Моделирование рассуждений. Опыт анализа мыслительных актов
Шрифт:
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,
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.
«Он думает, что…». Материал этого раздела основан на результатах, содержащихся в книгах [110, 111]. Примеры использования таких рассуждений при решении некоторых задач поведения рассмотрены в [112, 113]. Отметим, что пока нельзя говорить о создании завершенной теории рефлексивных рассуждений, хотя важность такой теории не вызывает сомнений. Она станет особенно актуальной при возникновении коллективов интеллектуальных систем и необходимости организации совместного функционирования членов этого коллектива.
Еще один пример использования рефлексивных рассуждений дает рассказ Э. По «Пропавшее письмо» [59]. Герой этого рассказа сыщик Дюпен обнаруживает пропажу, пользуясь методом рассуждения по рефлексии, отождествляя свой интеллект с интеллектом противника. Этот метод Дюпен заимствовал у одного мальчугана, который, как правило, выигрывал в «чет-нечет» у своих противников, вычисляя их ранг рефлексии.
Текст и рассуждение. Исследования текста романа «Мастер и Маргарита», на которые имеются ссылки в данном разделе, содержатся в работах [114, 115]. В [115], кроме того, имеется столь же глубокий анализ ряда положений, скрытых за текстом книг Дж.Д. Сэлинджера. Выдержка из романа Ж. Перро взята из [116, с. 90, 92]. Исследования по теории пресуппозиции довольно многочисленны. Укажем на [117], в которой имеется библиография по этому вопросу.
Насколько работа над текстом может быть глубокой, показывает исследование [118]. Его авторы построили формальную систему, описывающую поведение тщеславного человека. Для этого они воспользовались максимами Ф. де Ларошфуко, считая их истинными утверждениями этой формальной системы. Анализируя данные высказывания, Ю.С. Мартемьянов и Г.В. Дорофеев ввели систему аксиом и правил вывода, с помощью которых порождаются все утверждения Ларошфуко. Среди введенных аксиом были как общечеловеческие (например, «Человеку неприятно отсутствие приятного»), так и те, которые характерны для тщеславного человека (например, «Считать себя хуже других человеку неприятнее всех прочих страданий»). Кроме аксиом были введены шесть принципов поведения человека (например, принцип выбора: «Человек из двух зол всегда выбирает меньшее или необязательное, а из двух благ – большее или обязательное»). Среди введенных правил вывода известное правило модус поненс и два специальных правила, одно из которых по форме напоминает последнее, но отличается от него тем, что заключение становится истинным не всегда, а лишь при отсутствии препятствий для его возникновения. Далее авторы доказали выводимость тех максим, которые имеются у Ларошфуко. В процессе этой работы было произведено логическое уточнение содержания понятий, используемых в тексте (таких, как «благо», «страдание», «скрывает» и т.п.), ибо в рамках формальной системы они должны получить однозначный смысл. Наконец, в построенной системе оказалось возможным выводить новые максимы, отсутствующие в тексте Ларошфуко, которые не противоречат законам мира тщеславного человека.