A. Chagrov, M. Zakharyashchev; 1992; "Modal Companions of Intermediate Propositional Logics"
Memo
Alexander Chagrov,Michael Zakharyashchev
Modal Companionのサーベイ論文
定理番号などが振ってないのでSectionごとに散文的にメモしていくことにする.
Notation
$ \mathsf{P\Lambda} + Aでモーダス・ポネンスに閉じた拡張
$ \mathsf{M\Lambda} \oplus Aでモーダス・ポネンスとネセシテーションに閉じた拡張とする.
Memo: Modal Companionの強度 / Sect 1.3 ~ 1.6
強度と訳すのも変なのでいい言葉が思いついたら変える.
例
知っての通り,様相論理S4と直観主義命題論理iPLのModal Companionが成り立つ.
$ \vdash_\mathsf{iPL} A \iff \vdash_\mathsf{S4} T(A)
これについて,$ \sf S4の拡張でも$ \iffが成り立つことがわかっている.
例えばGrzegorczyk1967では様相論理S4Grz$ \sf S4Grzで
$ \vdash_\mathsf{iPL} A \iff \vdash_\mathsf{S4Grz} T(A)
明らかに,証明能力の強さから言えば$ \sf S4 \sube S4Grzである.
疑問
$ \sf iPL(及びその他の命題論理)のModal Companionで最弱/最強の証明能力の論理は何か?
最弱/最強のModal Companionの間にどのくらい論理が存在するのか?
直観主義命題論理$ \sf iPL,様相論理S4$ \sf S4の拡張について,証明能力の強さで完備束$ \mathcal{L}\mathsf{iPL},\mathcal{L}\mathsf{S4}とする.
$ \mathcal{L}\mathsf{iPL}の最小元は$ \sf iPLで最大元は$ \sf cPLである.中間には$ \sf wemPL, GDなどがある.
$ \mathcal{L}\mathsf{S4}の最小元は$ \sf S4で最大限は$ \sf S4Grz?.中間には$ \sf S4.2などがある.
いくつかの写像を定める.
$ \tau, \sigma \colon \mathcal{L}\mathsf{iPL} \to \mathcal{L}\mathsf{S4} とする.
$ \tauは束のunionを保存する写像とする.
$ \sigmaはalgebric termsの中に定義される.(Sect 3.3参照)SnO2WMaN.icon?
$ \rho \colon \mathcal{L}\mathsf{S4} \to \mathcal{L}\mathsf{iPL}
$ \rho \mathsf{M\Lambda} := \{ A \mid \vdash_\mathsf{M\Lambda} T(A) \}と定める.
すると逆写像$ \rho^{-1}について次のことがわかっている.
$ \rho^{-1}\mathsf{P\Lambda} = \{ \mathsf{M\Lambda} \mid \tau\mathsf{P\Lambda} \sube \mathsf{M\Lambda} \sube \sigma\mathsf{P\Lambda} \} = \lbrack \tau\mathsf{P\Lambda}, \sigma\mathsf{P\Lambda} \rbrack
$ \lbrack \tau\mathsf{P\Lambda}, \sigma\mathsf{P\Lambda} \rbrackは無限個の要素を持つ.
更に次のこともわかっている.
Thm: Blok-Esakiaの定理
$ \sigma \mathsf{P\Lambda} = \tau \mathsf{P\Lambda} \oplus \mathrm{Grz} = \tau \mathsf{P\Lambda} \oplus \mathsf{S4Grz}
すなわち,最強のModal Companionは様相論理の公理Grzを足した論理,様相論理S4Grzの拡張$ \sf S4Grz*の形で得られる.
ref
W. J. Blok; 1976; "Varieties of interior algebras"
L. L. Esakia; 1979; "On the variety of Grzegorczyk Algebras",
L. L. Esakia; 1979; "To the theory of Modal and Superintuitionistic Systems"
図にするとこう
https://gyazo.com/0d33eca5080fbd7632e6647870c971b5
なお,古典命題論理$ \sf cPLが様相論理S5と対応している事実はS. J. Scroggs; 1951; "Extensions of the Lewis System S5"に書いてあるらしい
Memo
様相論理S4Grzは決定可能
K. Segerberg; 1971; "An Essay in Classical Modal Logic"
リンクが切れている.