Моделирование рассуждений. Опыт анализа мыслительных актов
Шрифт:
Моделирование силлогистики. Несмотря на многочисленные попытки построить автоматическую систему, способную делать правильные силлогистические выводы, такие системы не получили широкого распространения. В основном это связано с тем, что неавтоматизированным остается начальный этап – перевод текстов посылок в нормальную форму. Автоматизировать его непросто. Для этого необходимо иметь развитую систему трансформаций предложений для языка. В работе [32] эта проблема обсуждается весьма подробно. В частности, в ней рассматриваются и трансформационные преобразования для введения кванторов, чтобы привести высказывания к нормальной форме. Тем не менее, хотя имеются значительные успехи в области трансформационных грамматик для естественных языков, все еще не существует развитых лингвистических процессоров, которые были бы эффективны при моделировании силлогистики.
В качестве примера совсем недавней попытки создания
Интересно отметить, что новое – это часто полностью забытое старое. В газете «Русские ведомости» 16 апреля 1914 года была опубликована заметка «Мыслительная машина». В ней говорилось: «В субботу, 19-го апреля, в большой аудитории Политехнического музея состоится публичная лекция проф. А.Н. Шукарева на тему „Познание и мышление“. Во время лекции будет демонстрирована мыслительная машина, аппарат, который позволяет воспроизвести механически процесс человеческой мысли, т.е. выводить заключения из поставленных посылок. Машина была впервые построена математиком Джевонсом и усовершенствована автором лекции. Результаты ее операций получаются на экране в словесной форме». Машина Шукарева была создана в Харьковском университете, а через 70 лет специалисты Кубанского университета, используя новую технику, повторили работу своего предшественника. Изложение истории создания логической машины Шукарева можно найти в [33]. В этой же работе говорится и о другой логической машине, созданной П.Д. Хрущевым.
Забытые науки. Возрождение этих наук только начинается. Поэтому на русском языке пока нет книг, в которых отражался бы современный уровень их понимания. Лишь книга [34] дает сведения о том, как использовались схемы рассуждений в алхимии. Эти рассуждения во многом определялись принципами установления аналогий, о которых мы говорили в четвертой главе. Некоторые сведения о приемах герменевтики и экзегетики можно получить из популярной статьи [35], опубликованной не так давно. Укажем еще на ряд труднодоступных, но интересных источников, в которых можно найти описание применения герменевтических схем в различных областях [36–39]. Для знающих немецкий язык можно отметить фундаментальный анализ герменевтических приемов, содержащийся в [40]. Использование подобных приемов с целью реконструкции способов рассуждения наших далеких предков стало сейчас довольно распространенным. Укажем в связи с этим на ранее упоминавшуюся работу [9], а также на исследование [41]. Некоторые сведения о логических системах Индии и Китая можно получить из [42–44].
Глава третья
Исчисление высказываний. Эта формальная система описана во всех руководствах по математической логике, например в [45]. Цитаты из Д. Самойлова заимствованы из сборника [46].
«Логик-теоретик». Существует весьма много программ, с помощью которых демонстрировались возможности ЭВМ при доказательстве выводимости формул в исчислении высказываний. Например, одна из первых работ в данной области [47] и первая отечественная система такого рода [48]. Программа «Логик-теоретик» была первым шагом на пути создания А. Ньюэллом и Г. Саймоном общей концепции решения творческих задач на ЭВМ на основе организованного эвристически перебора по лабиринту возможных альтернатив. Эта идея была воплощена ими в виде программы, названной «Общий решатель задач». Работы по этому кругу вопросов печатались неоднократно, например [49, 50]. Как позже выяснилось, подход к решению задач, реализованный в «Общем решателе задач», оказался не столь плодотворным, как думали авторы. Но для организации вывода в исчислении высказываний он удобен, хотя программа не всегда без большого перебора могла находить нужные пути по множеству альтернатив. В работах [49, 50] по этому поводу имеется немало экспериментальных наблюдений как над людьми, ищущими вывод, так и над работой программы «Логик-теоретик»
Исчисление предикатов. Исчисление предикатов описано во всех учебниках.
Я. Лукасевич ввел три правила вывода: 1) в выводимую формулу вместо любой переменной типа s, p или m можно одновременно по всей формуле подставить любую формулу исчисления; 2) в выводимой формуле вместо любой переменной можно по всей формуле поставить другую переменную; 3) модус поненс.
Изложение вопросов, связанных с процедурами автоматизации доказательств, можно найти в монографии [53].
Первым универсальным методом доказательства был предложенный в 1965 году американским логиком Дж. Робинсоном метод резолюций. Его появление совершило переворот в использовании ЭВМ для доказательства теорем в исчислении предикатов. Начиная с работы самого Робинсона [54], возник огромный поток исследований в этом направлении. В монографии [53] на зафиксированном в ней временном срезе дан аналитический обзор всего сделанного в этой области. Но и до сегодняшнего дня всевозможные модификации метода Робинсона продолжают оставаться предметом публикаций.
Появление языка программирования ПРОЛОГ вновь стимулировало интерес к методу резолюций. Язык ПРОЛОГ, считающийся весьма перспективным для ЭВМ новых поколений, позволяет эффективно описывать выполняемые в нем процедуры в виде вывода в исчислении предикатов (точнее, в некоторой части этого исчисления, связанной с дизъюнктами Хориовского типа, исключающими некоторые типы выражений). А так как метод резолюций есть универсальная процедура для Хорновских дизъюнктов, то понятен тот интерес, который специалисты по программированию, созданию ЭВМ новых поколений и пользователи, оперирующие ПРОЛОГом, проявляют к методам типа метода резолюций.
Общая схема вывода. Описанное в этом разделе представление имеет куда большее значение, чем то, о котором в нашей книге идет речь. В теории искусственного интеллекта И-ИЛИ деревья и И-ИЛИ сети встречаются не только при моделировании рассуждений. Они широко используются при представлении знаний о проблемных областях разного типа. Находят они применение и в лингвистических процессорах, предназначенных для анализа текстов на естественном языке. В монографиях [55–57] заинтересованные читатели могут найти описание областей применения таких моделей. Идея метода обратного вывода принадлежит С.Ю. Маслову. Впервые она сформулирована в работе [58]. В настоящее время в СССР имеются версии программной реализации этого метода, во многом не уступающего по своей эффективности методу резолюций Робинсона. Рассказ Э. По, из которого приведена цитата, помещен в [59].
Глава четвертая
Стебаков Сергей Александрович – советский математик, специалист в области топологии, качественной теории дифференциальных уравнений и теории управления.
От Аристотеля до Бэкона. Историю становления учения об индукции до начала XX века содержит монография [60]. Для ознакомления с более поздним пониманием этих вопросов можно рекомендовать статьи из сборника [61]. Специально логике формирования гипотез посвящена работа [62]. Высказывание Р. Грегори о небиологичности дедукции и о роли индукции для живых организмов заимствовано из [63, с. 187].