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.

---

Глава вторая

Что сделал Аристотель? Уже во времена Аристотеля и несколько позже него делались попытки построить теорию дедуктивных рассуждений. Но эти попытки либо не были доведены до завершения, либо оказались хуже теории Аристотеля. Современники их не приняли, и они затерялись на долгие столетия. В [21, 22] читатели найдут несколько примеров построения дедуктивных теорий, предпринятых до наступления нового времени.

Силлогистика Аристотеля. Более полное, чем на страницах этой книги, изложение силлогистики и ее модификаций можно найти в традиционных учебниках логики, например в [23, 24]. Рассказ «Пампукская хрюря» заимствован из [24], а цитата о скотном дворе, иллюстрирующая закон логического тождества, – из [25]. Заметим, что законы силлогистики неоднократно подвергались критике как специалистами по математической логике (особенно закон исключенного третьего, отказ от которого привел к появлению интуиционистской и конструктивной логик, обходящихся без него), так и философами, специализирующимися в области диалектической логики.

Интересные результаты, связанные с психологическими особенностями восприятия людьми силлогистических умозаключений, приведены в [26]. В этой же работе излагаются результаты исследований психологов, объясняющие феномен неправильного восприятия тех или иных фигур силлогизмов.

В работе [27] рассмотрен вопрос о влиянии межполушарной асимметрии человеческого мозга на реализацию силлогистических выводов. Оказалось, что способность к такому выводу есть порождение левополушарного мышления. При функцировании лишь правого полушария испытуемые затруднялись в силлогистическом выводе и пытались подменить его рассуждениями эмпирического типа, опирающимися на практический опыт. Вот один из примеров, приведенных в [27]. Испытуемым предлагается силлогизм

Испытуемый с функционирующим левым и не функционирующим правым полушариями: «Да, в Приморске белые ночи, раз на той же широте». Другой испытуемый, у которого левое полушарие не функционирует: «Все равно не знаю, какие там ночи, кто его знает, где этот Приморск». В этих экспериментах левое полушарие выступает как победитель, но в экспериментах с пониманием метафор, описанных в этой же работе, оно уступает пальму первенства правому полушарию. Это еще раз подчеркивает важность обоих типов мышления для реализации человеческих рассуждений.

Расширения силлогистики Аристотеля. Попытки расширения традиционной силлогистики Аристотеля за счет включения в нее условных высказываний, отрицательных высказываний и ряда других форм высказываний делались почти с самого начала возникновения силлогистики. В упоминавшихся уже исследованиях [21, 22] можно найти немало примеров этого. И в наше время попытки создания различных расширений силлогистики продолжаются [23, 24, 28–31]. В книге [28], написанной со свойственным автору знаменитых приключений Алисы блеском, читатель найдет немало занимательных соритов, два из которых вошли в текст данного раздела. Заметим, что тот подход к силлогистике, который принят у Льюиса Кэррола, во многом близок к тому, как моделируются рассуждения в исчислениях, описанных в третьей главе.

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 силлогистической машины можно указать на спецпроцессор, имитирующий силлогистический вывод, разработанный в г. Краснодаре специалистами из Кубанского государственного университета. Время проверки одного силлогизма на истинность или время построения заведомо истинного силлогизма в этом спецпроцессоре составляет 0,02 с. Однако в этом спецпроцессоре также нет автоматического преобразования посылок в нормальную форму и нет средств, позволяющих выявлять связи между различными фактами, например выявлять противоречивость посылок, когда она носит не синтаксический, а семантический характер (для этого также требуется иметь развитую трансформационную грамматику, устанавливающую синонимию высказываний). Таким образом, в этом спецпроцессоре реализуются лишь те процедуры, которые характерны для двух блоков модели силлогистического вывода, показанной на рис. 18, расположенных над блоком «База фактов».

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. Сошлемся на [45]. Проблема соответствия логики предикатов и силлогистики Аристотеля до сих нор вызывает некоторую полемику [31, 51]. Еще во второй половине 40-х годов известный логик Я. Лукасевич построил специальную формальную систему для силлогистики [52]. Он оставил два квантора A и I, положив по определению, что Esp=Isp и Osp=Asp. Выражения Asp и Isp Лукасевич отнес к элементарным (неделимым далее) формулам. В качестве аксиом он выбрал следующие четыре формулы: Ass; Iss; (Amp&Asm)Asp; (Amp&Ims)Isp.