Дмитрий Поспелов - Моделирование рассуждений. Опыт анализа мыслительных актов

• Название: Моделирование рассуждений. Опыт анализа мыслительных актов
• Автор: Дмитрий Поспелов
• Издательство: Радио и связь
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1989
• ISBN: 5-526 00183-3

Описываются дедуктивные, индуктивные и правдоподобные модели, учитывающие особенности человеческих рассуждений. Рассматриваются методы рассуждений, опирающиеся на знания и на особенности человеческого языка. Показано, как подобные рассуждения могут применяться для принятия решений в интеллектуальных системах.

Для широкого круга читателей.

---

Нечеткий вывод. Оператор «только» с логической точки зрения обсуждался в ряде работ, например в [78]. Приведенные в этом разделе примеры заимствованы из этой монографии, а также из [79]. Для углубленного знакомства с идеями нечетких множеств и различных методов, основанных на них, можно рекомендовать монографию [80]. Более подробно со схемами нечеткого вывода можно ознакомиться по соответствующим разделам книги [76], в которой, в частности, описана процедура порождения квантификаторов в заключительном утверждении, опирающаяся на идею «универсальной шкалы» И.В. Ежковой (ссылки на ее работы есть в [76]) в свое время был предложен принципиально иной метод определения квантификаторов заключения. Он основан на вычислении суперпозиции функций принадлежности для посылок в схеме, являющейся прямым обобщением на нечеткий случай правила вывода модус поненс.

Нечеткая силлогистика. Исследования в этой области – большое достижение специалистов нашей страны. Первые публикации по D-силлогизмам появились в 1984 году [81]. Они опираются на развитый С.В. Чесноковым детерминационный анализ (отсюда название D-силлогизмы), относящийся к обработке статистического материала, характерного для социологии и психологии [82]. История о силлогизме бабушки полностью заимствована из работы С.В. Чеснокова, которая на русском языке не публиковалась. Отголоски данной истории можно найти в [83]. Несколько иной взгляд на нечеткую силлогистику содержится в работах [84, 85], но общие принципы, лежащие в основе идеи «вычисления» значения нечеткого квантификатора, в этих исследованиях практически совпадают.

Коллекция схем. Систематические исследования в области схем умозаключений правдоподобного типа в середине 50-х годов начал известный математик Д. Пойа. Его монография [86], в которой описано более полусотни схем правдоподобных рассуждений, и сейчас является настольной книгой специалистов, работающих в этой области. Кроме схем, заимствованных из этого труда, в данном разделе приведен ряд схем, предлагавшихся в различное время на конференциях по искусственному интеллекту специалистами из разных стран.

Глава пятая

Что такое интеллектуальная система. В этой книге мы не можем уделить много места обсуждению особенностей систем, работа которых основана на знаниях. Кроме упомянутых в книге ЭВМ пятого поколения, интеллектуальных роботов для производства и экспертных систем можно указать еще на расчетно-логические системы, используемые в проектировании и планировании, интеллектуальные пакеты прикладных программ, облегчающие труд многих специалистов, системы автоматизации научных исследований и т.д. Все такие системы содержат базу знаний и блок, имитирующий профессиональные рассуждения. Более полное представление о специфике подобных систем и их работе можно получить из популярной [87, 88] и научной [89, 90] литературы.

Продукционные системы. Продукционные системы описывались в литературе неоднократно. Их модели, связанные с уточнением понятия алгоритма, излагаются, например, в [91]. В работах [92, 93] отражены многие аспекты применения продукции в интеллектуальных системах. Часто представление процессов в виде продукционных систем считают особым стилем программирования для ЭВМ новых поколений. Во всяком случае, с этой точки зрения они обладают рядом несомненных преимуществ по сравнению с классическими языками программирования.

Можно отметить по крайней мере три таких преимущества. Первое – естественная модульность, позволяющая весьма несложно вставлять и убирать продукции. Если в продукционной системе нет прямой связи между продукциями (например, нет ссылок на конкретные продукции в метапродукциях; выбирающих продукции из фронта или чего-нибудь подобного), то такая замена не вызывает никаких переделок. Однако при вставке и изъятии продукций надо учитывать и эффект их взаимодействия через базу знаний. Учет этого фактора может оказаться весьма непростым делом. Вторым преимуществом продукций является возможность одновременного описания с их помощью как фрагментов базы знаний, так и самих операторов преобразований. Другими словами, в продукциях можно однотипно описывать как декларативные, так и процедурные знания. Наконец, присущая продукциям асинхронность, встроенная в продукционные системы параллельность позволяют при наличии ЭВМ соответствующей архитектуры выполнять описываемую системой продукций процедуру параллельным способом. Однако за все приходится платить. И за эти достоинства продукционных систем, когда они выступают в качестве языка программирования, приходится расплачиваться весьма тяжелыми процедурами отладки и поиска ошибок.

Тем не менее, подобный стиль программирования находит в мире все больше сторонников. Заметим, что известные языки программирования ПРОЛОГ и РЕФАЛ многое как бы «заимствовали» из продукционных систем. Отметим также, что в возникшем в нашей стране еще до работ в области искусственного интеллекта ситуационном управлении [76] системы, подобные продукционным, использовались для поиска решений при оперативном управлении в сложных технических и организационных системах. Это были так называемые системы логико-трансформационных правил [94]. Пример с преобразованием схем химических реакций в продукционную систему принадлежит Т. Яхно.

Управление выводом. Обзор различных методов управления выводом в продукционных системах можно найти в [92, 93]. Поскольку продукционные системы часто выступают в качестве средства представления знаний в экспертных системах и осуществляют с помощью некоторого механизма управления выводом вывод на знаниях, то об этих механизмах можно найти достаточно богатые сведения в литературе по экспертным системам. Укажем в связи в этим на обзорные работы [95, 96].

Вывод на семантической сети. Вывод с помощью «поиска по образцу» на семантической сети, как он описан в этом разделе, используется во многих экспериментальных образцах машин баз знаний. Для этого создаются специальные аппаратные средства. К выводу на семантической сети можно свести метод резолюций, описанный в третьей главе. Переход к семантической сети позволяет строить процедуры вывода, обладающие большим уровнем параллелизма. В работе [97] рассмотрен один из таких методов, позволяющий резко повысить эффективность логического вывода в современных ЭВМ. При имитации движения по семантическим сетям в виде прямых, обратных или встречных волн в ЭВМ новых поколений предполагается использовать специальные аппаратные средства и языки волнового типа. Работа [98] показывает, какие принципы при этом используются. С особенностями немонотонных рассуждений можно ознакомиться по книге [99]. В [100] содержится интересная информация о выводах, которые можно делать при неполных знаниях в базе.

Спрашивай – Отвечаем. Логика вопросов и ответов описана в [101]. Ее авторы сумели построить теорию вопросно-ответных отношений для ЛИ-вопросов, КАКОЙ-вопросов и частично для ПОЧЕМУ-вопросов. Логики такого вида обычно называются эротетическими. Для других типов вопросов, рассмотренных в данном разделе, логики пока не построены. Для того чтобы имитировать для вопросно-ответных отношений случаи неполноты информации в базе знаний или ее противоречивости, Н. Белнап предложил специальную четырехзначную логику, описание которой имеется в приложении к книге [101]. В этой логике наряду с обычными логическими оценками «Истина» и «Ложь» используются специальные оценки «Неизвестно» и «Истина и Ложь одновременно». Высказывание о мышлении специалистов в области археологии заимствовано из [102, с. 9]. Рассказ о космическом Ответчике помещен в [103].

Глава шестая

Рационален ли человек? Модель целенаправленного поведения, описанная нами, основывается на модели, предложенной в [104]. Из [105] заимствованы некоторые примеры, опровергающие доминанту рационализма в поведении человека и его рассуждениях. В работе [104] показано, что модель рационального поведения человека обладает эмпирической, управленческой, методологической, теоретической и экзистенциальной ограниченностью.

«Ты прав, но это меня не убеждает». Проблемам логической аргументации посвящена монография [106]. В библиографии к этой книге интересующиеся могут найти новые источники по проблеме аргументации. Цитата из О. Сулейменова взята из [107, с. 8]. В работе [108] на конкретном примере продемонстрирован процесс аргументации, в котором представители Афин стараются изменить у жителей Мелоса систему исходных аксиом, чтобы Мелос отменил свое решение о неприсоединении его к коалиции городов, возглавляемых Афинами. Анализ этого процесса опирается на текст Фукидита, который включил в свою «Историю» эпизод дипломатических переговоров между Афинами и Мелосом. Таким схемам рассуждений посвящено исследование [109]. Типология споров, описанная в данном разделе, взята из этой книги.