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Métodos de Investigación 2 ¿Qué es la Lógica? ¿Para qué sirve y quién la usa? Definición La lógica es una ciencia formal, que estudia las estructuras lógicas del pensamiento y el lenguaje que se utiliza para expresar dicho pensamiento. Una definición formal : ciencia que estudia las formas de los pensamientos como medio para lograr la corrección y verdad de los mismos. ¿Qué lenguaje usa la lógica? El lenguaje de la lógica puede ser natural o simbólico (aunque la naturaleza del lenguaje sea precisamente ser una forma simbólica de referirnos a los objetos). En Métodos 2 se estudia el concepto y sus operaciones para determinar su importancia lógico-metodológica en la construcción y formalización de los conceptos necesarios en la elaboración de una investigación En el estudio de la Lógica se trata de aprender el uso del lenguaje simbólico (es decir, de la manera de representar lingüísticamente a los objetos). La finalidad es que comprendas la intencionalidad de las expresiones lingüísticas y puedas determinar las relaciones lógicas que subyacen en el lenguaje natural o cotidiano. Objetivos Se trata de conocer las aplicaciones metodológicas del razonamiento y su vinculación con los diferentes métodos utilizados en la investigación científica. Para evitar la ambigüedad e imprecisión que a veces puede resultar del modo de organizar y argumentar nuestras ideas, es necesario estructurarlas de forma lógica y precisa para comunicar con exactitud lo que pensamos a nuestros semejantes. Orígenes de la lógica Los sofistas (grupo de filósofos anteriores y/o contemporáneos a Sócrates) van a convertir la Retórica en una técnica argumentativa realizando investigaciones lingüísticas, a tal grado que crean la Gramática y la Sintaxis; pero como la Retórica implicaba el arte de la oratoria, tuvieron que esbozar una doctrina sobre el arte de probar y refutar las argumentaciones. Aristóteles estableció los principios lógicos de identidad, de no contradicción y de tercero excluido; propuso la teoría del concepto, del juicio, del razonamiento, de la argumentación, de la probabilidad, de la verdad, y trató el problema de las ciencias deductivas y de las ciencias experimentales. No fue Aristóteles (384322 A. C.) quien le puso nombre a esta ciencia de la Lógica, sino sus discípulos, los cuales al darse cuenta de que los apuntes tomados en las clases de su maestro continuamente se referían a la razón, decidieron darle el nombre de Lógica (logiké), que significa “lo relativo a la razón”. Posteriormente Francis Bacon (1561-1626) realizó uno de los primeros intentos de sistematización de la inducción en la época moderna con la creación de las tablas inductivas que permitían el manejo de una variable como causa directa del fenómeno Las Tablas Inductivas de Bacon Tablas Causales Descripción De Presencia La presencia de la causa originaba el efecto, por lo que en ella se registraban todos los casos diferentes en los que ocurría el mismo fenómeno. De Ausencia Donde se aseguraba que si se quitaba la causa, el efecto desaparecía. En ella se anotaban los casos en los que el fenómeno no ocurría a pesar de que se presentaban las mismas circunstancias en las que solía ocurrir el fenómeno. De Grados Donde se suponía que la variación de la causa ocasionaba la variación del efecto. El registro que en ella se hacía era sobre las variaciones que presentaban los diferentes casos analizados del fenómeno. Otros filósofos que desarrollaron la lógica como ciencia Son interesantes también los avances aportados por Galileo Galilei, John Stuart Mill, G. W. F. Hegel, Johann Heinrich Lambert, George Boole, F. L. G. Frege, y a los considerados como los grandes sistematizadores de la Lógica Matemática Clásica: Bertrand Russel y Alfred North Whitehead, autores de la famosa obra Principia Mathematica, publicada entre 1910 y 1913 Esta lógica matemática se convierte en una ciencia particular, independiente de la filosofía, y se distingue de la Lógica Tradicional Aristotélica, entre otras cosas, por el tipo de estudio que realiza de las estructuras del pensamiento, mediante un lenguaje simbólico riguroso y formalmente constituído. Ahora se estudian dos tipos de lógica al menos: Tipo de Lógica Lógica Formal Descripción Estudia las condiciones para que un pensamiento pueda considerarse correcto. Se subdivide en el estudio del concepto, del juicio y del raciocinio. Dentro de este tipo de lógica está la Aristotélica y la Simbólica o Matemática Se considera correcto al pensamiento que está de acuerdo con su propia estructura, con las leyes de la razón y es congruente consigo mismo. No quiere decir que dicho pensamiento sea verdadero fácticamente. Lógica Material Estudia las condiciones para llegar a un pensamiento verdadero. Se subdivide en el estudio de la verdad, la certeza, la ciencia y sus métodos. En cuanto pensamiento verdadero, se entiende correspondiente y objetivo con la realidad. Lógica Proposicional, simbólica o matemática (dentro de la lógica formal) ¿Qué es una proposición? En lógica se entiende que una proposición es una oración o enunciado declarativo afirmativo o negativo: “La ventana es rectangular” “El disco es redondo” “El agua contiene dos elementos químicos diferentes” “La tierra es un planeta que gira alrededor del sol”, etcétera Simples o Atómicas: Son aquellas que constan de sólo una proposición, como las mencionadas anteriormente: “La ventana es rectangular”, “el disco es redondo”, etc. Hay dos tipos de proposiciones Compuestas o Moleculares: Son aquellas que constan de dos o más proposiciones, unidas mediante las llamadas conectivas lógicas: la conjunción, la disyunción, la condicional y la bicondicional: “La ventana es rectangular y el marco es de madera” “Si hoy es lunes entonces mañana es martes” Tabla de simbolización Elementos naturales: Simbolización: Proposiciones simples: “La ventana es de cristal” “El marco es de madera” P Q “El agua contiene oxígeno” “El agua contiene hidrógeno” R S Conectivas Lógicas: Conjunción Disyunción Condicional Bicondicional Negación Proposiciones compuestas: “La ventana es de cristal y el marco es de madera” “Si el agua contiene oxígeno entonces el agua contiene también hidrógeno” Ʌ V → ↔ ~ PɅQ R →S Tablas de verdad En estas tablas de lo que se trata es de establecer la validez formal de una proposición. En ese sentido se trata de establecer cuándo una proposición es válida (independientemente de su veracidad objetiva). Para realizar estas tablas es necesario conocer y aplicar las reglas de las tablas de verdad de cada conectiva que se usa Cada proposición, hipotéticamente, puede ser verdadera o falsa, por lo que las tablas de verdad, en cada proposición, examinan ambas posibilidades: P Q R ~P ~Q ~R V V V F F F F F F V V V Cuando tenemos una proposición compuesta por dos o más proposiciones, se tiene que considerar la combinación total de los valores hipotéticos, de acuerdo con el número de proposiciones o con la fórmula 2n donde el 2 es el número de valores (veradero y falso) y n es el número de proposiciones. Dicha fórmula se usa para determinar el número de combinaciones probables en una proposición compuesta o molecular. Para resolver una tabla de verdad, primero se asignan los valores combinados de verdad y falsedad, de acuerdo al número de proposiciones que hay: en este caso 3, es decir 23 lo que nos da un resultado de 8 combinaciones: {P Ʌ (Q → R)} V V V V V F V F V V F F F V V F V F F F V F F F En este caso, a P le ponemos la mitad de 8 como verdaderos y la otra mitad falsos, a Q la mitad de la mitad (2, 2, 2, 2) y a R una y una. Una vez que tememos hecha la asignación de la combinación de los valores, examinamos los signos de agrupación para aplicar la regla correspondiente: {P (Q → R)} V V V V 1 V V F F 2 V F V V 3 V F V F 4 F V V V 5 F V F F 6 F F V V 7 F F V F 8 Ʌ Número de combinaciones Lo primero que tenemos que resolver es el paréntesis que agrupa a Q con R a través de la condicional, cuya regla dice: “la condicional es verdadera en todos los casos, excepto cuando el antecedente (Q) es verdadero y el consecuente (R) es falso”. Esto ocurre en la combinación 2 y 6. Todos los demás casos son verdaderos Una vez que tenemos los valores de la condicional entre Q y R, con esos valores obtenemos los de la conjunción que une a P con la proposición dentro del paréntesis: {P Ʌ (Q → R)} V V V 1 V F F 2 V V V 3 V V V 4 F F V 5 F F F 6 F F V 7 F F V 8 Número de combinaciones Para resolver esta conjunción, se toman los valores de P y los de la condicional que acabamos de obtener. La regla de la conjunción dice que es verdadera sólo si ambas proposiciones son verdaderas. Tal es el caso en las combinaciones 1, 3 y 4. Reglas de implicación o inferencia Son proposiciones simbolizadas que, a través de premisas (generalmente dos) nos permiten realizar u obtener conclusiones a partir de ellas. Sirven para mostrar la forma en la que válidamente se pueden obtener conclusiones. Principales reglas de inferencia Reglas que funcionan exclusivamente con condicional Simbolización (de dos premisas obtenemos una tercera) Ejemplificación Modus Ponendo Ponens MPP (Modo Afirmar Afirmando) 1) P → Q 2) P » (por lo tanto) 3) Q 1) Si la tierra es un planeta, entonces gira alrededor del sol 2) La tierra es un planeta » (por lo tanto) 3) Gira alrededor del sol 1) P → Q 2) ~ Q » 3) ~ P 1) Si el agua es un metal, entonces su estado permanente es sólido 2) Su estado permanente no es sólido » 3) El agua no es un metal En una proposición, si afirmamos el antecedente, tenemos que afirmar el consecuente Modus Tollendo Tollens MTT (Modo Negar Negando) En una proposición, si negamos el consecuente, entonces la regla nos permite negar el antecedente Modus Tollendo Ponens MTP 1) P V Q 2) ~ P » 3) Q 1) O este animal es vertebrado o es invertebrado 2) Este animal no es vertebrado » 3) Es invertebrado Simplificación LS 1) P Ʌ Q » 2) P (o Q) 1) Las flores son amarillas y el cielo es azul » 2) Las flores son amarillas Adición Ad 1) P » 2) P V Q 1) El oxígeno es un gas » 2) El oxígeno es un gas o es un líquido Conjunción Conj 1) P 2) Q » 3) P Ʌ Q 1) El hierro es un metal 2) El oxígeno es un gas » 3) El hierro es un metal y el oxígeno es un gas (funciona exclusivamente con la disyunción) Si negamos una parte de una disyunción, entonces afirmamos la otra. Si tenemos una conjunción, esta regla nos permite dejar sola a alguna de las dos proposiciones Si tenemos una proposición simple, la podemos unir a otra con la disyunción Si tenemos dos proposiciones simples o compuestas separadas, entonces las podemos unir mediante la conjunción 1) P → Q 2) Q→ R » 3) P → R 1) Dilema Constructivo DC 1) (p→q) Ʌ (r→ s) 2) (p V r) » 3) (q V s) 1) Si la Tierra es un planeta entonces el sol es una estrella, y si la Tierra gira alrededor del sol, entonces el sol es su centro de gravedad 2) La Tierra es un planeta o gira alrededor del sol » 3) El sol es una estrella o el sol es centro de gravedad Dilema Destructivo DD 1) (p→ q) Ʌ (r→ s) 2) (~q V ~s) » 3) (~p V ~r) 1) Si la tierra es un planeta entonces el sol es una estrella, y si la Tierra gira alrededor del sol, entonces el sol es su centro de gravedad 2) El sol no es una estrella o el sol no es su centro de gravedad » 3) La Tierra no es un planeta o la Tierra no gira alrededor del sol Silogismo hipotético SH Funciona como una cadena de condicionales: unimos condicionalmente el antecedente de la primera condicional con el consecuente de la segunda condicional. Si tenemos en una premisa la unión conjuntiva de dos condicionales, y en otra premisa la unión disyuntiva de los antecedentes de esas dos condicionales, entonces podemos obtener como conclusión la unión disyuntiva de los consecuentes de esas dos condicionales Si tenemos en una premisa la unión conjuntiva de dos condicionales y en otra premisa la unión de los consecuentes negados de esas condicionales, entonces podemos concluir con la unión disyuntiva de los antencedentes negados de esas condiconales 2) Si mezclo dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno entonces obtengo agua Si obtengo agua entonces puedo experimentar sus tres estados físicos » 3) Si mezclo dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno entonces puedo experimentar sus tres estados Extensión Ejemplo Contenido + Libro - A mayor extensión, menor contenido del concepto Libro de matemáticas A menor extensión mayor contenido - Libro de matemáticas 1° grado Libro de matemáticas 1° grado para Bachilleres + El concepto “libro” cuenta con mayor extensión (porque se habla de un libro cualquiera) pero tan pronto comenzamos a definirlo como de matemáticas y su grado, su extensión es menor pero su contenido es mayor. Ejercicios con reglas de implicación Veamos estos ejercicios y su solución: 1. q → ~ (s V p) 2. q \ ~ (s V p) A: B: 1. (r V q) 2. (r → t) ˄ (q → s) \ 3. (t V s) 1. ~ (q → s) V f 2. ~ f \ 3. ~ (q → s) C: D: 1. (t V p) → s 2. r → (t V p) \ 1. ~ m → t 2. ~ t \ 3. r → s 3. m ¿Por dónde comenzar? 1. q → ~ p 2. r → p p 3. q ˄ s p \~r˄s ├─── 4. p La premisa 3 es una conjunción, y la conclusión a la que tenemos que demostrar también es una conjunción 1. q → ~ p p 2. r → p p 3. q ˄ s p \ ~ r ˄ s (esto es lo que hay que demostrar) ├─── 4. q Simpl. en 3 Si simplificamos q de la premisa 3, que es una conjunción entonces obtenemos el antecedente de la condicional de la premisa 1: q Tenemos que justificar la premisa 4 señalando de dónde salió y con qué regla 1. q → ~ p p 2. r → p p 3. q ˄ s p \~r˄s ├─── 4. q Simpl. en 3 5. ~ p MPP en 1 y 4 La premisa 5 es el resultado de la 1 y de la 4, las cuales ponemos aquí así para que se vea que entre ellas se aplica un MPP: 1. q → ~ p 4. q 5. ~ p 1. q → ~ p p 2. r → p p 3. q ˄ s p \~r˄s ├─── 4. q Simpl. en 3 5. ~ p MPP en 1 y 4 6. ~ r MTT en 2 y 5 La premisa 6, del mismo modo, es resultado de un MTT aplicado en las premisas 2 y 5: 2. r → p 5. ~ p 6. ~ r 1. q → ~ p p 2. r → p p 3. q ˄ s p \~r˄s ├─── 4. q Simpl. en 3 5. ~ p MPP en 1 y 4 6. ~ r MTT en 2 y 5 7. s Simpl. en 3 La premisa 7 es resultado de volver a aplicar la regla de la simplificación en la premisa 3, pero ahora simplificando s: 7. s 1. q → ~ p p 2. r → p p 3. q ˄ s p \~r˄s ├─── 4. q Simpl. en 3 5. ~ p MPP en 1 y 4 6. ~ r MTT en 2 y 5 7. s Simpl. en 3 8. ~ r ˄ s Conj. en 6 y 7 La premisa 8, que es finalmente la demostración de la conclusión que se pedía, es resultado de una unión conjuntiva de las premisas 6 y 7: 6. ~ r 7. s 8. ~ r ˄ s El siguiente ejercicio consta de 4 premisas: 1. (r → s) ˄ (p → t) 2. (s V t) → q 3. r 4. f ˄ x \q˄x (conclusión hay que demostrar) p p p que 1. (r → s) ˄ (p → t) 2. (s V t) → q 3. r 4. f ˄ x \t˄s 4. r → s simpl. 1 Podemos arrancar de la conjunción en la premisa 1, lo cual nos permite simplificar cualquiera de las condicionales. En este caso tal vez nos convenga iniciar con r → s porque en la premisa 3 tenemos r, el cual es su antecedente y prefigura un MPP 1. (r → s) ˄ (p → t) 2. (s V t) → q 3. r 4. f ˄ x \q˄x 5. r → s simpl. 1 6. s MPP en 5 y 3 Con la simplificación de esa conjunción en la premisa 1 que nos permite separar la primera condicional, y con r en la premisa 3 obtenemos s: 5. r → s 3. r 6. s Por un MPP Una vez que tenemos s, le podemos añadir mediante la disyunción de la ley de adición cualquier otra proposición, y en este caso nos conviene adicionar t, con el fin de formar el antecedente de la condicional de la segunda premisa: 7. s V t 1. (r → s) ˄ (p → t) 2. (s V t) → q 3. r 4. f ˄ x \q˄x 5. r → s simpl. 1 6. s MPP en 5 y 3 7. s V t Ad. en 6 El siguiente paso es aplicar un MPP en las premisas 2 y la 8, puesto que s V t es el antecedente de esa condicional de la premisa 2: 2. (s V t) → q 7. s V t 8. q 1. (r → s) ˄ (p → t) 2. (s V t) → q 3. r 4. f ˄ x \q˄x 5. r → s simpl. 1 6. s MPP en 5 y 3 7. s V t Ad. en 6 8. q MPP en 2 y 8 Ya tenemos q, que es una parte de la proposición que como conclusión se tiene que demostrar (q ˄ x), y ahora nos falta la otra parte que es x, la cual está unida conjuntivamente en la premisa 4, por lo que es necesario simplificarla: 9. x en 4 por simplificación 1. (r → s) ˄ (p → t) 2. (s V t) → q 3. r 4. f ˄ x \q˄x 5. r → s Simpl. 1 6. s MPP en 5 y 3 7. s V t Ad. en 6 8. q MPP en 2 y 8 9. x Simpl. en 4 1. (r → s) ˄ (p → t) 2. (s V t) → q 3. r 4. f ˄ x \q˄x 5. r → s 6. s 7. s V t 8. q 9. x 10. q ˄ x Simpl. 1 MPP en 5 y 3 Ad. en 6 MPP en 2 y 8 Simpl. en 4 Conj. en 8 y 9 El último paso es unir, mediante la regla de la conjunción, dos premisas que ya tenemos (q y x) en las premisas 8 y 9: 8. q 9. x 10. q ˄ x Reglas de Equivalencia Nombre Abreviatura Fórmula Doble Negación DN ~~ P ↔ P Conmutación Conm. a) (p ˄ q) ↔ (q ˄ p) b) (p V q) ↔ (q V p) De Morgan DM a) ~(p ˄ q) ↔ (~p) V (~q) b) ~(p V q) ↔ (~p) ˄ (~q) Asociación Asoc. a) [(p ˄ q) ˄ r] ↔ [ p ˄ (q ˄ r)] b) [(p V q) V r] ↔ [ p V (q V r)] Distribución Distr. a) [p ˄ (q V r)] ↔ [(p ˄ q) V (p ˄ r)] b) [p V (q ˄ r)] ↔ [(p V q) ˄ (p V r)] Contraposición Contr. (p → q) ↔ (~q → ~p) ImportaciónExportación Imp.-exp. [(p ˄ q) → r] ↔ [p → (q→ r)] Ejercicio de equivalencia • • Tomemos este ejercicio, que consta de 4 premisas y la conclusión a demostrar, la cual es ~(r V t). De inmediato podemos notar que se puede aplicar un MTP en 1 y 4 1. ~ p V q 2. r → (p V q) 3. t → p 4. ~ q \ ~(r V t) Aplicamos así el MTP y de inmediato podemos aplicar un MTT en 3 y 5 para obtener la negación de t 1. ~ p V q 2. r → (p V q) 3. t → p 4. ~ q \ ~(r V t) 5. ~ p MTP en 1 y 4 6. ~ t MTT en 3 y 5 1. ~ p V q 2. r → (p V q) 3. t → p 4. ~ q \ ~(r V t) 5. ~ p MTP en 1 y 4 6. ~ t MTT en 3 y 5 7. ~p ˄ ~q Conj. 5 y 4 Podemos unir conjuntivamente a ~p (premisa 5) con ~q (premisa 4). Esa conjunción nos servirá para aplicar una Ley de Morgan. 1. ~ p V q 2. r → (p V q) 3. t → p 4. ~ q \ ~(r V t) 5. ~ p MTP en 1 y 4 6. ~ t MTT en 3 y 5 7. ~p ˄ ~q Conj. 5 y 4 8. ~(p V q) D M, 7 Aplicamos la Ley de Morgan en la premisa 7 y obtenemos 7. ~p ˄ ~q 8. ~(p V q) D M, 7 Con lo cual podemos aplicar un MTT en 2 y 8 1. ~ p V q 2. r → (p V q) 3. t → p 4. ~ q \ ~(r V t) 5. ~ p MTP en 1 y 4 6. ~ t MTT en 3 y 5 7. ~p ˄ ~q Conj. 5 y 4 8. ~(p V q) D M, 7 9. ~r MTT, 2, 8 Al aplicar el MTT en las premisas 2 y 8 obtenemos la negación del antecedente , o sea 2. r → (p V q) 8. ~ (p Vq) 9. ~ r Por el mencionado MTT Ahora unimos conjuntivamente las premisas 9 y 6 para luego aplicar la regla De Morgan y obtener así aquello que estábamos demostrando 1. ~ p V q 2. r → (p V q) 3. t → p 4. ~ q \ ~(r V t) 5. ~ p MTP en 1 y 4 6. ~ t MTT en 3 y 5 7. ~p ˄ ~q Conj. 5 y 4 8. ~(p V q) D M, 7 9. ~r MTT, 2, 8 10. ~r ˄ ~t Conj. 9, 6 El paso final es aplicar a la premisa 10 la Ley de Morgan y obtenemos así la unión disyuntiva de r y t, pero negada. Y eso es todo, pues hemos llegado a la demostración que se solicitó. 1. ~ p V q 2. r → (p V q) 3. t → p 4. ~ q \ ~(r V t) 5. ~ p MTP en 1 y 4 6. ~ t MTT en 3 y 5 7. ~p ˄ ~q Conj. 5 y 4 8. ~(p V q) D M, 7 9. ~r MTT, 2, 8 10. ~r ˄ ~t Conj. 9, 6 11. ~(r V t) D M, 10