Articulo de referencia

accidente cerebrovascular de Sheffer

\\overline{x \\cdot y} "},"truth table":{"wt":" (0111) "},"logic gate":{"wt":"NAND_ANSI.svg"},"DNF":{"wt":" \\overline{x} + \\overline{y} "},"CNF":{"wt":" \\overline{x} + \\over...

En las funciones booleanas y el cálculo proposicional , el trazo de Sheffer denota una operación lógica equivalente a la negación de la operación de conjunción , expresada en lenguaje ordinario como "no ambos". También se le llama no conjunción , negación alternativa (ya que en efecto indica que al menos uno de sus operandos es falso) o NAND ("no y"). [ 1 ] En electrónica digital , corresponde a la puerta NAND . Recibe su nombre de Henry Maurice Sheffer y se escribe como{\displaystyle \mid }o como{\displaystyle \uparrow }o como¯{\displaystyle {\overline {\wedge }}}o comoDpagq{\displaystyle Dpq}en notación polaca de Łukasiewicz (pero no como ||, que se usa a menudo para representar la disyunción ).

Su dual es el operador NOR (también conocido como flecha de Peirce , daga de Quine u operador Webb ). Al igual que su dual, la puerta NAND puede utilizarse por sí sola, sin ningún otro operador lógico, para constituir un sistema formal lógico (lo que la hace funcionalmente completa ). Esta propiedad convierte a la puerta NAND en un elemento crucial de la electrónica digital moderna , incluyendo su uso en el diseño de procesadores informáticos .

Definición

La no conjunción es una operación lógica sobre dos valores lógicos . Produce un valor verdadero si —y solo si— al menos una de las proposiciones es falsa.

Tabla de verdad

La tabla de verdad deAB{\displaystyle A\uparrow B}es el siguiente.

Equivalencias lógicas

El derrame cerebral de Sheffer dePAG{\displaystyle P}yQ{\displaystyle Q}es la negación de su conjunción

Según las leyes de De Morgan , esto también es equivalente a la disyunción de las negaciones dePAG{\displaystyle P}yQ{\displaystyle Q}

Notaciones y nombres alternativos

Peirce fue el primero en demostrar la completitud funcional de la no conjunción (representando esto como¯{\displaystyle {\overline {\curlywedge }}}) pero no publicó su resultado. [ 2 ] [ 3 ] El editor de Peirce añadió¯{\displaystyle {\overline {\curlywedge }}}) para no disyunción. [ 3 ]

En 1911, Stammfue el primero en publicar una prueba de la completitud de la no conjunción, representando esto con{\displaystyle \sim }(el gancho de Stamm ) [ 4 ] y la no disyunción en la impresión por primera vez y demostraron su completitud funcional. [ 5 ]

En 1913, Sheffer describió la no disyunción utilizando{\displaystyle \mid }y demostró su completitud funcional. Sheffer también utilizó{\displaystyle \wedge }para la no disyunción. [ 4 ] Muchas personas, comenzando con Nicod en 1917, y seguidas por Whitehead y Russell , pensaron erróneamente que Sheffer había descrito la no conjunción usando{\displaystyle \mid }, denominando a este símbolo trazo de Sheffer.

En 1928, Hilbert y Ackermann describieron la no conjunción con el operador/{\displaystyle /}. [ 6 ] [ 7 ]

En 1929, Łukasiewicz utilizóD{\displaystyle D}enDpagq{\displaystyle Dpq}para la no conjunción en su notación polaca . [ 8 ]

Una notación alternativa para la no conjunción es{\displaystyle \uparrow }No está claro quién introdujo por primera vez esta notación, aunque la correspondiente{\displaystyle \downarrow }Quine utilizó la no disyunción en 1940. [ 9 ]

Historia

El trazo recibe su nombre de Henry Maurice Sheffer , quien en 1913 publicó un artículo en las Transacciones de la Sociedad Matemática Americana [ 10 ] que proporcionaba una axiomatización de las álgebras booleanas utilizando el trazo, y demostró su equivalencia con una formulación estándar de la misma por Huntington empleando los operadores familiares de la lógica proposicional ( AND , OR , NOT ). Debido a la autodualidad de las álgebras booleanas, los axiomas de Sheffer son igualmente válidos para las operaciones NAND o NOR en lugar del trazo. Sheffer interpretó el trazo como un signo de no disyunción ( NOR ) en su artículo, mencionando la no conjunción solo en una nota al pie y sin un signo especial para ella. Fue Jean Nicod quien utilizó por primera vez el trazo como signo de no conjunción (NAND) en un artículo de 1917, lo que desde entonces se ha convertido en la práctica habitual. [ 11 ] [ 12 ] Russell y Whitehead utilizaron el trazo de Sheffer en la segunda edición de 1927 de Principia Mathematica y lo sugirieron como reemplazo de las operaciones "OR" y "NOT" de la primera edición.

Charles Sanders Peirce (1880) había descubierto la completitud funcional de NAND o NOR más de 30 años antes, utilizando el término ampheck (por 'cortar en ambos sentidos'), pero nunca publicó su hallazgo. Dos años antes que Sheffer, Edward Stamm también describió los operadores NAND y NOR y demostró que las demás operaciones booleanas podían expresarse mediante ellos. [ 5 ]

Propiedades

NAND es conmutativo pero no asociativo, lo que significa quePAGQQPAG{\displaystyle P\uparrow Q\leftrightarrow Q\uparrow P}pero(PAGQ)RPAG(QR){\displaystyle (P\uparrow Q)\uparrow R\not \leftrightarrow P\uparrow (Q\uparrow R)}. [ 13 ]

Completitud funcional

El trazo de Sheffer, tomado por sí solo, es un conjunto funcionalmente completo de conectivos. [ 14 ] [ 15 ] Esto se puede ver en el hecho de que NAND no posee ninguna de las siguientes cinco propiedades, cada una de las cuales debe estar ausente de, y la ausencia de todas ellas es suficiente para, al menos un miembro de un conjunto de operadores funcionalmente completos : preservación de la verdad, preservación de la falsedad, linealidad , monotonicidad , autodualidad . (Un operador es de preservación de la verdad si su valor es verdad siempre que todos sus argumentos sean verdad, o de preservación de la falsedad si su valor es falsedad siempre que todos sus argumentos sean falsedad). [ 16 ]

También se puede demostrar mostrando primero, con una tabla de verdad , que¬A{\displaystyle \neg A}es veritativamente equivalente aAA{\displaystyle A\uparrow A}. [ 17 ] Entonces, puesto queAB{\displaystyle A\uparrow B}es veritativamente equivalente a¬(AB){\displaystyle \neg (A\land B)}, [ 17 ] yAB{\displaystyle A\lor B}es equivalente a¬(¬A¬B){\displaystyle \neg (\neg A\land \neg B)}, [ 17 ] el trazo de Sheffer es suficiente para definir el conjunto de conectivos{,,¬}{\displaystyle \{\land ,\lor ,\neg \}}, [ 17 ] que se demuestra que es completamente veritativo-funcional mediante el Teorema de la Forma Normal Disyuntiva . [ 17 ]

Otras operaciones booleanas en términos de la función de Sheffer

Expresado en términos de NAND{\displaystyle \uparrow }Los operadores habituales de la lógica proposicional son:

Véase también

Referencias

  1. Howson, Colin (1997). Lógica con árboles: una introducción a la lógica simbólica . Londres; Nueva York: Routledge. pág.  43. ISBN 978-0-415-13342-5.
  2. Peirce, CS (1933) [1880]. "Un álgebra booleana con una constante". En Hartshorne, C.; Weiss, P. (eds.). Obras completas de Charles Sanders Peirce, volumen IV: Las matemáticas más simples . Massachusetts: Harvard University Press. págs. 13–18 . 
  3. 1 2 Peirce, CS (1933) [1902]. "Las matemáticas más simples". En Hartshorne, C.; Weiss, P. (eds.). Obras completas de Charles Sanders Peirce, Volumen IV Las matemáticas más simples . Massachusetts: Harvard University Press. pp. 189–262 . 
  4. ^ Zach, R. (18 de febrero de 2023) . "Sheffer golpe antes que Sheffer: Edward Stamm" . Consultado el 2 de julio de 2023 .
  5. ^ Stamm , Edward Bronisław [en polaco] (1911). "Beitrag zur Algebra der Logik". Monatshefte für Mathematik und Physik (en alemán). 22 (1): 137– 149. doi : 10.1007/BF01742795 . S2CID 119816758 . 
  6. ^ Hilbert, D.; Ackermann, W. (1928). Grundzügen der theoretischen Logik (en alemán) (1 ed.). Berlín: Verlag von Julius Springer. pag. 9.  
  7. Hilbert, D.; Ackermann, W. (1950). Luce, RE (ed.). Principios de lógica matemática . Traducido por Hammond, LM; Leckie, GG; Steinhardt, F. Nueva York: Chelsea Publishing Company. pág. 11. 
  8. Łukasiewicz, J. (1958) [1929]. Elementy logiki matematycznej (en polaco) (2 ed.). Varsovia: Państwowe Wydawnictwo Naukowe. 
  9. Quine, W. V (1981) [1940]. Lógica matemática ( Edición revisada). Cambridge, Londres, Nueva York, New Rochelle, Melbourne y Sídney: Harvard University Press. pág. 45.  
  10. Sheffer, Henry Maurice (1913). "Un conjunto de cinco postulados independientes para álgebras booleanas, con aplicación a constantes lógicas" . Transactions of the American Mathematical Society . 14 (4): 481– 488. doi : 10.2307/1988701 . JSTOR 1988701 . 
  11. Nicod, Jean George Pierre (1917). "Una reducción en el número de proposiciones primitivas de la lógica". Actas de la Sociedad Filosófica de Cambridge . 19 : 32–41 .
  12. Church, Alonzo (1956). Introducción a la lógica matemática . Vol. 1. Princeton University Press . pág. 134.  
  13. Rao, G. Shanker (2006). Fundamentos matemáticos de la informática . IK International Pvt Ltd. pág. 21. ISBN  978-81-88237-49-4.
  14. Weisstein, Eric W. "Cálculo proposicional" . mathworld.wolfram.com . Consultado el 22 de marzo de 2024 .
  15. Franks, Curtis (2023), "Lógica proposicional" , en Zalta, Edward N.; Nodelman, Uri (eds.), The Stanford Encyclopedia of Philosophy (edición de otoño de 2023 ), Metaphysics Research Lab, Universidad de Stanford , consultado el 22 de marzo de 2024. 
  16. Emil Leon Post (1941). Los sistemas iterativos bivaluados de la lógica matemática . Anales de estudios matemáticos. Vol. 5. Princeton: Princeton University Press. doi : 10.1515/9781400882366 . ISBN  9781400882366.{{cite book}}: Incompatibilidad de ISBN/Fecha ( ayuda )
  17. 1 2 3 4 5 Howson, Colin (1997). Lógica con árboles: una introducción a la lógica simbólica . Londres; Nueva York: Routledge. págs. 41–43 . ISBN  978-0-415-13342-5.

Lecturas adicionales

  • Artículo sobre el derrame cerebral de Sheffer en la Enciclopedia de Filosofía de Internet.
  • http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electronic/nand.html
  • Implementaciones de compuertas NAND de 2 y 4 entradas
  • Demostraciones de algunos axiomas mediante la función Stroke de Yasuo Setô en Project Euclid.