回(2021年7月28日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:FGH 定理の一般化
    要旨:\(\Sigma_1\) 定義可能な集合の理論における弱表現可能性という Ehrenfeucht and Feferman の定理を PA において形式化した Friedman-Goldfarb-Harrington の定理(FGH 定理)について,様相論理を用いた一般化を行う.証明は Solovay の算術的完全性定理の応用である.
  • 第26回(2021年3月23日 15:45~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:The fixed point property for sublogics of interpretability logic \(\mathbf{IL}\), revisited
  • 第25回(2021年2月18日 15:00~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:de Rijke の unary interpretability logic に対する部分論理について
    要旨:\(\mathbf{IL}\) の部分論理で様相完全性が成立するものに対して,対応する unary interpretability logic を与え, それぞれの様相完全性を示し,de Rijke による結果に類似した結果を与える. また,\(\mathbf{IL}\) の部分論理で一般化 Veltman フレームに関して様相完全性が成立する論理に対して, 対応する unary interpretability logic を与え,それぞれの様相完全性を示し,de Rijke による結果に類似した結果を与える.
  • 第24回(2021年1月28日 15:00~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:de Rijke の unary interpretability logic に対する部分論理について
    要旨:de Rijke が導入した unary interpretability logic \(\mathbf{il}\) に対する部分論理の様相完全性を示す. unary interpretability logic の言語は \(\mathbf{GL}\) に一項様相演算子 \(I\) が加えられたものであり, 論理式 \(IA\) は interpretability logic の論理式 \(\top \triangleright A\) に対応している. つまり,de Rijke は unary interpretability logic の論理式 \(A\) に対して \[ \mathbf{il} \vdash A \iff \mathbf{IL} \vdash A^* \] が成立することを示した(\(A^*\) は \(A\) に現れる全ての \(IB\) という形の部分論理式を \(\top \triangleright B\) に書き換えた論理式である). 今回は \(\mathbf{IL}\) の部分論理で様相完全性が成立するものに対して, 対応する unary interpretability logic を与え,それぞれの様相完全性を示し,de Rijke による結果に類似した結果を与える.
    参考文献:Maarten de Rijke. Unary interpretability logic. Notre Dame Journal of Formal Logic,33(2):249-272, (1992).
  • 第23回(2021年1月21日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:\(\mathbf{GIK4}\) のカット除去定理の検証(続き)
  • 第22回(2021年1月14日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:\(\mathbf{GIK4}\) のカット除去定理の検証
    要旨:Sasaki [1]による,\(\mathbf{IK4}\) のシークエント体系を紹介する.本論文では \(\mathbf{IL}\) の \(\mathbf{GL}\) 部分を \(\mathbf{K4}\) をベースに置き換えた弱い論理 \(\mathbf{IK4}\) と,それに対応するシークエント体系 \(\mathbf{GIK4}\) が導入される. 体系 \(\mathbf{GIK4}\) の論理的妥当性,すなわち証明可能な論理式(シークエント)が等価となることを示す.
    参考文献:K. Sasaki, “A Cut-free Sequent System for the Smallest Interpretability Logic”. Studia Logica 70. 353–372. 2002.
  • 第21回(2020年12月17日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:述語証明可能性論理の包含関係について(続き)
  • 第20回(2020年12月10日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:述語証明可能性論理の包含関係について
    要旨:述語証明可能性論理については命題証明可能性論理において成立していたいろいろな性質が成り立たないことが Montagna, Vardanyan, Artemov らによって示されている. 特に Montagna は述語証明可能性論理 \(\mathrm{QPL}(T)\) が \(T\) に依存すること,すなわち \(\mathrm{QPL}(\mathbf{PA}) \nsubseteq \mathrm{QPL}(\mathbf{BG})\) であることを示している. また,Atremov は \(\mathrm{QPL}(T)\) が \(T\) を定義する論理式に依存すること,すなわち,\(\Sigma_1\)-健全な理論 \(T\) とその \(\Sigma_1\) definition \(\tau_0(v)\) について,\(T\) の \(\Sigma_1\) definition \(\tau_1(v)\) があって,\(\mathrm{QPL}_{\tau_0}(T) \nsubseteq \mathrm{QPL}_{\tau_1}(T)\) となることを示している. これらの結果から,述語証明可能性論理の間の包含関係 \(\mathrm{QPL}_{\tau_0}(T_0) \subseteq \mathrm{QPL}_{\tau_1}(T_1)\) は特別な状況下でしか成立しないことが示唆される. このような状況のもとで次を行った.
    1. \(\mathrm{QPL}_{\tau_0}(T_0) \subseteq \mathrm{QPL}_{\tau_1}(T_1)\) という仮定から得られる帰結をいくつか示すことで,実際に包含関係が特別な状況下でしか成立しないことを示す.
    2. \(\Sigma_1\)-interpretations に制限した \(\mathrm{QPL}_{\tau_0}^{\Sigma_1}(T_0)\) について,\(\mathrm{QPL}_{\tau_0}^{\Sigma_1}(T_0) \subseteq \mathrm{QPL}_{\tau_1}^{\Sigma_1}(T_1)\) のための必要十分条件を与える.
  • 第19回(2020年12月3日 15:00~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:\(\mathbf{IL}\) の部分論理の不動点定理について(続き)
  • 第18回(2020年11月26日 15:00~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:\(\mathbf{IL}\) の部分論理の不動点定理について
    要旨:\(\mathbf{IL^-(J2_{+})}\) の拡大論理で不動点定理(FPP) を満たし J5 を証明できない論理を与える. また,\(\mathbf{IL^-(J4)}\) の拡大論理で,特定の論理式に制限した不動点定理(ℓFPP) を満たし J5 を証明できない論理を与える. これらは,「The fixed point and the Craig interpolation properties for sublogics of \(\mathbf{IL}\)」 で与えられた問の解答である.
  • 第17回(2020年11月19日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:\(\mathbf{CL}\)・\(\mathbf{IL}\) の位相空間意味論とコンパクト性(続き)
  • 第16回(2020年11月12日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:\(\mathbf{CL}\)・\(\mathbf{IL}\) の位相空間意味論とコンパクト性
    要旨:ここ最近で議論していた,Interpretability logics の位相空間的意味論の特徴づけを紹介し, Shetman や Shamkanov によるウルトラブーケを用いたコンパクト性定理の \(\mathbf{CL}\)・\(\mathbf{IL}\) への拡張を解説する.
  • 第15回(2020年11月5日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:de Rijke の bi-unary interpretability logic の完全性(続き)
  • 第14回(2020年10月29日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:de Rijke の bi-unary interpretability logic の完全性
    要旨:2 つの1 変数様相記号 \(I_M\) と \(I_P\) をもち,それぞれに対する \(\mathbf{ilm}\) および \(\mathbf{ilp}\) の公理をもつ bi-unary interpretability logic \(\mathbf{ilm/p}\) について,de Rijke によるクリプキ完全性の証明を紹介する.
    参考文献:de Rijke - Bi-Unary Interpretability Logic
  • 第13回(2020年10月22日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:Neighborhood semantics を用いた \(\mathbf{GL}\) の強完全性の証明(その4)
  • 第12回(2020年10月15日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:Neighborhood semantics を用いた \(\mathbf{GL}\) の強完全性の証明(その3)
  • 第11回(2020年10月1日 15:00~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:Ignatiev による \(\mathbf{SCL}\) の simplified veltman frame に対する完全性について
    要旨:前回,Ignatiev による \(n>2\) に対する \(\Sigma_n\), \(\Pi_n\)-保存性に対応する様相論理 \(\mathbf{SCL}\) の算術的完全性を,
    2.様相論理 \(\mathbf{SCL}\) の有限 simplified model による完全性
    の結果を認めたうえで証明した.今回は,2を
    1.様相論理 \(\mathbf{CLM}\) の有限クリプキ完全性
    の結果を認めたうえで,証明する.
  • 第10回(2020年9月24日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:\(\mathbf{GL}\) の位相的(集合論的)意味論の基本事項(続き)
  • 第9回(2020年9月17日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:\(\mathbf{GL}\) の位相的(集合論的)意味論の基本事項
    要旨:\(\mathbf{GL}\) の位相空間的意味論に関する基本的な事項について解説する. 次の定理の証明を紹介することを目標とする.

    定理 (Abashide-Blass)
    順序数 \(\alpha \geq \omega^\omega\) 上の順序位相 \(\tau\) について \((\alpha, \tau)\) の論理がちょうど \(\mathbf{GL}\) である.

    参考文献:Blass - Infinitary combinatorics and modal logic (1990)

  • 第8回(2020年9月10日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:Neighborhood semantics を用いた \(\mathbf{GL}\) の強完全性の証明(その2)
    要旨:第7回に引き続き,Shamkanov (2017)の論文の4章および5章を解説する. 4章ではnon-wellfounded derivationを用いた導出可能性と帰結関係(\(\Sigma; \Gamma \vdash A\) および \(\Sigma; \Gamma \models A\))を定めている. これらを考えることで,Shehtman による local な導出可能性(\(\Gamma \vdash_l A\))・帰結関係(\(\Gamma \models_l A\))と globalな導出可能性(\(\Gamma \vdash_g A\))・帰結関係(\(\Gamma \models_g A\))を同時に捉えることが可能となる.更に,\(\Sigma; \Gamma \vdash A\) ならば \(\Sigma; \Gamma \models A\) となることが示される. 論文後半は,この逆を示すことが主眼となる.その一環として,5章では \(\models\) に関するコンパクト性定理が証明される. ここでは Shehtman による ultrabouquet argument が用いられている.これについても詳しく紹介する.
  • 第7回(2020年9月3日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:Neighborhood semantics を用いた \(\mathbf{GL}\) の強完全性の証明
    要旨:\(\mathbf{GL}\) のsemantics として標準的に用いられる Kripke semantics の下では,しかるべきフレームのクラスに対して弱完全となることが証明できるが,強完全性を示すことはできないことが知られている.
    (強完全性) \(A\)を論理式,\(\Gamma\) を前提となる論理式の集合とするとき,(推移的かつ逆整礎的なフレームで) \(\Gamma \models A\) ならば \(\Gamma \vdash A\)
    しかし neighborhood semantics (位相空間の下で展開される意味論) を用いることで,\(\mathbf{GL}\) がこの意味合いで強完全性を持つことが証明できる. この結果は local なモデルを用いた主張のため本来の強完全性とは少し弱いものであるが,Shamkanov は global なバージョンに対応するために non-wellfounded derivation system を構築し, 既に知られた強完全性の結果を強めることに成功した.本セミナーでは,これらに関する Shamkanov による論文を紹介する. 全2回の予定で,1回目は4章 (non-wellfounded derivation systemの構築部) までを解説する予定である.
    参考文献:D. Shamkanov, "Global neighborhood completeness of the Gödel-Löb provability logic". 2017.
  • 第6回(2020年8月20日 15:00~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:Ignatiev による \(\mathbf{SCL}\) の算術的完全性について
    要旨:今回は Ignatiev による \(n>2\) に対する \(\Sigma_n\), \(\Pi_n\)-保存性に対応する様相論理 \(\mathbf{SCL}\) の算術的完全性を証明する. 証明手順としては大きく分けて3段階あり,次を示す必要がある.
    1.様相論理 \(\mathbf{CLM}\) のクリプキ完全性
    2.様相論理 \(\mathbf{SCL}\) の simplified model による完全性
    3.\(\mathbf{SCL}\) と \(\Sigma_n\), \(\mathbf{Πn}\) -保存性との算術的完全性
    今回は特に,1, 2 の結果を認めたうえで,3 がどのように示されるのかを紹介する.
  • 第5回(2020年8月6日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:Boxdot 予想について
    要旨:様相論理式 \(A\) に対して,\(\tau(A)\) を \(A\) に含まれる \(\Box\) を全て \(\boxdot\) に置き換えて得られる論理式とし,正規様相論理 \(L\) に対して \(L^* = \{A \mid L \vdash \tau(A)\}\) とする. 例えば \(L \subseteq \mathbf{KT} \Rightarrow L^* = \mathbf{KT}\) となる. French and Humberstone (2009) はその逆が成り立つ,つまり \[ L^* = \mathbf{KT} \Rightarrow L \subseteq \mathbf{KT} \] であるという予想をたて(boxdot 予想),予想が特定の論理 \(L\) に対して正しいことを証明した. この予想はその後 Steinsvold (2011) によりさらに多くの論理に対して成立することが示されたが,最終的には Jeřábek (2016) によって肯定的に解決された. 今回は Jeřábek による boxdot 予想の証明を紹介する.
    参考文献:Jeřábek, Emil - Cluster expansion and the boxdot conjecture (2016)
  • 第4回(2020年7月30日 15:00~)
    発表者:岩田荘平
    タイトル:\(\mathbf{IL}\) のclosed fragmentの決定問題の複雑さについて
    要旨:Bou & Joosten (2011) の論文を紹介する.ここでは,\(\mathbf{IL_0}\) (\(\mathbf{IL}\) で証明可能な \(\mathbf{IL}\)-論理式のうち命題変数を含まないようなもの全体)の決定問題が PSPACE-hard となることが示されている. \(\mathbf{GL_1}\) (\(\mathbf{GL}\) で証明可能な様相論理式のうち命題変数をただ1つしかもたないようなもの全体)の決定問題が PSPACE-complete である事実を用い,(cf. Švejdar (2003)) この問題から \(\mathbf{IL_0}\) の決定問題に多項式時間帰着可能であることを証明する.計算の複雑さに関する基本的な定義から解説する.
    参考文献:Bou & Joosten, "The closed fragment of IL is PSPACE Hard". 2011.
  • 第3回(2020年7月23日 15:00~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:Ignatiev による \(\mathbf{CL}\) の算術的完全性定理の証明(続き)
  • 第2回(2020年7月16日 15:00~)
    発表者:大川裕矢
    タイトル:Ignatiev による \(\mathbf{CL}\) の算術的完全性定理の証明
    要旨:Ignatiev は simplified model の \(Γ\)-保存性論理との完全性を示し,その結果を用いることで \(Γ\)-保存性の算術的完全性定理を示した. 今回は,\(\mathbf{CL}\) に対する simplified model の完全性を認めたうえで,\(\mathbf{CL}\) に対する算術的完全性定理の証明手法を紹介する.(自分の)余裕があれば \(\mathbf{CL}\) に対する simplified model の完全性定理の証明も与える.
    参考文献:N. Ignatiev - Partial conservativity and modal logics (1991)
  • 第1回(2020年7月9日 15:00~)
    発表者:倉橋太志
    タイトル:Mikec and Vuković による一般化 Veltman frames に関する \(\mathbf{IL}\) と \(\mathbf{ILM}\) の完全性定理の証明
    要旨:一般化 Veltman frames に関する様々な論理の完全性定理が ciritical successor の概念を一般化した full label の概念を用いることで簡潔に証明できることが Mikec and Vuković によって示されている.今回は特に \(\mathbf{IL}\) および \(\mathbf{ILM}\) の完全性定理を証明することで彼らの手法を紹介する.
    参考文献:Mikec, Luka and Vuković, Mladen - Interpretability logics and generalized Veltman semantics, JSL (2020)