ЯЗЫК МЫШЛЕНИЯ

Философы и психологи уже в течение долгих столетий размышляют над тем, как люди и другие животные представляют знания. Очевидно, что в развитии этой способности у людей важную роль играла эволюция естественного языка. С другой стороны, многие психологические факты свидетельствуют о том, что люди не используют язык непосредственно в своих внутренних представлениях. Например, кто сейчас может вспомнить, с какой именно из этих двух фраз начинался раздел 8.1?
• "В данном разделе рассматривается общий характер языков представления ..."
• "В данном разделе рассматривается тема, касающаяся языков представления знаний ..."
Ваннер [1553] обнаружил, что участники его экспериментов делали правильный выбор в подобных тестах на уровне случайности (выбирали правильный вариант примерно в 50% попыток), но помнили содержание того, что было ими прочитано с точностью больше чем 90%. Эти данные свидетельствуют о том, что люди обрабатывают слова, а затем формируют своего рода несловесное представление, которое мы называем памятью.
Вопрос о том, какими именно являются механизмы, с помощью которых люди используют язык для обеспечения и формирования представлений различных идей, продолжает привлекать значительный интерес. В знаменитой гипотезе Сапира-Уорфа утверждается, что язык, на котором мы говорим, оказывает глубокое влияние на тот способ, с помощью которого мы мыслим и принимаем решения, в частности, используемый язык влияет на формирование структуры категорий, с помощью которых мы подразделяем мир на объекты разных типов. Уорф [1585] утверждал, что эскимосы имеют в своем языке много слов для описания снега и поэтому снег вызывает у них более разнообразные восприятия по сравнению с людьми, говорящими на других языках. Некоторые лингвисты оспаривали фактографическую основу для этого утверждения (например, Паллем [1242] показал, что в таких эскимосских языках, как юпик и инупик, и в других родственных языках северных народов, по-видимому, имеется такое же количество слов для выражения понятий, касающихся снега, как и в английском языке), а другие выступили в его поддержку [485]. Однако, по-видимому, нельзя оспаривать ту мысль, что популяции, имеющие более глубокое знакомство с некоторыми аспектами мира, разрабатывают гораздо более подробные словари для описания этих аспектов. Например, энтомологи, проводящие полевые исследования, подразделяют то, что большинство из нас называет просто жуками, на сотни тысяч видов и лично знакомы с многими из них. (Биолог Дж.Б.С. Холдейн, изучающий эволюцию насекомых, когда-то пожаловался на то, что Создатель проявляет "невероятную заботу о жуках".) Более того, множеством терминов для обозначения снега пользуются и опытные лыжники (различая такие его состояния, как пудра, каша, пюре, простокваша, крупа, цемент, наст, сахар, асфальт, вельвет, пух, жижа и т.д.), которые в основном не известны обычному человеку. Однако остается неясным направление развития причинно-следственных отношений — узнают ли лыжники об этих различиях, только изучая свои профессиональные термины, или эти различия выявляются из индивидуального опыта и становятся согласованными с теми их обозначениями, которые в данное время приняты в этом сообществе спортсменов? Данный вопрос становится очень важным в исследованиях развития детей. До сих ххор мы слишком мало знаем о том, насколько связаны друг с другом обучение языку и обучение мышлению. Например, позволяют ли знания о том, как именуется некоторое понятие, такое как бакалавр, упростить формирование идей и размышление с помощью более сложных понятий, которые включают имя исходного понятия, например претендент на звание бакалавра!
Принятый авторами подход состоит в том, что в качестве основы следует выбрать пропозициональную логику, обладающую декларативной, композиционной семантикой, которая является независимой от контекста и непротиворечивой, и создать на этой основе более выразительную логику, заимствуя идеи представления из естественного языка и избегая вместе с тем его недостатков. Изучение синтаксиса естественного языка показывает, что наиболее очевидными его элементами являются существительные и именные конструкции, которые обозначают объекты (квадраты, ямы, вампусы), а также глаголы и глагольные конструкции, которые обозначают отношения между объектами (чувствовать ветерок, быть соседним, стрелять). Некоторые из этих отношений являются функциями — отношениями, в которых в ответ на каждое "входное" значение формируется только одно "выходное" значение. Такой подход позволяет сразу же приступить к составлению перечня примеров объектов, отношений и функций, как показано ниже.
• Объекты: люди, дома, числа, теории, Рональд Макдональд, цвета, бейсбольные соревнования, войны, столетия ...
• Отношения: могут быть унарными отношениями, или свойствами, такими как красный, круглый, поддельный, первичный, многоэтажный и т.д., либо более общими n-арными отношениями, такими как "быть братьями", "быть больше", "находиться внутри", "входить в состав", "иметь цвет", "произойти позже", "принадлежать", "находиться между" и т.д.
• Функции: "быть отцом", "быть лучшим другом", "быть третьей подачей мяча", "быть на единицу больше", "быть началом" и т.д.
Безусловно, почти каждое утверждение может рассматриваться как обозначающее объекты, а также их свойства или отношения. Ниже приведены некоторые примеры.
• " Один плюс два равняется трем".
Объекты: один, два, три, один плюс два; отношение: равняется; функция: плюс. ("Один плюс два" представляет собой название объекта, полученного путем применения функции "плюс" к объектам "один" и "два". "Три" — другое название для этого объекта.)
• "В квадратах, соседних с тем квадратом, где находится вампус, чувствуется неприятный запах".
Объекты: вампус, квадраты; свойство: неприятный запах; отношение: быть соседним.
• "Злой король Джон управлял Англией в 1200 году".
Объекты: Джон, Англия, 1200 год; отношение: управлял; свойства: злой, король.
Язык логики первого порядка, синтаксис и семантику которого мы определим в следующем разделе, основан на понятиях объектов и отношений. Он стал чрезвычайно важным для математики, философии и искусственного интеллекта именно потому, что эти области знаний (а фактически основная часть повседневного человеческого существования) могут вполне продуктивно рассматриваться как касающиеся объектов и отношений между ними. Логика первого порядка позволяет также выражать факты о некоторых или обо всех объектах во Вселенной. Это дает возможность представлять общие законы, или правила, такие как следующее утверждение: "В квадратах, соседних с тем квадратом, где находится вампус, чувствуется неприятный запах".
Основное различие между пропозициональной логикой и логикой первого порядка заключается в том, что каждый из этих языков вносит различный онтологический вклад в описание действительности, т.е. они по-разному представляют характер действительности. Например, в пропозициональной логике предполагается, что существуют лишь факты, которые относятся или не относятся к данному миру. Каждый факт может находиться в одном из двух состояний: быть истинным или ложным2. В логике первого порядка приняты более широкие предположения, а именно, что мир состоит из объектов, между которыми могут быть или не быть некоторые отношения. Некоторые варианты логики специального назначения позволяют внести еще больший онтологический вклад; например, во временной логике предполагается, что факты имеют место в конкретные интервалы времени и что эти интервалы (которые могут рассматриваться как бесконечно малые или конечные) являются упорядоченными. Поэтому в вариантах логики специального назначения придается первоклассный статус некоторым видам объектов особого рода (и аксиомам об этих объектах), а не просто вводятся в базу знаний их определения. В логике высокого порядка как объекты трактуются сами отношения и функции, рассматриваемые в логике первого порядка. Это позволяет формировать утверждения обо всех отношениях, например, если потребуется точно определить, что означает понятие транзитивного отношения. В отличие от большинства вариантов логики специального назначения, логика высокого порядка является строго более выразительной, чем логика первого порядка, в том смысле, что некоторые высказывания логики высокого порядка не могут быть выражены с помощью любого конечного количества высказываний логики первого порядка.
2 В отличие от этого, в нечеткой логике факты имеют определенную степень истинности от 0 до 1. Например, в рассматриваемом мире высказывание "Вена — большой город" может считаться истинным только со степенью 0.6.
3 Важно не путать степень доверия в теории вероятностей со степенью истинности в нечеткой логике. В действительности в некоторых системах нечеткой логики допускается выражать степень недоверия (или степень доверия) в отношении степеней истинности.
Логику можно также охарактеризовать по ее эпистемологическому вкладу в познание; под этим подразумеваются возможные состояния знаний, которые она позволяет выразить в отношении каждого факта. И в пропозициональной логике, и в логике первого порядка любое высказывание представляет собой факт, и агент либо доверяет утверждению, что это высказывание истинно, либо доверяет утверждению, что оно ложно, либо не имеет мнения на этот счет. Поэтому в таких вариантах логики имеются три возможных состояния знаний, касающихся любого высказывания. С другой стороны, в тех системах, где используется теория вероятностей, может рассматриваться любая степень доверия3, начиная от 0 (полное недоверие) и заканчивая 1 (полное доверие). Например, в вероятностном мире вампуса агент может доверять утверждению о том, что вампус находится в квадрате [1,3], с вероятностью 0,75. Онтологический и эпистемологический вклады пяти различных вариантов логики показаны в табл. 8.1.

В следующем разделе мы приступим к изучению подробных сведений о логике первого порядка. Так же как студенту-физику требуется определенное знакомство с высшей математикой, так и студент, изучающий искусственный интеллект, должен развить у себя способность работать с логическими обозначениями. С другой стороны, важно также не слишком увлекаться изучением специфики отдельной логической системы обозначений, поскольку в конечном итоге количество различных версий таких систем исчисляется десятками. Главное, не упустить из виду то, благодаря чему данный язык обеспечивает формирование кратких представлений и каким образом его семантика приводит к созданию непротиворечивых процедур формирования рассуждений.







Материалы

Яндекс.Метрика