Implikation

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Dieser Artikel behandelt die Implikation im Sinne der Logik. Für weitere Verwendungsweisen siehe Implikation (Begriffsklärung).

Eine Implikation oder ein Konditional (von lat. implicare „ver-, einwickeln“) bezeichnet in der Logik

  1. einerseits eine von mehreren möglichen logischen Verknüpfungen (Junktoren) zwischen zwei Aussagenvariablen: a \rightarrow b (siehe auch Abschnitt Mögliche Junktoren unter Junktor oder Abschnitt unten). Umgangssprachlich kann sie dann zum Beispiel so formuliert werden: „Immer wenn a, dann b“. Präziser wird sie auch materiale Implikation genannt, wobei dies nicht einheitlich gehandhabt wird. Zum ersten Mal wurde die Definition der Implikation durch eine Wahrheitswerttabelle von Philon von Megara (3. Jhdt. v. Chr.) gegeben.[1]
  2. andererseits eine formale Implikation. Sie solle eher der intuitiven Anschauung entsprechen, die wahrscheinlich aus der Gewohnheit der Umgangssprache resultiert. Es entstanden im Laufe der Zeit verschiedene Interpretationen, um das Phänomen möglichst eindeutig zu formalisieren. Dabei wird die obige Formel differenzierter betrachtet, zum Beispiel als \bigwedge_x (A(x) \rightarrow B(x)). Gelesen: "Für jedes Individuum x gilt: Wenn x die Eigenschaft A besitzt, dann besitzt es auch die Eigenschaft B." Die Analyse der Aussage in den Prädikator und sein Argument, insbesondere die formale Implikation, findet sich in etwa schon bei Platon und Aristoteles.[1]

Als Varianten vielleicht hervorzuheben sind die folgenden deduktionsmäßigen formalen Implikationen: die intuitionistische Implikation bzw. Subjunktion innerhalb der dialogischen Logik, sowie die strenge Implikation von Ackermann und die strikte Implikation. Von Bruno von Freytag-Löringhoff und Albert Menne wurde die Implikation als hypothetisches Urteil formalisiert.

Diese spezifischeren Deutungen können auch als objektsprachliche Implikationen bezeichnet werden, von diesen sind dann jeweils die metasprachlichen Implikationen zu unterscheiden, die über die logische Struktur dieser Sprachen sprechen. Dementsprechend kann ihnen eine noch engere Verbindung zum Ableitbarkeitsbegriff und dem Begriff der Schlussfolgerung zugesprochen werden.

Unterschied zwischen objektsprachlicher und metasprachlicher Implikation[Bearbeiten]

Die objektsprachliche Implikation (materiale Implikation, Konditional, Subjunktion) ist ein Aussagesatz, der mittels des Junktors „(schon) wenn …, dann …“ aus zwei kürzeren Aussagesätzen zusammengesetzt ist. Zum Beispiel ist „Wenn es regnet, dann ist die Straße nass“ eine materiale Implikation; diese Implikation sagt etwas über den logischen Zusammenhang der Sätze: Nämlich dass die Wahrheit des ersten Teilsatzes (Antezedens, auch Antecedens) eine hinreichende Bedingung für die Wahrheit des zweiten Teilsatzes (Konsequenz) ist.

Die metasprachliche Implikation ist hingegen eine Aussage über Aussagen, eben eine Metaaussage. Eine metasprachliche Implikation wäre die Aussage „Aus dem Satz ‚Es regnet‘ folgt der Satz ‚Die Straße ist nass‘“. Hier wird nichts über Regen, von Nässe oder von deren Zusammenhang ausgesagt, sondern hier wird über zwei Sätze der Objektsprache und ihr logisches Verhältnis gesprochen. Dabei kann auf ihre Bedeutung Bezug genommen werden (etwa: ob das, was der eine Satz aussagt, vorliegt, wenn das vorliegt, was der andere aussagt), oder nicht, so können zwei Sätze allein durch ihre logische Form miteinander verbunden sein (So kann man zum Beispiel sagen: Wenn a \and b, dann a).

Objektsprachliche Implikationen[Bearbeiten]

Die objektsprachliche Implikation, ein Aussagesatz, der mittels des Junktors „(schon) wenn …, dann …“ aus zwei kürzeren Aussagesätzen zusammengesetzt ist, wird als materiale Implikation, Subjunktion und Konditional bezeichnet.

Wahrheitsfunktionale Implikation[Bearbeiten]

Die Subjunktion ist nur dann falsch, wenn A wahr und B falsch ist. Dieser Bereich ist im Venn-Diagramm weiß.
Es gilt klassisch A \rightarrow B \Leftrightarrow \neg A \or B

A → B \Leftrightarrow ¬A \or B

In der klassischen Logik werden nur wahrheitsfunktionale Aussageverbindungen verwendet, das heißt nur solche, bei denen der Wahrheitswert der Aussagenverknüpfung allein von dem Wahrheitswert der Teilaussagen abhängt. Innerhalb eines Konditionals a \rightarrow b wird die erste Aussage a unter anderem als Vordersatz, Antezedens oder Vorderglied bezeichnet, die zweite Aussage b unter anderem als Nachsatz, Hintersatz, Konsequenz, selten auch Sukzedens.

Seit der Antike wird – erstmals von Philon von Megara – die wahrheitsfunktionale Implikation oder seq-Funktion durch folgende Wahrheitstabelle definiert:

a b a \rightarrow b
w w w
w f f
f w w
f f w

Diese wahrheitsfunktionale objektsprachliche Implikation wird unter anderem materiale Implikation, Subjunktion oder (zunehmend) Konditional genannt. Sie drückt die hinreichende Bedingung aus, das heißt, sie behauptet keinerlei kausalen oder sonstigen inhaltlichen Zusammenhang zwischen A und B.

Schon im Altertum wurde diskutiert, inwieweit und unter welchen Voraussetzungen das natürlichsprachliche „wenn …, dann …“ eine hinreichende Bedingung ausdrückt und damit der materialen Implikation entspricht; vor allem aber, ob und wie sich die anderen Bedeutungen des natürlichsprachlichen „wenn …, dann …“, zum Beispiel die kausale („A verursacht B“), analysieren lassen. Versuche, andere Bedeutung als die rein wahrheitsfunktionale („materiale“) Bedeutung des natürlichsprachlichen „wenn …, dann …“ zu analysieren, führen zu nichtklassischen Implikationen, zum Beispiel der strikten Implikation und der intuitionistischen Implikation.

Als Symbol für den Junktor wird in der formalen Sprache der Logik ein einfacher Pfeil \rightarrow, insbesondere im angelsächsischen Bereich in Anlehnung an die Peano-Russellsche Schreibweise auch die Kurve \supset („Hufeisen“, „horseshoe“, „Bogenzeichen“ (Reichenbach)) verwendet, gelegentlich auch der Pfeil mit zwei Querstrichen \Rightarrow.

In der polnischen Notation wird für die materiale Implikation der Großbuchstabe C verwendet, sodass die Aussage „Wenn a, dann b“ als Cab geschrieben würde.

Gottlob Frege drückt in seiner Begriffsschrift, der ersten Formalisierung der klassischen Prädikatenlogik, das Konditional „Wenn A, dann B“ durch Begriffsschrift Cab.svg aus.

Schreibweisen a \rightarrow b a \supset b a \Rightarrow b Cab

natürliche Sprache und materiale Implikation[Bearbeiten]

Im Fall der materialen Implikation sagt man oft kurz: „Wenn a, dann b.“ Dieser Sprachgebrauch ist etwas unglücklich, weil die Formulierung „wenn …, dann …“ im Deutschen ein weites Bedeutungsfeld hat und mehrheitlich nicht für materiale, das heißt hier wahrheitsfunktionale, sondern für inhaltliche Zusammenhänge (Kausalität oder zeitliche Abfolge) verwendet wird. Solche Zusammenhänge lassen sich mit der materialen Implikation nicht ausdrücken. Zwischen der materialen Implikation und dem natürlichsprachlichen „wenn …, dann ...“ muss daher sehr genau unterschieden werden. Manchmal versucht man, durch Formulierungen wie „Schon wenn a, dann b …“ oder „a ist eine hinreichende Bedingung für b“ Missverständnisse zu vermeiden, die aus den vielen Bedeutungen des deutschen „wenn …, dann …“ resultieren können.

Die Implikation zu (a) „Es regnet“ und (b) „Die Straße wird nass“ wäre damit die Aussage

Wenn es regnet, wird die Straße nass.

Alternative Formulierungen, die den materialen Charakter besser betonen, wären

Schon wenn es regnet, wird die Straße nass.

oder

Dass es regnet, ist eine hinreichende Bedingung dafür, dass die Straße nass wird.

Die materiale Implikation ist genau dann falsch, wenn das Antezedens wahr ist und das Sukzedens falsch ist. In jedem anderen Fall ist die Implikation wahr. Das Konditional „Wenn es regnet, wird die Straße nass“ ist also nur dann falsch, wenn es regnet, die Straße aber nicht nass wird.

Die Festlegung, dass eine materiale Implikation nur dann falsch ist, wenn das Antezedens (der Wenn-Teil) wahr und das Sukzedens falsch ist, führt dazu, dass die folgenden Verknüpfungen empirischer Aussagen wahr sind:

Wenn London in Frankreich liegt, ist Schnee weiß. falsches Antezedens, wahres Sukzedens
Wenn London in Frankreich liegt, ist Schnee schwarz. falsches Antezedens, falsches Sukzedens
Wenn London in England liegt, ist Schnee weiß. wahres Antezedens, wahres Sukzedens

Diese Paradoxien der materialen Implikation unterstreichen den extensionalen Charakter (siehe Junktor) der materialen Implikation: Sie behauptet keinerlei inhaltlichen Zusammenhang zwischen Antezedens (Wenn-Teil) und Sukzedens (es gibt auch tatsächlich keinen Zusammenhang zwischen der geographischen Lage von London und der Farbe von Schnee), vielmehr wird ihr Wahrheitswert rein extensional auf die Wahrheitswerte ihrer Teilsätze zurückgeführt: „Schon wenn das Antezedens wahr ist, ist das Sukzedens auch wahr.“

Zusammenhang mit der notwendigen Bedingung[Bearbeiten]

Wie bereits erwähnt, drückt die materiale Implikation die hinreichende Bedingung aus. Von ihr zu unterscheiden ist die notwendige Bedingung, die besagt, dass ein Sachverhalt erforderlich, aber eben nicht ausreichend dafür ist, dass ein anderer Sachverhalt eintritt.

Beispiel
„Nur wenn eine Person volljährig ist, darf sie wählen.“ Volljährigkeit ist eine notwendige Bedingung für das Wahlrecht, ist aber nicht ausreichend: Man muss in der Regel zusätzliche Bedingungen erfüllen, z.B. die Staatsbürgerschaft des Landes haben.

Die hinreichende und die notwendige Bedingung stehen in engem Zusammenhang. Wenn ein Sachverhalt A eine hinreichende Bedingung für einen Sachverhalt B ist, dann ist B zugleich eine notwendige Bedingung für A. Das Beispiel „Nur wenn eine Person volljährig ist, darf sie wählen“ ist logisch äquivalent mit „Schon wenn eine Person wählen darf, ist sie volljährig.“ Verdeutlichen kann man sich diesen zunächst oft als kontraintuitiv empfundenen Zusammenhang, indem man sich die Situation in einem Wahllokal vor Augen führt. Wenn man dort eine Person wählen sieht, dann kann man – auch wenn sie vielleicht sehr jung aussieht – daraus eindeutig schließen, dass sie volljährig sein muss; denn es dürfen ja nur Volljährige wählen.

Auf Grund dieses inhaltlichen Zusammenhangs drückt die materiale Implikation ebenso die notwendige wie die hinreichende Bedingung aus:

A \rightarrow B

wird zwar gewöhnlich gelesen als „A ist eine hinreichende Bedingung für B“ bzw. „Schon wenn A, dann B“; da das aber äquivalent ist zu „B ist eine notwendige Bedingung für A“, kann man es ebenso gut auf diese Weise lesen.

Eigenschaften und logische Gesetze[Bearbeiten]

Die materiale Implikation

a \rightarrow b

ist aussagenlogisch zum Beispiel mit den folgenden Aussagen äquivalent:

  • \neg a \or b (lies: „nicht a oder b“). Über diese Äquivalenz kann die materiale Implikation anhand von Disjunktion und Negation definiert werden.
  • \neg(a \and \neg b) (lies: „es gilt nicht: a und nicht b“). Die materiale Implikation kann also ebenfalls anhand von Konjunktion und Negation definiert werden.
  • \neg b \rightarrow \neg a (lies: „wenn nicht b, dann nicht a“). Man kann also die Implikation umkehren, wenn man dabei gleichzeitig Antezedenz und Sukzedenz negiert. Dieses logische Gesetz wird auch als Kontraposition bezeichnet.

Außerdem ist die Aussage a äquivalent mit \top \rightarrow a und die Aussage \neg a (lies: „nicht a“) ist äquivalent mit a \rightarrow \bot, wobei \top eine beliebige Tautologie und \bot eine beliebige Kontradiktion ist. Ferner sind \bot \rightarrow a und a \rightarrow \top äquivalent mit \top.

Aufgrund ihres extensionalen Charakters eignet sich die materiale Implikation in der Prädikatenlogik gut dazu, Aussagen des Typs „Alle Pferde sind Säugetiere“ wie folgt zu formalisieren:

Schreibweise \forall x (P(x) \rightarrow S(x))
Sprechweise „Für alle x gilt: Wenn x ein Pferd ist, ist x ein Säugetier“

Bezüglich der Eigenschaften der materialen Implikation ist festzuhalten: Sie ist nicht assoziativ, kommutativ, symmetrisch, antisymmetrisch oder asymmetrisch. Sie ist aber transitiv, das heißt es gilt:

aus a \rightarrow b und b \rightarrow c folgt a \rightarrow c

Außerdem ist sie reflexiv, es gilt also allgemein:

a \rightarrow a

Mit Hilfe der Implikation und der Negation lassen sich alle aussagenlogischen Junktoren darstellen.

Nichtklassische Implikationen[Bearbeiten]

Intuitionistische Implikation[Bearbeiten]

Im Intuitionismus bedeutet der Ausdruck a \rightarrow b, dass sich ein Beweis von a (über dessen Existenz nichts ausgesagt wird) zu einem Beweis von b ergänzen lässt. Diese Beziehung kann nicht anhand der Wahrheitswerte von Antezedens und Sukzedens definiert werden, sie ist also nicht extensional oder wahrheitsfunktional. Stattdessen werden intensionale Semantiken verwendet, deren bekannteste und erste formalisierte die von Saul Aaron Kripke zunächst für die Modallogik entwickelte Kripke-Semantik ist.

Die oben angeführten Äquivalenzen gelten intuitionistisch teilweise „nur in eine Richtung“, d. h. insbesondere:

  • aus a \rightarrow b folgt \neg(a \and \neg b), aber nicht umgekehrt.
  • aus a \rightarrow b folgt \neg b \rightarrow \neg a, aber nicht umgekehrt.
  • aus \neg a \or b folgt a \rightarrow b, aber nicht umgekehrt.

Anders als die materiale Implikation kann also die intuitionistische Implikation nicht über Negation und Konjunktion oder Disjunktion definiert werden.

Es gilt jedoch weiterhin, dass a äquivalent ist mit \top \rightarrow a und \neg a mit a \rightarrow \bot, sowie dass \bot \rightarrow a und a \rightarrow \top äquivalent sind mit \top. Wie die materiale Implikation ist auch die intuitionistische transitiv und reflexiv.

Strikte Implikation[Bearbeiten]

Bei der strikten Implikation handelt es sich um die Kombination des modallogischen Notwendigkeits-Operators mit der materialen Implikation.

Schreibweise \Box (a \rightarrow b), \Box (a \supset b)
Sprechweise Wenn a, dann gilt notwendig b

Die strikte Implikation wurde von Diodoros Kronos und in der Scholastik als Umgehungsversuch der Paradoxien der materialen Implikation entwickelt und 1918 von Clarence Irving Lewis neu aufgestellt. Damit soll eine Annäherung an das natürlichsprachliche „wenn …, dann …“ erreicht werden. Die strikte Implikation ist nämlich nicht schon dann bereits wahr, wenn das Antezedens falsch oder das Sukzedens wahr ist. Von der strikten Implikation gibt es zahlreiche Varianten, je nachdem welcher Modalkalkül zugrunde gelegt wird (siehe auch Modallogik). Die strikte Implikation ist, ebenso wie die materiale und die intuitionistische, transitiv und reflexiv.

Auch das Konzept der strikten Implikation unterliegt der Kritik, weil sie zwar die Paradoxie der materialen Implikation vermeidet, aber zu der analogen Schwierigkeit führt, dass jede logisch unmögliche Aussage jede beliebige Aussage und dass jede Aussage jede logisch notwendige Aussage strikt impliziert. Lewis' eigener Verwendung der strikten Implikation wurde zudem vorgeworfen, Objekt- und Metasprache durcheinanderzubringen.

Metasprachliche Implikation[Bearbeiten]

Die metasprachliche Implikation ist eine Aussage über Aussagen. Eine Aussage A impliziert genau dann eine Aussage B, wenn mit dem Zutreffen von A auch das Zutreffen von B gewährleistet ist. Analog implizieren mehrere Aussagen A1 bis An genau dann eine Aussage B, wenn mit dem gemeinsamen Zutreffen der Aussagen A1 bis An auch das Zutreffen von B gewährleistet ist. Zum Beispiel implizieren die Aussagen „Alle Schweine grunzen“ und „Babe ist ein Schwein“ die Aussage „Babe grunzt“.

Der Begriff der Folgerung und damit die metasprachliche Implikation wird auf unterschiedliche Weisen formal präzisiert. Zum einen unterscheidet man zwischen der semantischen Folgerung, aufgeschrieben als A_1,\ldots, A_n \models B und der syntaktischen Folgerung, der Herleitbarkeit, aufgeschrieben als A_1,\ldots, A_n \vdash B:

Semantischer Folgerungsbegriff

Eine Folgerung ist genau dann semantisch gültig, geschrieben: A_1,\ldots, A_n \models B, wenn die Wahrheit der Aussagen A1 bis An die Wahrheit der Aussage B gewährleistet. In einer Interpretationssemantik ist das genau dann der Fall, wenn bei jeder Interpretation, bei der jede der Aussagen A1 bis An wahr ist, auch die Aussage B wahr ist.

Syntaktischer Folgerungsbegriff
Eine Folgerung ist genau dann syntaktisch gültig, geschrieben A_1,... A_n \vdash B, wenn sich die Aussage B in einem gegebenen logischen Kalkül aus den Aussagen A1 bis An herleiten lässt, das heißt wenn sich aus den Aussagen A1 bis An unter Anwendung der Schlussregeln und Axiome des jeweiligen Kalküls die Aussage B erzeugen lässt.

Zum anderen gibt es grundsätzlich unterschiedliche Fassungen des Folgerungsbegriffs und damit der metasprachlichen Implikation, etwa den der klassischen Logik oder den der Logik. Diese unterschiedlichen Definitionen von Folgerung beziehungsweise metasprachlicher Implikation führen zu grundsätzlich unterschiedlichen Kalkülen und semantischen Modellen. Wenn aus dem Zusammenhang nicht klar hervorgeht, welche Art von metasprachlicher Implikation beziehungsweise Folgerung gemeint ist, ist es daher notwendig, diese Information mitzuliefern. Man kann daher zum Beispiel auf Formulierungen treffen wie „A impliziert (semantisch, syntaktisch) klassisch B“ oder „C impliziert intuitionistisch (semantisch, syntaktisch) D“. In der formalen Schreibweise wird die Art der Folgerung meist durch ein Subskript beim Folgerungszeichen angezeigt. So könnte zum Beispiel „K“ für klassische, „I“ für intuitionistische Folgerung stehen, also A \models_K B (semantisch, klassisch), A \vdash_K B (syntaktisch, klassisch), A \models_I B (semantisch, intuitionistisch) und A \vdash_I B (syntaktisch, intuitionistisch).

In den allermeisten Logiken besteht zwischen objekt- und metasprachlicher Implikation ein enger Zusammenhang, der im Deduktionstheorem ausgedrückt wird. Ist nämlich „Wenn a, dann b“ beweisbar, so lässt sich b aus a herleiten; und lässt sich umgekehrt b aus a herleiten, dann ist „Wenn a, dann b“ beweisbar. Für „c ist beweisbar“ schreibt man auch \vdash c. Das Deduktionstheorem kann damit wie folgt niedergeschrieben werden:

\vdash a \rightarrow b gdw.  a \vdash b

Das Deduktionstheorem gilt sowohl für die klassische, die intuitionistische als auch die strikte Implikation. Es handelt sich jedoch um keinen selbstverständlichen Zusammenhang, sondern erfordert einen (in den meisten Fällen nicht-trivialen) Beweis.

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

 Wiktionary: Implikation – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b Grundriß der formalen Logik. Paderborn: Universitäts-Taschen-Bücher-Verlag: 1983. Aus dem Französischen von Joseph Maria Bocheński. Von Albert Menne übersetzt und erweitert.