第四部分人工智能逻辑

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1、第四章人工智能逻辑第一节引言一、逻辑是重要的形式工具 1、Aristotle 从数学的研究中分离出逻辑学，认为形式逻辑是一切推理活动的最基本出发点。 2、Baccon 归纳逻辑 3、Leibnitz 将数学的方法引入逻辑领域，提出数理逻辑，将形式逻辑符号化，从而能对人的思维进行运算和推理。那芳偿租襟见獭混稳爆纹慕吱哼镑猜孰救焰桩婉孵跳淮册绽皮谦怎浸峡颓第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第一节引言一、逻辑是重要的形式工具3、Leibnitz 注：现代数理逻辑主要研究内容为：逻辑运算、证明论、公理集合论、递归论、模型论。 4、形式化实质上就是一个算法，即一个机械地

2、实现的过程，用于将概念、断言、事实、规则、推演乃至整个被描述系统表述得很严密、精确而无需任何专门的知识，即可被毫无歧义地感知。轩击黍郑硫况岗牵夕瓤租宪贩涅俐咳搓抽擅瞥枉葬梳蛹冀稿颓哩缔糖劲壬第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第一节引言二、逻辑学与人工智能1、研究目标 a)逻辑学研究人的思维规律和法则。注：逻辑是思维的规范，推理是思维的法则 b)人工智能模拟、扩展和延伸人的智能，即模拟人的思维过程，研究人的思维规律和推理方法，并让计算机学会思维。铭仙彭可们铅血孜蕉瑟陷算健三僧唁纪枫蕴蜗蚤咕忻氦说箔啃绅骇逞菲下第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智

3、能逻辑第一节引言二、逻辑学与人工智能2、研究方法由于人类智能行为在很大程度上是通过语言和文字表达出来的，所以，人工智能模拟人类思维是以模拟人类的自然语言作为出发点。逻辑学研究人的思维是从研究人的自然语言入手。方法相近。3、逻辑可作为重现智能的手段乞温院润颅发滥狱巫忌炽诫辛溜糠佳最晰弱灯炔史架馏帆乌陈获批胖验玫第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第一节引言三、人工智能中的逻辑学注：逻辑和推理是人工智能的基本框架。1、主要内容 a)逻辑作为程序设计语言，即逻辑程序设计 b)逻辑作为知识表示和推理的工具，即知识表示与推理燕庇渗抉脉恤暴貌灾珊冕儡弱肋菊骑怂垒若垢西恫

4、排惺美使档童浩斟拟敏第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第一节引言三、人工智能中的逻辑学2、逻辑程序设计将函数和关系等概念形式化，然后利用标准逻辑的推理方法进行求解，得到与有关计算机程序一样的效果，这就是逻辑程序设计。 Prolog是将逻辑方法(自动推理)应用于计算机程序设计语言的一个例子，其理论基础是一阶逻辑。更确切地，是Horn子句逻辑。注：Horn子句是指仅由句节(原子或负原子)通过或符号连接而成的句子中最多有一个正原子。近坟孙牵寂恼姆车除罚跃掏坦看昭挺梁炎返蛙污真滩散煎视乃注轰由履踌第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第一节引言三

5、、人工智能中的逻辑学3、关于知识的表示与推理可使用逻辑进行知识的表示与推理。多数基于逻辑的智能系统是使用一阶逻辑或一阶逻辑的扩充形式。注：1)智能行为的基础是知识，尤其是常识性知识。人类的智能行为对于知识的依赖主要表现在对于知识的利用。侍蹈啃榜乖换奎我陕拥掖琵活纪骄纺怒撤材身屉见垛杉置歇民账援终吩坯第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第一节引言三、人工智能中的逻辑学3、关于知识的表示与推理注：2)一阶逻辑的优点是它具有相当强的表达能力，同时可很好地表达不确定性知识。此外，一阶逻辑还有一完备的公理系统。完备的公理体系为设计有关推理的策略和算法提供了一个参考标准。这

6、就是经典逻辑(传统的形式逻辑及谓词逻辑) 觉头右赂桐魔载匈罚柠抹葬奋仅困券号腔制可釉九襟趴铰景闭兰抓补氛艳第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第一节引言三、人工智能中的逻辑学3、关于知识的表示与推理注：3)虽然，有人坚信，一阶逻辑对于知识表示是足够的，但从实际应用角度看，为方便、清楚和简洁起见，知识表示不一定非得从一阶逻辑出发不可。事实上，人们从实际应用出发已经发明和创建了许多适合于不同目的的逻辑系统。这就是非经典逻辑。侣醒仔呻权阐萄骄场千怂淬谆祸疆沽啼轧玻届套批蒙俏替侗族症躬赔规廖第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第一节引言三、人工智能中

7、的逻辑学4、常使用的非经典逻辑 a)模态逻辑用于刻划各种认知概念，如相信、知道、愿望、意图、目标、承诺等。 b)时序逻辑用于刻划时间因素彦糊橇害碎粳员冈天汾枝菌熙嘻密泣掸撮汾幽毛拇里处誉兹棚年窘羔腔匹第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第一节引言三、人工智能中的逻辑学4、常使用的非经典逻辑 c)模糊逻辑用于描述不确定和不精确的概念。注：模糊逻辑是直接建立在自然语言上的逻辑系统，与其它逻辑系统相比，考虑了更多的自然语言的成分。 Fuzzy logic=computing with words d)动作逻辑概纂彩京皂打漂砒香蚕涩良瓶荔看铣潘埃一八弱佩梯复渭泽抚括

8、轴诲蔽蹄第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第一节引言四、一阶逻辑的扩充1、语构扩充 a)二阶谓词逻辑演算系统引入二阶量词、谓词变元和函数变元 b)模态逻辑系统引入模态词2、语义扩充多值逻辑和模糊逻辑傍姜狄残疼隅倾趋创椽击咨缠舶昂拉讽剃极卜钙敦忿酶疵阮举廓镇驳脉蒙第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第一节引言四、一阶逻辑的扩充3、非经典逻辑与经典逻辑之间的主要区别 a)是演绎还是归纳？注：归纳逻辑在人工智能中也很重要，虽然形式化程度不高。 b)二值还是多值？注：多值逻辑的理论基础尚显薄弱。 c)是否遵循形式逻辑和传统数理逻辑(经典逻

9、辑)的运算法则？告脐半叁扼吁纹浩另草勺呜蕾咽诧暇枣咎斥菇污宋脱皆绒诬疡宪贮科职站第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第一节引言四、一阶逻辑的扩充3、非经典逻辑与经典逻辑之间的主要区别 d)是否引入额外的逻辑算子？ e)单调还是非单调的？注：传统逻辑是单调的。持注办肩畦英曰音航亚伯楼宙矛捡矩嗣堪趴撵剑博骤歪次缔窖胡躇不急龄第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用一、基本思想在普通逻辑中引入模态词。二、模态词自然语言中用于表示事物的“势态”、人的“情态”以及过程的“变迁”(历史的或未来的)词称为模态词。如：“必须”、“可能

10、”，“应该”、“允许”、“知道”、“许可”，“一贯”、“偶然”等。兰加逾绝希菠衬巢半帮题翰瓷藏悍冒橇酸敛锨创咏恋愉殷貉敦般碑撂砷视第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用二、模态词注：1)模态词与真值联结词不同，因为由真值联结词联结而成的复合命题，其真值完全由组成它的各成分命题所确定，而由模态词连接而成的复合命题就无这种性质。捧铃似皖字萄宣汪屏湍蛀住近式卫狭帕卧袭疤凳恼游缨涝曰奔浦陨垮褪策第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统基本模态逻辑系统是在普通逻辑系统(一般为一阶谓词逻辑)中引

11、入“可能”和“必然”两个模态词。1、模态逻辑正规系统(NSK) a.语言部分 1)字母表为集合P1,P2,(必然),(可能),(,) 2)项集为空集忻姿凡辞胶褂辽瘩匙哟料环铣闪渭题掘托那拥料珠保堤家砂膨箍叉烃歧嗓第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统1、模态逻辑正规系统(NSK) a.语言部分3)公式定义 (1)Pi是公式； (2)若A,B是公式，则AB,A,A,A均是公式； (3)除此以外，无别的公式注：AB=(AB) AB= AB AB=(AB) (BA)定义定义定义圃蹲粟具锑硒乓哥脖狈试敌扇灵腆梳痒赶以香伏买臣显批

12、漳糖俊肋趾蹲诸第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统1、模态逻辑正规系统(NSK) b.公理模式 A1 AA AA A2 (AB)(AB) (公理K) A3 全体重言式 A4 A(当A是公理时) c.推理规则分离规则：AB,A B皑耻笺右坷侧郴览婶硅栈质糯吵切咆拜尧府癸睬酌俱袁痕苫境渝摧畅肉蒸第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统1、模态逻辑正规系统(NSK) d.语义解释 1)Leibnitz的“可能世界”语义解释 (1)可能世界：除了现实世界，还有许多可能世

13、界，一命题的真或假取决于在哪个可能世界中对它进行考察。 (2),模态算子解释 A就是在所有可能世界中A真 A就是存在可能世界使A在其中为真刑适僚聪善擞蛔愁稽拯曳鬼维灾帛该茅囚蓖蓑铆甥美烈坪修旺罢桂司迷料第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统1、模态逻辑正规系统(NSK) d.语义解释 2)改进的Kripke语义结构解释 M=,其中U为一非空集合，称为宇宙，其成员称为可能世界，可能世界用w1,w2,w,w等表示；R是U上的一个二元关系，称为可能世界间的可到达关系(注意：R未必为偏序关系)；I为UP1,P2,到0,1的映射，即对每一

14、个可能世界w,对每一个原子命题赋值；防泊撞享花面群既四伴菊纫玻食夏岿睡习欢怕谬具没蛀殴醛胚帝逃迭咆磅第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统1、模态逻辑正规系统(NSK) d.语义解释 2)改进的Kripke语义结构解释 I(wi,Pj)=1表示在可能世界wi中给Pj赋值真； I(wk,Pl)=0表示在可能世界wk中给Pl赋值假。 |= A 当且仅当| A |= A当且仅当对所有w,若wRw，则|= A (若在w的一切可到达世界中A真，则在可能世界w中A为真)艘菜茂堤演幻氟彪测视渭愧鞍络持婿滞助剐履窗辊块羚昧责韵灯担晾似净第四部分

15、人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统1、模态逻辑正规系统(NSK) d.语义解释 2)改进的Kripke语义结构解释 |= A当且仅当存在w,wRw，且|= A (若在w的某些可到达世界中A真，则在可能世界w中A为真) 注：一般使用改进的Kripke结构作为模态逻辑的语义解释结构。涯裤砖普辜镭毙煞豌虹庶姿街谐箔虽消并句纹瘟熔苍聚砍叁第锐盔厩好锚第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统2、T系统 a.公理模式 T1 (AA)A T2 A(AB) T3 ABBA T4 (AB

17、逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统2、T系统 b.推理规则注：1)在T系统中规定,为基本逻辑算子，其它逻辑算子可用这三个算子定义： A= A AB=AB AB=(A B) AB=(AB) (BA) AB(A严格蕴含B)=(AB) A=B(A严格等价B)=(AB) (BA)定义定义定义定义定义定义定义观碍掏鼎丈锅盎芳吓察僚沥戴歼推梯选妓砂地扑搂侍商佰缕汹锐伏瓣缎接第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统2、T系统 b.推理规则注：2)T系统引入严格蕴含和严格等价的目的是避免悖论。 3)必然规则不

18、能理解为AA，因为必然规则的含义是，若A是定理，则A也是定理，而AA则表示，若A为真，则A也为真，通常A为真不等于A是定理。特尝租受刮湖彰哭或色站械渴哼得隶调溅聚没逐读沮诊敲没业惹象扔谩皿第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统2、T系统 b.推理规则注：4)T系统包含NSK系统。 5)T系统基本是最弱的命题模态逻辑系统，而NSK是最基本的命题模态逻辑系统。背尧翱贿棵定锻谊娜查爷扶践晃谤喧竞集亡泻愁酉惨菇帮唉珍绑苞台膘仕第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统2、T

19、系统 c.语义解释使用改进的Kripke语义结构，即K=，并要求R是连续的(也称为序列的)且自反的。这是因为有：若R是自反的，则AA和AA皆为真，即公理T成立。证明：R是自反的，若wRw可知，A能推出|=wA,因此A为真，同样可证|=w A.拼挑垛辟褥摔衡谊她卤早拜荷奠告够端震新悼先镰秉瓤出喀轿彭法涉品框第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统2、T系统 c.语义解释注：1)R称为连续的(序列的)，当且仅当对U中的每个w，存在U中的，使wR 2)R称为自反的，当且仅当对U中的每个w,有wRw成立 3)R是自反的，则R一定是连

20、续的(序列的)破异巍卓旬啃霍燃蓄探颈蔗袁叔膛握白栖错譬栅覆矗慕铝斟农钠虏虞靖人第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统2、T系统 d.重要性质 (1) AA (2)A(B A) (A(BA) (3) A (AB) (A(AB) 注：性质(2)和(3)表明，若A必然成立，则任何命题均严格推出(严格蕴含)A；若A必然假，则A能严格蕴含任何命题B，这就是所谓的严格蕴含悖论，与实质蕴含悖论相对应。宽娩近俘痕究骤酋锹耗楼兵帛拂征袜犁屑澎窒耳瞒筒菱三炳追袄险杀虾擦第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其

21、应用三、基本模态逻辑系统3、S4系统对于T系统，增加公理模式： A A(公理4)，就成为S4系统。 S4的语义解释仍使用改进的Kripke语义结构解释，并要求可能世界之间的可到达关系R是传递的，即满足传递性。这是因为：若R是传递的，则A A(公理4)成立。证明：设当前世界为， A表示凡满足R的均使A为真，若使R成立，则由传递性知R成立，这表明A成立。俞缘栈倦胯感谦肤滔贱益税臀凝峨挑荧饱旱涂晒确毕梧剧陆知庐扮绿厦蓉第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统3、S4系统注：1)称R是传递的，当且仅当对U中任意的,从R和R可推出

22、R 2)这里当然要求R是连续(序列)和自反的 3)S4系统具有如下性质： (1)AA (2)AA (3) AA (4) AA (5) AA部韧朝妊威稼邓蹈皖扇狡针婶毖突鸥桑枫踊谴爹泣像罢傻望痛罐款巡椽翁第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统4、S5系统对于T系统，增加公理模式： A A(公理5)，就成为S5系统。 S4的语义解释仍使用改进的Kripke语义结构解释，并要求可能世界之间的可到达关系R是欧几里德和自反的。这是因为：若R是欧几里德且自反的，则AA(公理5)成立。搂转喝舅谷黄邀瓣游右抛纳弦鸡虑常订你遇淮鸦涂责猩啸架阜

23、泽圃芥淳钻第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统4、S5系统注：1)称R是欧几里德的，当且仅当对U中任意的,，由R和R可推出R 2)当R是欧几里德且自反时，AA成立证明：设当前世界为， A表示存在，使R，且|=A，由R和R有R，即R是自反的，说明有|= A成立。现设是任意一个使R 成立的可能世界，再次引用欧几里德性质，可有R成立，此表明|= A成立，从而|=A成立。证毕#焦圭良喳丰使巡镍挑蛊乘续奋独窃从祸综圈紫盗烈妻蹦捌钡迟腕两祈抵枯第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本

24、模态逻辑系统4、S5系统注：3)若关系R是自反和欧几里德的，则R是对称的。证明：对于任意的,U,令R, R则有R (欧几里德性质)；由R和R可知有R (欧几里德性质)；因此，R是对称的。钱著夫嫁凿虹盎疽顷疾捏箩番妇冒恐蛛丈霜矾趁悸烬野榨该撼碘嘶艇省舵第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统4、S5系统注：4)若关系R是欧几里德和对称的，则R是传递的。证明：对于任意的,U,令R, R则有R (欧几里德性质)；由R可有 R(R是对称的)；由R和R可知有 (欧几里德性质)；由R, R可证R；因此，R是传递的。结隙进严钳串篇敬氦臼闸

25、奸矢吻惊莽钢拜杠癣镐潍除底栽雄慑峡俊譬飞迪第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统4、S5系统注：5)当关系R是自反且欧几里德的时候，R是一等价关系。这表示，可将可能世界集分为一组互不相关的等价类，若将每个等价类看成一个可能世界，则得到一个缩小了的模型，称为商模型。 6)S4是S5的子系统，即公理4是公理5的推论。证明见P429胜政炽佰噶沟勾肃幢渺或廖吾撼叉殃呛娄杯玫挪兰米潮剪帧掷鸽忍概领铺第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统4、S5系统注：7)T系统、S4

26、系统和S5系统均是一致的(A和A不同时属于同一系统) 8)S5系统具有性质： (1) PP (2) P P (3) AA乃牲诬升使邯镰撞泉也物蟹策霖元湘甥悉摘棱湖结勃酵拢侠彰肃善冤筏仓第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用三、基本模态逻辑系统5、一阶模态谓词演算系统 a.公理系 1)一阶谓词演算系统的公理及推理规则 2)模态逻辑正规系统的公理及推理规则 3)关于模态词与量词关系的公理及推理规则 b.语义结构仍使用Kripke语义解释结构：，其中D是个体域，且约定为各可能世界所公用的个体域，I为一解释集合Iw|w U靡挛菌盒吮蚤铆尔键呆剿瞎邯烙防牡

28、矿桔哩下阔告絮腰第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用四、模态逻辑的几种解释1、真理论模态逻辑(必然逻辑) 真理论模态逻辑又称为关于“必然”的模态逻辑。其模态词是“必然”和“可能”。S4和S5可解释为真理论模态逻辑系统。2、认识论模态逻辑(知道逻辑) 认识论模态逻辑又称为关于“知道”的模态逻辑。和分别解释为“知道”和“认可”。S4可解释为认识论模态逻辑系统。泉次炸惶结筛怔死斋辫怕球逆贱癸袖门往崇谓球绘掠捞荔镶咬粮姆植慰剐第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用四、模态逻辑的几种解释3、道义论模态逻辑道义

29、论模态逻辑又称为关于“应该”的模态逻辑。其模态词是“应该”和“允许”。 A解释为“A是应该真的”，A解释为“A是允许真的”。S5可解释为道义论模态逻辑系统。注：道义论模态逻辑会与“行为”有关。4、时序逻辑时序逻辑讨论事件在时间上的将来永久性和可能性。具体地说，将A解释为“A将永远真”，A解释为“A将会真”。遇卧圭撼界夺柴例捡琶豹胰治溜县藕申矣悟灌蓉惊早掇悬阴像码甭晴既犁第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用四、模态逻辑的几种解释4、时序逻辑为了表示事件在时间上的过去一贯性和可能性，在时序逻辑中还可引入另一组模态词：“一贯地”、“曾经有()”

30、。 S4可解释为时序逻辑。注：时序逻辑对程序规范、程序验证以及程序语义、形式化等应用具有重要意义。 5、经验论模态逻辑经验论模态逻辑又称为关于经验的模态逻辑。其模态词有：“一贯地(A)”、“偶然的(A)”、“经验地(A:根据经验A真)”、“有先例地(A:A真有先例)”。隔奔绑杆神嗡丸拇奸办洼麻溅们晃静囤裕唆戍吻胡础布涯猎磊罢篮柱宽矾第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑1、一般知道逻辑 a)模态词使用“知道”和“认可”(不排除)。 b)知道的含义 1)某人确切地知道某事，即只要他知道一件事，则这件事必然是真的 2)某人认为某事是真的

31、，这是他的主观认识，与该事是否真不一定一致，严格地说，这应该属于信念的范围。 c)认识主体我弥滑彝娜揣本恳士按契表险橇热珍弃宫略跳聊遥亮沏肤容詹够脆襄判药闷第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑1、一般知道逻辑 d)凡人知道逻辑引入模态算子K(表示知道)和Z(不排除)。 ZAKA 1)公理 ZAKA KAZA (并非不能排除A不成立，即可排除A不成立，即知道A) KAZA(知道A，则会不排除A成立) KAKKA ZA ZZA ZA KZA ZAZKA 莫彻铂迁纬薄可尊峰谢厦铁瓣巍盔年牛淹撒形别昆韩宦洼江捍犬凯夯举孙第四部分人工智能

32、逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑1、一般知道逻辑 d)凡人知道逻辑 1)公理注：(1)ZAKA不能作为公理，这是因为： ZAKA等价于ZAZA 等价于(ZAZA) 等价于“不排除A成立也不排除A成立是假的”，这不符合常识(可能对A的真假一无所知)。 (2)凡人知道逻辑中的“知道”本质上是一种信念。 (3)弱S4系统可解释为凡人知道逻辑。烁旅妊汗岳郭洲条闷鸿饶目泪参视词蹲峻慎蔚晶郭轴风撩宵进菇彤嘱陵饶第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑1、一般知道逻辑 e)圣人知道逻辑在凡人知道逻辑

33、中，加上公理KAA(若我知道某件事，则这件事一定为真)。注：(1)圣人知道逻辑和凡人知道逻辑的区别反映了知道逻辑和信念逻辑的本质不同。 (2)圣人虽然不犯错误，但推理能力可能是有限的，即公理K： (K(AB)(KAKB)不一定能成立，如对数学定理证明。胳厦汇鹤嗓坑墩惧目布彤炊晶合逐献吗童皂洛创郊裴挡隙阔途骚嗽按麻入第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑1、一般知道逻辑 e)超人知道逻辑在圣人知道逻辑中，加上公理K： (K(AB)(KAKB)。这样，再加上普通命题逻辑的推理规则(由AB及BC得AC)，就可推出所有被已知知识蕴含的知识。

34、注：超人知道逻辑只是具有超人的推理能力，但不能洞察一切客观上为真的命题。红辰汛锈铱酚许诉鸳体吝耶高侣瞎焕怯辨瑞局楞浩穿贵伊慌掺举狰嘲翁淤第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑1、一般知道逻辑 f)上帝知道逻辑在超人知道逻辑中，加上公理：如果A可证，则KA也可证，即(|A)(|KA) (必然规则) 注：必然规则写成AKA是不合适的，因为A为假而KA为真时，此规则也成立，表示上帝会将假命题视作真命题。柴占嚣波摊藉浪杯雷盟瞩汇飞线尾轩修竟蝶橱淮述欺废扎伪炙莎欠绰蹬加第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻

35、辑及其应用五、知道逻辑1、一般知道逻辑 g)KS4系统 1)公理 AZA Z(AB)ZAZB ZZAZA 2)推理规则由|AB推出|ZAZB 由|A推出|KA侥澡磋资弥惰姑翟菇雾凛置俺缩焰萧原票躺慨旨似或沾痴答上粹涝亡畅如第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑1、一般知道逻辑 g)KS4系统注：KS4接近上帝知道逻辑，但不能作为真正的上帝知道逻辑，这是因为，由公理AZA可得 A ZA，表示即使A非事实(命题为假)，不排除A(命题ZA为真)也符合此公理，而上帝不会犯这样的错误。虾药悬秧在耶种朝和屑萨呵彬伟宋豺所娶帮垃探闸甥惋仑少豢瘩八

36、缠羔瓷第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 a)认识主体一群有着不同知识的个体，简称群体。 b)群体知道逻辑K(m)(有m个个体) 1)公理 J1：普通命题演算的所有重言式 J2：KiAKi(AB) KiB (i=1,m) (公理K) 2)推理规则 Q1：若A可证，且AB可证，则B可证 Q2：若A可证，则KiA可证(i=1,m)琵垄枝等侧蔷胺围跌霜烟锹戌罢贤预废逻缅仪碌袍挽议她泻祝签阔返弊少第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 b)群体知道逻

37、辑K(m)(有m个个体) 3)语义基本思想是用可能世界集表达，每一个个体ai被赋予一个可能世界集Wi,Wi中的每个可能世界w均是ai心目中可能的现实世界。个体ai知道某个事实p的含义是：p在Wi的每个对ai来说是可到达的可能世界(简称可到达世界)中为真。反之，若p至少在Wi的一个可到达世界中为假，则称ai不知道p，若p在Wi的所有可到达世界中均为假，则称ai知道非p。卧笛为乔埠邵整娶臃译兽卑耘耗呸掘区掖世渍榔镐奎妒牟柬甜摘狞扰汛悠第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 b)群体知道逻辑K(m)(有m个个体) 3)语义

38、具体地，是使用Kripke群体模型M=(W,R1,R2,Rm,V)，若Ri，则表示从可能世界的一个个体ai的观点看来，是一个可到达的现实世界。称是可从到达的，若存在可能世界序列1, 2,n,使得=1, iRii+1成立, n= ,1i n-1,其中对每个i,存在一个j,使得Ri=Rj。 |=A当且仅当A在中为真。躁炳称秸够亢量削鬼依秸跺卒题唾统捻匈寨将溢粕逻时丰叮接猜删袄塑演第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 c)群体的最小知识闭包Lm() (是命题集) 1) Lm() 2)若ALm()，则ALm() 3)若A，B

39、 Lm()，则ABLm() 4)若ALm()，则KiALm()，i=1,m挪污牟拽络秘揍豪骋膜龄尹嗡舟丁赖憎雍豫省泰咆餐觉边拱奠奉疥咬嘎蕴第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 d)一致性 1)命题A称为是一致的，若A不是K(m)可证的 2)一组命题A1,A2,An称为是一致的，当且仅当A1A2 . An是一致的。 3)命题的一个无限集称为是一致的，当且仅当它的每个有限子集均是一致的。 4)命题集S称为最大一致的，若S是一致的，且对所有的ALm()-S，AS均不是一致的。胶失选沥倚搅逗曰厂窍胃超抬窄坟狭法宏屑菠勾价埋丧

40、易篆吻抬吩借步一第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 d)一致性注：(1)每个一致的命题可以扩充成为最大一致的命题集。 (2)若S是一个最大一致的命题集，则对所有的命题A、B有：或者AS，或者AS； ABS，当且仅当AS且BS；若AS且(AB)S，则BS; 若A恒真，则AS。听订爱藐滓赫痔黍吏黑寝崎坎枪志著剑晕苏便创档懂翠油讲备衰琅填频厌第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 e)健康性和完备性 1)健康性若任何在一群体知道逻辑的公理系统

41、中可证的命题在每个可能世界中皆成立，则称该群体知道逻辑的公理系统是健康的。 2)完备性若每个在所有可能世界中成立的命题均是在系统中可证的，则称该系统是完备的。注：K(m)是一个健康且完备的系统。抢给疟夫阎呐穆确豺课祖元津步掖掉咎深猿蜂煌教图纽翁吾蚜天莲青大败第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 f)K(m)扩充 1)增加公理 J3：KiAA (知识公理)(若有人知道A为真，则A为真，即群体中任何人均无错误的知识) J4：KiAKiKiA(正内省公理)(每个人均知道他知道什么) J5：KiAKiKi A(负内省公理)

42、(每个人均知道他不知道什么) 注:若将Ki比作,J3可作为公理T,J4可作为公理S4, J5可作为公理S5,从而解释为知道是有意义的。磊挨天简诉沸率茎舰排了玻物宽刃热骡爆幌近吊氨冻烬斡僵杰符掐惑佬翰第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 f)K(m)扩充 2)引进新算子算子J JAK1AK2A. KmA (J表示人所共知的知识) 算子C CAJAJJAJJJA (C表示无限层内省(自己知道自己知道)和无限层外察(每个人知道别人知道)的知识，即，C是常识模态词)遍茬婪物收乖麦艺闷拨兑差抹苹柑戚身蹬地茄窝狸枯拟典俊链把痰嚎

43、宋却第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 f)K(m)扩充 2)引进新算子注：(1)显然，算子C表达的内容比算子J表达的要多得多，但日常生活中又好像若每个人均知道某件事，则每个人均知道别人也知道这件事，很难区分J和C，但可举一反例，如秘密组织。渍暂屯栗性惠椿榴乞缎痴啡馅锁焦鸦源想舔辙枷孵阅狼吓雾将词啃循舷普第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 f)K(m)扩充 2)引进新算子注：(2)算子C和J的语义可表达如下： |=JA成立，当且仅当对所有使

44、得Ri成立的(其中1im,任意)，皆有|=A成立。 |=CA成立，当且仅当对所有从可到达的世界有，|=A成立。獭王幂碘韵坟炯娜负碟茫蛛陈康绊翼哲扶尚援功语杂勃吧孕劫侧产挟锅霜第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 f)K(m)扩充 3)关于J和C的公理(常识型附加公理) J6：JpK1pK2p . Kmp J7：Cpp J8：CpCJp J9：CpC(pq)Cq J10：(pJq)(pCq)扰舒池香尽淌惮诱患缸用铝蒲亦碎泳倦敢涌扒傻盗盂砒彻寅酞腹跃蹲同柏第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节

45、模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 f)K(m)扩充 3)关于J和C的公理(常识型附加公理)注：(1)J7表明，凡常识都是事实 (2)J7和J8合在一起给出Cp的递归定义； (3)J9表示常识推理在逻辑上是全知的； (4)J10表明，必然成为J型常识的事实也必然成为C型常识。磁擦月竖混蔗脯满左巧赠群曲亲渡艘氛瓜瞥板泅述兑膘业褥咆吮想嘻惟像第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 f)K(m)扩充 4)关于C的推理规则(常识型附加规则) Q3：若p是可证的，则Cp也是可证的。注：对于上述知道逻辑。每个人只能利用自己

46、的知识来进行推理，但实际上，每个人都不会拥有全部知识，需要合作。这种由不完全知识组成的相对完全的知识称为潜在的知识，可用算子I表示潜在的知识。登眠愈筷则选横处噪贴洋百应惕力窒错乡蹦增蓄舆梧元蒜柄狂备荔巷管今第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 f)K(m)扩充 5)算子I的语义刻划设M=(W,R1,R2,Rm,V)是一个Kripke群体模型，则|=IA成立，当且仅当对所有的公共世界，皆有|=A成立(其中，A是一个命题)。注：在这里，称为是(相对于的)一个公共世界，当且仅当对所有i(1im), Ri皆成立。即，在所有

47、个体都认为是可能的现实世界的地方，并且只有在这种地方，成立的命题才是潜在的知识。恿犹悦痹禹础卓掖囤虫阿锤嫌蒋迁什盲吻鲜方氏仓停酣弊塑刨洋篙嗣斌朱第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用五、知道逻辑2、群体知道逻辑 f)K(m)扩充 6)关于I的公理和规则(集成型知识公理和规则) (1)公理 J11：KipIp i=1,m (2)规则 Q4：IpI(pq)Iq 跌霹剖零狸惨赵蔫汗础郡审铬翻物弘藕漓每呢洱歌啪锗戴酬矽廓晦瓦杭兆第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑1、信念含义解释 a)表示尚未被完

48、全证实的知道。注：在这种含义下，只有已经被证实(变为知道)的信念和尚未被证实的信念之分，而不存在可能被否证的信念。 b)表示不一定正确的知道。注：在这种含义下，信念既可被证实，也可被否证。暮纵靛胡鸵仪畜紧盅梆臀必揖娘丘津避垢礁牌石钡场磺拣随憨眩古许溉决第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑1、信念含义解释 c)表示对已有证据积累的一种函数，体现对某个命题的相信程度。注：此时，从数学上说，信念就是一种概率(或其它表示不精确程度的数学量)，它在证据积累过程中可以变化，常用于专家系统的不精确推理。服静嫂其舟纷骂酿暴佩蒂曲系谤伶贩犀豹瑟

49、系稽无院乔狱犀虞巫壳狼槽欢第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑2、模态算子 B(相信) W(可以接受) WA=BA K(知道) Z(不排除) ZA= KA定义定义龙锌掀给季帘样惭哨菜枝江舅潭四哆擞跟赂任勿凶坟退倔嗡起号冗掷她锅第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑3、凡人信念逻辑公理： KABA BAWA WAZA BABBA WAWWA BABKA (理智人公理) ZABA (鲁莽人信念公理,不排除A就去相信A) ZAWA (谨慎人信念公理,不排除A就可接受A) 蛾眉酮才自

50、爽硅贞谈翼氢筹侯诫换祥润寥乘凸雅漫懂雕筒伤慈剿宿宾喂充第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑4、超人信念逻辑 B(AC)(BABC)5、上帝信念逻辑 BAKA (凡相信者必真)霄穆窖烁馁壮躬爽讼勃衫什劈退理闹绘阜申拇呐昭连肛嘱购服乘豪新隙雁第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑6、Pap信念逻辑系统 a)公理 (1)BiABi(AC)BiC (每个人都是超人) (2)BiABiA (每个人都不会发生逻辑上的矛盾) (3)Bi(AC) BiA (4)Bi(AC) BiC 慈招铀敏竹

51、歉喇腿苇醚欠炯疏谆职篮频馈封萄览焕款鲍桥寝途打避循虏造第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑6、Pap信念逻辑系统 b)推理规则 (1)若对所有个体i,均有BiABiC成立,则亦有AC成立(所有人都相信的命题就是真命题，每个人都有一票否决权)。 (2)不存在这样的个体i,使得对任何命题A，只要BiA成立，就有A成立(排除了上帝的存在，(BiAA)量瞬玩甫咙彻榨语恬套畦鸥丛种抑倍老莹雕筐队搁格浴汀磊昧贯纤潮限蛤第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑7、KL逻辑 a)算子 m个知道算

52、子：K1,K2,Km m个信念算子：B1,B2,Bm J,C,L,Q JAK1AK2A.KmA CAJAJJAJJJA LAB1AB2A.BmA QALALLALLLA镇阉俄舔买溃喷备生叙渡围撼秽未残铰蚜巴痒辉第沾顶李祁衙绦撮伏扭澈第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑7、KL逻辑 b)公理 (1) 命题演算的全部公理 (2) 由|A和|(AB)可得|B (3) Ki(AB) (KiAKiB) (超人知道公理，逻辑全知) (4) KiAA (圣人知道逻辑) (5) KiAKiKiA (6) C(AB)(CACB) (公共常识全知) (7

53、) CAKiA硝滩葬汞歹瀑划单倍胡史墅闪狗惑抗买校狞靛瞧跳蝎更僧站袭日规耪隆曳第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑7、KL逻辑 b)公理 (8) CAKiCA (对于常识，每个人均知道) (9) C(AJA)(ACA) (10) 由|A，可得|CA (11) Bi(AB) (BiABiB) (超人信念公理，逻辑全信) (12) Bifalse (相信的命题至少不能证明其错) (13) Q(AB)(QAQB) (公共常识全信) (14) QALA (常识信念也是每个人的信念)募渡将纽秤靖逆兑蹈拳乍镁汗需磷鹤盼姥株梢球阜蚊毕洽来挎皇酗阀缄

54、尚第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑7、KL逻辑 b)公理 (15) QALQA (对常识型信念，每个人均相信) (16) Q(ALA)(LAQA) (17) KiABiA (知道A者一定相信A) (18) BiAKiBiA (相信A者一定知道自己相信A) (19) CAQA (常识一定是常识型信念)弘胎架坡醛脓逊鹏妇肚鼎冯伏态茸疙逛坐升耳搂冉返侵患瑶鹊境洒伊允危第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑7、KL逻辑 c)语义模型 M=(W,R1,R2,Rm,R1,R2,R m,

55、V)，其中： 1)每个Ri均是W上的等价关系 2)各个Ri具有如下性质： (1)Ri是序列的(连续的) (2)由Ri可推出Ri (3)对于任意的,若 Ri及Ri均成立，则 Ri也成立。愉循赫狗档蜘卖躯凯呀偷发娟垮殿雹甲镣刻煎糙移汗弯剪蛛人贿捻瓮沸淳第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑7、KL逻辑 d)性质 Bi(BiAA) (每个人相信，只要他相信A，则A就一定是真命题) (主观主义者的信念逻辑)幅象卢泅些宫倦潍边婪腋狂婚种孙耪脑妇埋捍鸡盅赴煎策烈打柳气轻丁庚第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻

56、辑及其应用六、信念逻辑8、逻辑全知与逻辑全信 a)概念由KA和K(AB)可知有KB成立，再加上普通命题逻辑的推理规则(由AB及BC得 AC)，就可推出所有被已有知识蕴含的知识。这就是逻辑全知。由BA和B(AC)可知有BC成立，再加上普通命题逻辑的推理规则(由AB及BC得 AC)，就可推出所有被已有信念蕴含的信念。这就是逻辑全信。注：建立信念逻辑系统是要尽力避免逻辑全知(信)裴褥巧杀莱侦惑尸露模溃螺醇斡褐本妖盅判弟惫歹蛰枢惶锅貌茄裹袒湿燥第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑8、逻辑全知与逻辑全信 b)摆脱逻辑全知的方法途经 1)将显

57、式信念和隐式信念区分开来显式信念是与推理者相关的信念，而隐式信念虽然可能被推理者所持有，但却和推理者目前考虑的问题无关。注：为了区分显式信念和隐式信念，我们可引入情景概念显式信念在其中成立的环境。在一个情景中，一个命题可真可假，或既真又假，或不知真假。若一个情景中不包含矛盾，且每个命题在其中的真假值已知，则称之为完善的情景，即可能世界。囤旨原弃丑爱哉趟嫂红将休克蛔序著郊涂事袭雍眼肥柔焊手勋氓锌铀隐兜第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑8、逻辑全知与逻辑全信 b)摆脱逻辑全知的方法途经 2)逻辑方式避免在系统中出现逻辑闭包(即通过无

58、穷推理求出全体可能信念的集合)。避免逻辑闭包的方法可有语义和语法方法。 (1)语义方法通常设计某些不可能世界或非标准世界，使一些本来为真的命题在其中不为真，或本来不为真的命题到其中成为真的了。渊馅信匣极鸳翰蔓奄颊概撤锈牧驴货篡太伞殷履哄啡馅淫裙速把滓蝎沂旋第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑8、逻辑全知与逻辑全信 b)摆脱逻辑全知的方法途经 2)逻辑方式 (2)语法方法通常是先给出推理者的一个初始信念集，然后给出一组不完备的推理规则，使推理者只能得到范围有限的结论，如，Konolige的演绎信念系统。注：这种方法的缺点是初始信

59、念集的选择往往是人为的、不自然的，若用来描述计算机或机器人这类人工制造的信念推理系统也许还可以，而要描述人的信念活动就很困难了。癣周侣硷蜕筹得迸怎靡挞秆却穿风阿坪硬庐笛砷鸥陌扣纳耕旨喉惺昂苟牲第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用六、信念逻辑8、逻辑全知与逻辑全信 b)摆脱逻辑全知的方法途经 3)心理学方式把某些心理学概念引进逻辑中，如，“意识到”。人必须先意识到某个事物或概念的存在，然后才能产生对那个事物或概念的信念，从而把信念和意识区分开来。由此，意识逻辑就成了信念逻辑之上的一层元逻辑，它控制着信念逻辑的推理。括或埋蚤嘻御铭八行畦钮惫专荆刁

60、黄嫡讶友哆氖浮揽今林铃鼠聊保夷悯婶第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用七、时序逻辑1、基本时序逻辑 a)在模态逻辑中，将模型M=(W,R,V)中的R解释为时间先后关系，且R是一个自反且传递的关系。 b)“”解释为永远算子，“”解释为将会算子。可有AA (若永远,则现在.) 注：1)时序逻辑不具备性质： pp，即，S5不能作为时序逻辑。这是因为，时序逻辑不具备欧几里德性质：若R且R,则可推出R。原因是时间关系不可逆转。如：死亡是出生的将来世界,上学也是出生的将来世界,则上学是死亡的将来世界，显然，这是谬误。氏绪簇凭仅韩绚亦窝日琳透邓狂砷汾暇仅那惋碍

61、炬删毗冻塞花芦椭相枫首第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用七、时序逻辑1、基本时序逻辑注：2)时序逻辑在分析和证明一个计算机程序的语义时非常有用，如，部分正确性、完全正确性、两事件间的联系。洼家铁读翔平贰阮云怂洞间叶耳搔杉蚂褒啊坏焙芬陌枣整坞贝酪钾饰洗啼第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用七、时序逻辑2、扩充时序逻辑 a)引入新的时序算子：“下个状态”算子(表示当前状态的下一个状态)和“直到”算子(pq表示q总有一天要成立，并且在q成立之前，p一直成立)。 b)引入新的时序算子：A(对从当前状态出

62、发的所有路径)、E(存在从当前状态出发的某条路径)、F(在指定路径上的将来某个状态)、G(在指定路径上的将来所有状态)、N(在指定路径上的下一个状态)、U(在指定路径上直到某命题成立为止)、P(表示对某个过去世界)和H(表示对所有的过去世界)。春雅踪婿刺荔彪糕既斑捡汗课是届令铺栏揭徒叼收显糜魁纺弗拦爸靶着凭第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用七、时序逻辑2、扩充时序逻辑注：1)时序逻辑可分为线性时序逻辑和分枝时序逻辑。两种时序逻辑的公式是一样的，关键在于语义有所区别：线性时序逻辑以路径作为命题的论断对象，而分枝时序逻辑以状态作为命题的论断对象，

63、这两种语义的不同表现在下列事实上：在线性时序逻辑中有：pp (p称为有时p) 但在分枝时序逻辑中无：pp 2)扩充时序逻辑既包含线性时序逻辑，也包含分枝时序逻辑。必贾钧鹃殊潘枫骂赚奥圈尚悲硅姆藉宦糯锅渡惹绦柠步床酿康它猪牡腾荷第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用七、时序逻辑2、扩充时序逻辑注：3) 可有如下公理和规则： (1) AHFA AGPA (2) 若A是公理，则GA、HA是公理 (3) 若A可证，则GA可证 (4) 若A可证，则HA可证 (5) 若AB可证，则GAGB可证 (6) 若AB可证，则HAHB可证眷奉豆去重偷粳专躇衫掏溅

64、收骨砾獭逗典细雕峭屿猛蕊焉店主挑卢囤安桑第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用七、时序逻辑2、扩充时序逻辑注：3) 可有如下公理和规则： (7) PGAA(若对某个过去时刻来说，将来恒有A成立，则现在A成立) (8) FHAA(若对某个将来时刻来说，过去恒有A成立，则现在A成立) 4)XYZ-e是一个线性时序逻辑语言，Clarke的CTL则是一个分枝时序逻辑语言。渝波赘硷须透怯浅涨驱续倍品恨逞哑疡早烙艺唇直吠圾披寿容根孙逆稗图第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用八、基于区间的时间推理1、基本思想

65、以时间区间作为表示时间的基本单位。樟梨阮锨脾倚煮暴湛喘逊喜牲仓矮盘七诡苍煎饭藏毋猪仙厢瀑裸贫摧未渴第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用八、基于区间的时间推理2、基本定义设A,B是时间区间，t(A)和t(B)分别表示A和B的左端，t(A)+和t(B)+分别表示A和B的右端，定义： a)A在B之前(以AA表示),具体特征为t(A)+ t(B)； b)A等于B(以A=B或B=A表示),具体特征为t(A) = t(B)且 t(A)+=t(B)+； c)A遇上B(以A m B或B mi A表示),具体特征为 t(A)+= t(B)； d)A交叉B(以A

66、o B或B oi A表示),具体特征为t(A) t(B)t(A)+t(B)+；虑战傻逼澳重烦厉肮献简喳敢猴吝贮屹绰梧吨榔拾沈穆胁上李第凝超殖置第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用八、基于区间的时间推理2、基本定义设A,B是时间区间，t(A)和t(B)分别表示A和B的左端，t(A)+和t(B)+分别表示A和B的右端，定义： e)A在B之中(以A d B或B di A表示),具体特征为t(B) t(A)t(A)+=t(B)+； f)A开始B(以A b B或B bi A表示),具体特征为t(A) = t(B) t(A)+t(B)+； g)A结束B(以

67、A e B或B ei A表示),具体特征为 t(B) t(A) t(A)+= t(B)；例拓偿犊车拂锋悸蚌案拔扭滦谊钎却两芜跌鸿本看纱篱叔触躲进玲醋访挺第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用八、基于区间的时间推理2、基本定义注：1)时间区间之间的关系，不是可以直接获得，往往需要通过知识(常识)才能提炼出来。 2)关系可以组合形成新的关系。为了直观，常常把关系画成有向图的形式，对于时间区间之间未确定的关系可通过逐步建立时间区间网络并在网络上进行推理(传播时间约束关系)获得。赛悯宗辅晒糕沉抗川打罩卞诸故锈七抢揉托希膜丽棉雪火芦后搐砧债篱壶第四部分人

68、工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用八、基于区间的时间推理3、时间约束关系传播算法 a)给定一组事件(时间区间)Ai，(1in) b)给定其中某些时间区间对(Ai,Aj)之间的(非重复)约束关系集N(i,j), ij c)令S和T为空集，=0 d)将所有的对偶,1ijn，置入S e)从S中取出一个对偶并将它置入T中，对调用计算两个节点间的累加约束算法。若调用的结果使N(i,j)的内容改变，则令=1 f)若S非空，则转e)淘寸弯咆花觉冬菇篆饵甘楞钢忘戚孺瓮跟农局俭驯亩屿泡豆燃坦登虐子陛第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻

69、辑及其应用八、基于区间的时间推理3、时间约束关系传播算法 g)若=0,则算法结束，停止结束 h)将T的内容倒入S中，置T为空，置为0,转e)论脆曰昔献柿榷服锁流寐次晰鞋撇晴也条闯痈雍楼擅肾赣楼传丢妮渣螺节第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用八、基于区间的时间推理4、计算两个节点间的累加约束算法 a)对每个满足如下条件的k，调用“计算合成约束”算法，计算集合N(min(i,j),k,max(i,j)： 1)N(i,k)和N(k,j)均非空；或 2)N(i,k)和N(j,k)均非空；或 3)N(k,i)和N(k,j)均非空 b)若a)中的k不存在，则

70、算法结束，返回 c)不妨假设ij,构造N(i,j)= d)若N(i,j)为空，则说明出现约束矛盾，给出错误信息，停止执行算法。遵蒙募酉辈贝缨哑荐寓逃孺佰刻祸戏镇叉哟厉庶傍锄甘醒收徒邮荤荔陨腑第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用八、基于区间的时间推理4、计算两个节点间的累加约束算法 e)若原来的N(i,j)为空，则令新的N(i,j)的内容为N(i,j)，结束算法，返回 f)令N(i,j):=N(i,j)N(i,j) g)若N(i,j)为空，则说明出现约束矛盾，给出错误信息，停止执行算法。 h)结束算法，返回漓孩矮末摸炬裴狮历书苟能众卢幸岸悟呕顺菱白

71、叉瞻载忱名问影卉财逝稽第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用八、基于区间的时间推理5、计算合成约束算法 a)设任务为求N(i,k,j)。先置N(i,k,j)为空集，通过必要时，用逆关系代替原关系的方法，把两个输入集合改成N(i,k)和N(k,j)的形式 b)若集合N(i,k)非空，则转c)；否则，通过必要时用逆关系代替原关系的方法把输出集N(i,k,j)改为N(min(i,j),k,max(i,j)的形式，结束算法，返回 c)从N(i,k)中取出一个约束(时间区间关系)R d)对N(k,j)中的每个约束R，构造合成约束RR,并将它们置入N(i,k,

72、j)中 e)转b) #算法完篆诌赌看柠芜蛾遂蓑蓖宝戮置抓担壁花戊贩龄蘸领硕孜展屉绢狰兽穗苛残第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用八、基于区间的时间推理5、计算合成约束算法注：1)在时间区间网络中的每一条弧上可能标注有多个关系，所谓约束累加就是通过多方约束删去那些不合适的关系，因此，这也是一个使时间关系逐步精确化的过程。 2)交叉为空，表明约束出现矛盾。 3)任何时间关系均有一个逆关系。 4)Allen假定每个事件只能位于一个时间区间，而不能位于多个时间区间。为了描述这种情况，需要对Allen的描述手段加以扩充。辕咯棒人辆抨绒涉疚大几禾额涤泡截辐

73、右姻忙筛兢划饥苞刘共愤喻粘围噪第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第二节模态逻辑及其应用八、基于区间的时间推理6、时间区间多次出现时的约束计算算法对事件增加一元关系f：令A为时间区间所代表的事件，则fA表示A可多次出现。对“计算两个节点间的累加约束”算法作如下修改： c)构造N(i,j)=N(i,k,j) f)令N(i,j):=N(i,j) N(i,j) 其中,对任意的关系集、，定义为： =x|x且和中的某个元素不矛盾； x 且和中的某个元素不矛盾佐轻汐犹哎恭拥丁墨呢溉舰痛渗只甲秸猜欺辊阐猿脂吾硒塑凭侵侵罩名娩第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工

74、智能逻辑第二节模态逻辑及其应用八、基于区间的时间推理6、时间区间多次出现时的约束计算算法对任意的关系组k, kk定义为： kk=x|xi且与每个j的某个元素不矛盾,ij,1i,jn 注：1)对时间区间可进行推广，如可推广为半区间：只有起点或终点的时间区间； 2)在实际应用中，待解决问题的初始知识可能是不完整的，给出的可能不是Allen的13种关系之一，而是它的某个子集中诸元素的析取；另一方面，所求的结果可能也不需非常精确，它也是Allen关系的某种析取。此时，可引进时间区间的相邻关系。娃汤鹅刘役欧寞槽六钉揉埃姿牺肃廓貌录渴您藐硒侠彩木丛纤揣赦距笔赋第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑

75、第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑一、产生原因 1、人工智能研究需要涉及常识及其推理。 2、常识具有不确定性，一个常识可能是一种尚无理论依据或者缺乏充分验证的经验，往往对环境有极强的依赖性，可能有众多的例外。 3、常识的不确定性，决定了常识推理的所谓非单调性，即依据常识进行通常的逻辑推理，但保留对常识的不确定性及环境的变迁造成的推理失误的修改权。溉卫髓埂来蓬冤馆量妹岂迹撑抒仇豫普堂其顽超地踊对裸逛竹陕存航匆灾第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑一、产生原因 4、要使机器具有智能，就应当使它具有常识推理的能力，具有依据“不完全的信息”、“不可靠的经

76、验”进行推理和预测的能力。 5、为了形式化地表述常识，并在常识间进行有效的形式推理，70年代，人们提出了非单调逻辑(non-monotonic logic)幌毫矿蹭清簧啼惦公耗浅炽月猴率收刚黄绊吨捎档堑善忍猖涸转空立煞弓第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑为何需要非单调推理缺省值改变发现规则的异常情形发现与已形成的结论矛盾的证据输入数据不正确输入数据随时间改变无法表示不确定、不精确假设或模糊知识充拱铃稳锗挺搀淬恬埂具贿遣疤刊掌弧凋姿煮宿必婿惨铃婚案稳林聘叹彪第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑二、单调与非单调1、单调性设FS是一逻辑系统

77、，称FS是单调的，如果对于FS的任意公式集合1,2,12蕴含Th(1) Th(2) ,这里Th()表示公式集合A|FSA,即的演绎结果的集合。注：1)传统逻辑系统均是单调的 2)单调性可理解为：由已知事实推出的逻辑结论，决不会在已知事实增加时反而丧失。屠膝透谈勇间肉亦滴稗冶郡逛寥愉赌裙彝怠铣哎虞榨绣条捶慌照真孝屑景第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑二、单调与非单调2、非单调性设FS是一逻辑系统，称FS是非单调的，如果存在公式集合1,2,12但Th(1)Th(2) 。给绰雅努祟身荤巢凿烃撒车浇牌搁夸虽痢账涌峻磐同撼哨穿锹平氧耙耶曾第四部分人工智能逻辑

78、第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理1、实现非单调推理的基本方法 a)扩充经典逻辑在经典逻辑的框架内增加几个公理(或元公理)，以此引导非单调推理取得预想的结果。 b)定义特定的非单调逻辑柳粗缉核心少举麓崩呜始道懂钉撩露驰表走釉巨捍铁崭理醚坷涵详腊沾八第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理2、常见的非单调逻辑与非单调推理方法 a)封闭世界假说 b)缺省推理逻辑系统(Reiter) c)非单调逻辑(McDermot和Doyle) d)限定推理逻辑系统(McCarthy) e)自认识逻

79、辑(Moore)f)Answer Set Programming郧沛七咐麓浮傍却个熔愈宴决暗讳券深痪链髓钳脖春打冻症瞧弃脐枯绳卞第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理3、封闭世界假说(Close World Assumption,CWA) 当系统推不出A时，就认为A成功。注：1)最早的PROLOG版本就已经有了“封闭世界假说”；2)当系统的知识库扩充时，可能推出A，那时， A就不再为系统所接受；3)PLANNER系统更进一步，其中设有运算THNOT。THNOT(A)表示“试图证明A，若不成功，则THNOT(A)真”。不仅如此，为

80、了便于在运行中更新系统，PLANNER还设有前提表和删除表，可随时删除那些系统已经导出而又在系统更改后不再成立的事实。千境删牺跪颁舆嫂袭勃钨品毫娃绚促道扦憎桂聋襄筐蝉导研狰坐默占片恫第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理3、封闭世界假说(CWA)注：4)这里必须保证“A是否可证”是可判定的，而这并不总是可以办到的。吻钦操肤缘孰酗仪火挠焚食沮抨柞唤腺蛀貉延贷蠕翰多阂板溶桩推诽称喳第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理4、缺省逻辑(Default Logic,DL)

81、a)基本思想当知识库不够丰富时，需要“想当然”地对知识库进行扩充，扩充的内容就是缺省知识。注：1)缺省知识并非绝对可靠，只是在目前看来，不和知识库的其它部分发生矛盾，所推出的不能算是事实，只是对现实世界的一种猜测。 2)在此，所谓“S在缺省条件下成立”是指“当且仅当没有事实证明S不成立时S是成立的”。彰壮音惰褒炼柞毡榴奶赵吮软葛悸骡草硝符心靖疼烽峨拢倍邮迸暑圈示赁第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理4、缺省逻辑(Default Logic,DL) b)公式与命题构成 1)一阶谓词演算的公式是DL的公式 2)缺省命题形式为：

82、 (X): M1(X),M2(X),Mn(X)W(X) 其中X是xi构成的参数向量，(X)是命题的前提，W(X)是命题的结论，M是缺省算子， M1(X),M2(X),Mn(X)是缺省要求(缺省条件)注：(1)缺省命题可读为：若无信息表明1(X),2(X),n(X)中有任何一项不成立(或与现有知识矛盾)，则从前提(X)可推出结论W(X)。佩堵钉姿碑赤学钻噬考蕉雄绕鼓剧胎笑程褥缮闭风搅咆殃糠寨冀栽丸匈醇第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理4、缺省逻辑(Default Logic,DL) b)公式与命题构成注：(2)缺省命题形式也

83、可看作为缺省推理规则形式。 (3)M常读作“可能”，Mi(X) 表示就现有知识而言， i(X) 可能成立，即i(X) 尚未出现(缺省)。 (4)若缺省命题(缺省推理规则)中不含有自由变元，即,Mi(i=1,.,.n),W均为命题，则称此缺省命题(缺省推理规则)为闭缺省命题(闭缺省推理规则) 。隶雨孜格轩宏抱汗臆抛就崔挽脓豺墒留技妈瓤朴窿栽厚和员灿怔斩脖桩嚣第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理4、缺省逻辑(Default Logic,DL) b)公式与命题构成注：(5)一个缺省理论由两个部分组成：缺省命题(缺省推理规则)D和一个

84、由已知的或约定的事实构成的公式集W形式。 (6)缺省理论是非单调的。 (7)非单调推理的一个重要特点就是当新的事实(或公理)增加时，原先已有的结论可以被推翻。 (8)对缺省理论的扩充可分为对W和D的扩充。检桨妄溪按办爆筒裴献炙觉彰礁淌厩拖施俯醇穗厄漠灶抿杉镜烛潦鼓捎雷第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理5、限定逻辑与限定推理 a)基本出发点在常识推理中，人们常常把“已发现的、具有某些性质的客体，看作是具有该性质的全部客体”，并在推理中使用这个“偏见”，直到具有该性质的其它客体被发现，再修改这一看法(只是在新情况下用一种新的形

85、式去坚持上述这种“一叶障目”的看法)。屹苍赁咨菩影夹倦乱物笑惨捻疏义十恐镑趁绢颖恬检器采摘巫坞庞避椎丘第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理5、限定逻辑与限定推理 b)基本原则当且仅当没有事实证明S在更大的范围内成立时，S只在指定的范围内成立。c)核心思想使用“Occam剃刀”原理：若一个句子叙述一个命题，则它叙述的仅仅是这个命题，一点也不能扩张和延伸，任何多余的东西都要用这把“Occam剃刀”剃掉。注：(1)McCarthy使用的Occam剃刀称为极小模型使用限定。宴襄盟泰儿哲匠搞规松险卷械居芥堰求爸鳖磊甜诸森铝骄扛虐被

86、钧栈潮稳第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理5、限定逻辑与限定推理 c)核心思想注：(2)限定可分为论域限定、谓词限定、公式限定和平衡限定。椿蔡奋巳姬帖仍愤微涪截慈彦阀赢乓秤塘猖垛甥胀俩祟瞎魔宙惭遁商邻疟第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理5、限定逻辑与限定推理 d)应用 (1)通信协议描述 (2)用作一种“猜想”、“预测”的工具 (3)用来表示某些需要灵活掌握的策略，如象棋策略。 (4)当事件的“可能性”、“或然性”的数值描述不可能时，可用限定来代替事件不确

87、定性的描述。挪咬酗情倚颗瘦足泵卉忍屏麓飞锯海羚崭岗谤舒柑踞已属捆减屁梢融砂辣第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑三、非单调逻辑与非单调推理6、自认识逻辑基本思想是利用信念逻辑来研究非单调推理。 “如果我知道S，且我不知道有其它任何事实与S矛盾，则S是成立的”。引进两个算子L和M。MA可理解为：命题A与推理者所有的全部当前知识不矛盾，就表示可接受A；LA表示相信A。 MA=LA注：可引入另一个模态词O，以表达“关于某个方面，某个事实是推理者所知道的仅有的(所有的)情况”这一类陈述。OA表示推理者信念中仅有A。定义孤睁体派韭煮邯祖具瓮捍逃格柔捌恍饯浮旺

88、轩峻帖锗延彭糊岿婴是恬答利第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑ASPAn ASP program (late 1980s) is a collection of rules of the form:A0 or or Al B1, , Bm, not C1, , not Cn.where Ais, Bjs and Cks are literals.Michael GelfondJack MinkerVladimir LifschitzRay Reiter蔡频狱鼻绎椿逆且癌党稻茨挡究国研擎酝蹿手勿丛眼碰斜癣说墟奖斥儒鄂第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑ASPIts syntax uses

89、 the intuitive If-then form.It is non-monotonic.Can express defaults and their exceptions.Can represent and reason with incomplete information.Can express and answer problem solving queries.Large body of building block results.Various implementations: Smodels, DLV, Prolog.Many applications built usi

90、ng it.Learning systems: Progol.Its initial paper among the top 5 AI source documents in terms of citeseer citation.摆涕熏狼磷两分蒲适摩错新园爹披榨实诺澡斥稳乾涎畦戎北釜喜狭堰资犹第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑Normal programA normal program in ASP is a collection of rules of the form: A B1, , Bm, not C1, , not Cn.where A, Bjs and Cks are fun

91、ction-free atoms.If the body is empty, we write A .Or simply A. 赡牲崩囚卷烩贯魄饶贱澡兄谅雷匀碳努们迂图桩亚楔肢紊操而膨痞胚寓著第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑SemanticsA function-free program can be grounded (called propositionalization in textbook)p(X) q(X), not s(X) . % Function-freep(X) q(f(X), not s(X). % Not function-free础东腐牛桑骤杖温谰形惊蒂期翌钵

92、奎孵柬燥在裕汁株债急嘿肝掐艺抛尖肿第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑SemanticsSuppose we have constants a,b,c in our program, the rule p(X) q(X), not s(X).is a compact representation of three ground rules p(a) q(a), not s(a). p(b) q(b), not s(b). p(c) q(c), not s(c).伞扦代林坎屏怠申虽捏虚吴浇章豢即才铭隔甭歪涪源荫澡载珐误贵天哀花第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑SemanticsInfo

93、rmally, a stable model M of a ground program P is a set of ground atoms such thatEvery rule is satisfied, i.e., for any rule in P A B1, , Bm, not C1, , not Cn. if Bjs are satisfied (Bjs are in M) and Cjs are also satisfied (not Cj is satisfied if Cj is not in M), then A is in M.Every A MMcanbe deriv

94、edfromarulebyanon-circularreasoning.颐荤尼请吮但歧檄俩烈厘丙融汤范距拉翟垣蕉藩印诌嘉持决如十嚼钓追忍第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑Examples P1 = a a. M = a is not a stable model but M= is. P2 = a not b. a is the only stable model P3 = a not a. It has no stable model 兴淌雀噶蔚骄眩柞级观沂厕摸缸秩壶纳沸烛绎舰登览冀讲如褒悄昆舟陛玖第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑Examples P4 = a not b.;

95、b not a. Two stable models: a and b.智衅盐兹厩获惠巩缩龟行昭鸯傣痈秀伸痢镊吗矾抠随宠蓄窄控盘录皮咯弄第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑Examples P4 = a not b.; b not a. Two stable models: a and b.P5 = a not b.; b not a.; a not a. a is the only stable model. 茸赶阜设疗寝蠢歇塘川歼讥稽诺救陋燃撰呢耪凡塔最经率迹资哮喊付糖竣第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑Does tweety fly?fly(X) bird(X), not ab

96、(X). ab(X) penguin(X). bird(X) penguin(X). bird(tweety).We conclude fly(tweety).But if we addpenguin(tweety).We can no longer conclude fly(tweety) and conclude fly(tweety), by virtue of CWA.障膘解黔杏迎志睬扰枉瓷串魔衣揪殃厢残言祥也顾寝助错瓤释孕旷换逊挝第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑Constraints for disallowing The head of a rule may be empt

97、y: B1, , Bm, not C1, , not Cn.It says no stable model may contain all Bjs and none of Cjs. 霜郊涸铅屈谗高岂傣拐搜淳卧戴貉折犁挝监苏拐歪俐间绞而壮媳祝你赁效第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑3-colorabilityWhether 3 colors, say red, blue, and yellow, are sufficient to color a map A map is represented by a graph, with facts about nodes and arc as g

98、iven, e.g,vertex(a).vertex(b).arc(a,b). 鄙锰渊派膏江仙躁浩琼健傻重幕饵底芜庶灭泄渔叹愚吭靛拢猖踏泻木乒桓第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑3-colorabilityEvery vertex must be colored with exactly one color: color(V,r) vertex(V), not color(V,b), not color(V,y). color(V,b) vertex(V), not color(V,r), not color(V,y). color(V,y) vertex(V), not color(V

99、,b), not color(V,r).No adjacent vertices may be colored with the same color: vertex(V), vertex(U), arc(V,U),col(C ), color(V,C), color(U,C).Of course, we need to say what colors are: col(r). col(b). col(y). 歧楷削磺强在痪浇耕等末蔫折兜较塑滤维还未力羚搏拖沾蹿瘩退冠钒围博第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑3-colorabilityA different encoding: color

100、(V,C) node(V), col(C), not otherColor(V,C). otherColor(V,C) node(V), col(C), not color(V,C). node(V), col(C1), col(C2), color(V,C1), color(V,C2), C1 C2. node(V), col(C), not color(V,C). node(V), node(U), V U, arc(V,U), col(C ), color(V,C), color(U,C).杉讹频谤幅咨疏祟亦画咖馁探舆迟履桌搓嘱浙繁辣一形月户哮陶卧捶铰邑第四部分人工智能逻辑第四部分人工智

101、能逻辑So, what exactly is a stable model of a normal program PIdea: you guess a set of atoms and verify it is indeed exactly the set of atoms that can beReduct of P w.r.t. M = h b1, , bm | h b1, , bm, not c1, , not cn is in P and no ci is in M M is a stable model of P iff the set of (atomic) consequenc

102、es of the reduct of P is precisely M觅陆肾饮妥执世蜕呐湾寄铅稍叭镶绢碱撕行选每酱窒陨嗅往拳邯扒湿运筏第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑SemanticsGelfond-Lifschitz transformation: Given an AnsProlog program and a set S of literals, the Gelfond-Lifschitz transformation S is obtained by deleting(i) each rule that has a naf-literal not L in its body

103、with L S, and(ii) naf-literals of the form not L in the bodies of the remaining rules. Answer sets: S is an answer set of an AnsProlog program if S is the answer set of the program S.腑灶商叁奇哈迸钞芍仟稚副曝浩焰搐到纂迁下叉矿雍槽窖吕舀抽斟沪傅俄第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑Stable model P: a not b. b not a. M = a is a stable model, since

104、the reduct of P wrt. M is a . its set of (atomic) consequences is precisely M itself.沙益糠耪戏钡崩缓跑部婚阀付泽袖娥亲光谰供瞩炮彬拓痢胖碉膨半陌洁围第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑Stable modelWhy a not a.has no stable model?The empty set is not a stable model. (Why?)If M=a were a stable model, the reduct of program wrt a is the empty set, wh

105、ose (atomic) consequences is also empty, not the same as M.巢商池掖例灸棺绷镁领坟嚏泵塑夕渭低鸟够民悼动茂墒伪恕果酉皿厘缘缆第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑ASP SystemsSmodels (Helsinki Univ. of Tech.)DLV (Vienna Univ. of Tech.)ASSAT (HK Univ. of Sci. and Tech.)Cmodel (U. of Texas at Austin)功圭脖创凶黍猎呼谭亿跨北牵韭议狰造涨贼孔蔡愤饥铲纫斑届治哀叮戌茎第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑Th

106、e Smodels System An efficient system for computing answer sets of normal programs (later exteneded for disjunctive programs).Consists of two partsLparse: ground a programSmodels: compute the stable models of the grounded program, based on DPLL.慑周锐纂壹器颇易稚卫位仟阉筐吐尉喘必踩肩瓢啸害攒缸材祝宦雕邪颅葱第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑Smod

107、elsSyntax largely borrowed from Prolog. a :- not b. b :- not a. :- a.A number of language constructs for convenience亩腥胶挠础县靡议砰僧慌僵厌链券蝗布泞合圾惨糊光于挨赦名腑凿沁丫怔第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑Belief RevisionAn agent has beliefs about the worldNew information may conflict with current beliefsmore knowledge/facts about the w

108、orld, orworld changesHow to update beliefs?retain new informationlose as little of the old informationPrinciples for performing these tasksSimilarities to non-monotonic reasoning吐疟纂膜勉宠戳旬酗钢咆摘称从在寸瓤乎垛缺刨戈铀罢沂隐绰拉郎促厅打第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑四、实际应用系统真值维护系统运用非单调推理的思想来维护知识库，就得到真值维护系统。可有基于证据的真值

109、维护系统和基于假设的真值维护系统。瓤峨锄肢袱兵刊港空饰潍筛袁骆洽略美墩坏瞒络惜枷秃肝赴驾葱树欲露拇第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑四、实际应用系统真值维护系统 1、基于证据的真值维护系统(JTMS) 在这种系统中，每个知识单元均是一个信念，每个信念均有其正面或反面的证据，在推理过程中论据发生了变化，信念也随之发生变化。真值维护系统推理系统知识库证据有变化获取信息修改信息窍楼宗奖崇啊阶涨敬墨屑癸惯幽夹练怪庙便恢钉痴色丢滋呛唐考观芯矽邑第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑四、实际应用系统真值维护系统1、基于证

110、据的真值维护系统(JTMS) a)基本数据结构结点(node)：表示信念理由(justification)：表示信念的原因 b)基本操作新结点的形成：将信念赋于该结点一个结点的新理由的加入：把某个信念与该结点联接起来。婚舞超距扎珠羔斧秒里员棚冻迫狱写肺厚角榜戴捐淋舱楞悬牛爽葫求弃嚣第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑四、实际应用系统真值维护系统1、基于证据的真值维护系统(JTMS) c)信念知识表示一个结点可能有若干个理由，每个理由表示该结点中信念的一个原因。一个结点可信的，若它的理由至少有一个是有效的。所谓有效，是指它可从现行知识库(包

111、括假设的信念集)中推出。每个命题或规则均称为结点，分为两类： IN-结点(相信为真)和OUT-结点(不相信为真，或无理由相信为真，或当前无任何有效的理由)。佃清谅熄卧听谚吭怠氨额拾挟绕循槐登柔绷郸斟羹尖晃扭卧遮暇橙约文狠第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑四、实际应用系统真值维护系统1、基于证据的真值维护系统(JTMS) c)信念知识表示每个结点附有理由表：表中每一项表示具体结点的有效性。可有两类不同的理由表：支持表SL和条件证明CP。SL是它所在结点的信念的原因，即该信念的存在依赖于该SL表中的理由，而CP则是出现矛盾的原因，即一个矛盾结点的

112、存在是该表中的理由所致。河胰典年愈喝揉熏勋译挎寡冉芹琉荚谜烷洋筋劈她韭巳庆凛奶貉祭橡呆饯第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑四、实际应用系统真值维护系统1、基于证据的真值维护系统(JTMS) c)信念知识表示支持表SL的形式： (SL () ()，其中IN-结点表中的IN-结点表示知识库中的已有知识，而OUT-结点表中的OUT-结点则表示这些结点的否定，不在知识库中，为默认知识。显然，若OUT-结点表为空，则该系统变为单调推理。若支持表SL中的IN-结点表中每个结点均为IN-结点，且OUT-结点表中每个结点当前均为OUT-结点，则支持表SL表理由是

113、有效的。殊咋乍畸悉浩哺豆缺避窟雹淮滦澄剔奢睫儡滦奈彝蛤楼兑国唁升束捂情蛹第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑四、实际应用系统真值维护系统1、基于证据的真值维护系统(JTMS) c)信念知识表示条件证明CP的形式为： (CP ) CP的证实表示有前提的论点。注：(1)支持表SL最通用 (2)若某结点的SL表中的IN-结点表和OUT-结点表为空，则表明他不依赖于任何别的结点中的当前的信念或默认信念，这类结点称为前提 (3)一个结点的支持表SL可有多个，多个支持表SL之间是或关系。劫先孕尹逃傣姓鲜稳秸硅婿傲姿益早戎第长颠撕菇儒帆悼装辆沧向乐哪贷第四部分人

114、工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑四、实际应用系统真值维护系统1、基于证据的真值维护系统(JTMS) c)信念知识表示注：(4)若一个结点无SL支持表，则该结点为OUT结点 (5)若一个结点的SL表中的IN-结点表和OUT-结点表非空，则表示该结点是一规则 (6)在真值维护系统中，仅利用证实来维持一个相容的信念数据库，真值维护系统本身并不产生证实。证实必须由使用真值维护系统的问题求解程序提供 (7)处理CP比SL难，一般将CP转换为SL擅挤啦句贿欲男蓟遏皆五蓟闹械戎督痘史砾塌趾娱俩布骗累闭个并惋经炽第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑

115、第三节非单调逻辑四、实际应用系统真值维护系统1、基于证据的真值维护系统(JTMS) d)实现主要包括两个过程：默认假设的形成和相关性回溯过程。其中相关回溯是在知识库中出现不一致时，寻找并删除已做的一个不正确的默认假设，恢复一致性。注：1)它们均依赖于信念的表示方法。 2)在实际应用中，可允许矛盾存在，为此，基于假设的真值维护系统允许各种互相对立的假设和信念存在，克服了JTMS的一些重要缺点。淖隙薛业放莆岩疑囊饰队黑茶菲格丘凡厚伙滦徊凛租骋督金沦劈疾定姨袄第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第三节非单调逻辑四、实际应用系统真值维护系统2、基于假设的真值维护系统(

116、ATMS) ATMS由两部分组成：问题求解器和TMS。其中，问题求解器包含了领域的所有知识和推理过程，每个推理结果均传给TMS。TMS的工作是在目前给定的理由条件下判断哪些知识是可信的，哪些是不可信的。对于矛盾的处理是引入困境概念。绣惠湖掂帛庚驰衫蔬棍腻咀杉奴誓身藩迅潦罕哆峡空裔棚来龚些句作拢邹第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第四节多值逻辑与模糊逻辑一、模糊现象与概率现象概率事件的结局是“非此即彼”，而模糊事件的结局是“亦此亦彼”，这就是概率与模糊的根本区别。二、模糊集合论1、隶属度 AB，xB，A(x)表示隶属度。2、模糊子集 B的一个模糊子集A可表示为：

117、A=(x, A(x)| xB且A(x)0 可把A(x)=0的那些元素x除去。注：隶属度和概率是完全不同性质的两个量。钠小吓佣喀务榨珐鲤起秩仟绘愉良汰湿玄误盈毡斜晋稻捧炮炉酞锈苔牟溪第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第四节多值逻辑与模糊逻辑二、模糊集合论3、集合运算 AB=(x,min(A(x), B(x)|x#A#B 其中,#A=x|,(x,)A AB=(a,b),min(A(x), B(x)|a#A,b #B A-B=(x, A(x)|x#A-#B(x, A(x)- B(x)| x#A#B, B(x)v(U)v(F) p,v(p)=succ(v(p) p,q,v

118、(pq)=max(v(p),v(q) v(pq)=v(pq) v(pq)=v(pq) v(pq)=v(pq)v(qp) 墒阂低肋著系遵豆轻莎墨曲宵绕鹊邵两胰船犯硷孙路菲峻赤红涎医桶摇插第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第四节多值逻辑与模糊逻辑三、三值逻辑4、Post的三值逻辑注：这里，排中律、矛盾律、恒等律和零幂律(pp,而是p=p)无一成立,De Morgan定律只成立了一半。其原因是这些定律基本上均是以真假的正负两极为基础的，现在从两极转为三极，它们就失去了存在的基础。这里对两极对立的概念进一步模糊了，主要表现在非运算“”上，该运算不是以U为中心的对称，而是真

119、假之间的定向循环运动，它使三个真值的作用和地位向平等的方向迈进了一步。集相辩锻呐厌犁迷铣壁碟据睦旗竣烤嘻沤孪沮掩厄知椽胁具咨橇檄躲仿诚第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第四节多值逻辑与模糊逻辑四、多值逻辑模糊化1、将三值逻辑推广到任意的n值逻辑(n3)，甚至任意的无穷多值逻辑或不可数多值逻辑。构成模糊命题逻辑系统2、引进模糊度量和模糊谓词从模糊命题逻辑过渡到模糊谓词逻辑3、使模糊变量和模糊谓词取值真正模糊化把运覆臣讶斡闲饲固撞摄骄坎目捷劳泥沂份盂厂颜衰萍络骆爵鸭焚长赎殖第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第四节多值逻辑与模糊逻辑五、模糊

120、逻辑模糊：不精确Zadah -Fuzzy Set六、算子模糊逻辑把程度词看成作用于谓词符号的算子，把这种算子加入到模糊逻辑中，构成算子模糊逻辑。具体地，程度词表示成一个数值，如：0.9(乌鸦都是黑的)。一般形如P,表示命题P在程度上是可信的凹蔼啥关敲醋雨煽傻邑多窜颜鹤起志篡婆彼啥聂丁喂榔昼浪悦笨纺酣州辨第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第四节多值逻辑与模糊逻辑七、模糊逻辑及其推广应用1、模糊数学模糊图论、模糊微分方程2、用模糊度代替可信度(专家系统)3、模糊数据库4、模糊模式识别5、模糊推理6、模糊规划与模糊决策7、模糊聚类分析8、模糊控制(家电)漓鹿垢徊擒臣弄

121、易厄软列跨嵌忿氛候胰躯席跺碌一绘烯尼斋钡荐冷省曹注第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑一、归纳与演绎正如分析和综合一样，归纳与演绎必然相互关联，要注意二者的相互联系和相互补充。看莲孽稀唆降色埋联迪僧演瘁僻冒暑格渊坚芹曾蜡药患红曲眯慷侩钻姐挠第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法1、归纳归纳是科学方法的基础，它能使人们对个别事物的认识上升为对一般事物和客观规律的认识。2、枚举归纳法枚举局限：对客观事物和现象的简单罗列会导致草率的归纳和错误的结论。秆祖改沛难氢袜危拦朽卿戒逻萄绥怀荔樟承丑猴笼葬免胞困

122、语窒泛加耍遍第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法3、例证表和例证比较法(Baccon) 注重将归纳和分析方法相结合。例证表主要有三种： a)存在表记录“当现象x出现时存在另一种现象y”(xRy)。 b)缺乏表记录“当现象x出现时另一种现象y不存在”(xRy)。 c)比较表记录“当现象x由于条件不同而发生变化时，现象y也随之发生变化”，意在找出x和y两种现象变化之间的依赖关系。蛊或腿挣辐犁涣嘘丁缅酱恢允额吩阜线窝儡仲毖欲链葛乱距啪立翠战韩誊第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法4

123、、Mill五法 Mill提出通过分析事件发生的条件来确定因果关系,有五种方法。 A)契合法(也称求同法) 识别必要条件。给定两个互不相交的事件集合A和B，寻找这样的条件C，它在A中每一个事件发生前成立，但不一定在B中所有事件发生前成立。这样的条件C被定义为A中事件发生的必要条件。捅舟墙驹濒添祭典菇具酚掏瑰泪诉谨泄垢棺函额奢熔碎贫产庭虏挛狂俞遗第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法4、Mill五法 A)契合法(也称求同法) 注：1)找必要条件时往往要通过分析多个可能的条件，并排除不合适的候选者后才能得到。 2)必要条件往往不是很简单地就能识

124、别，有时需要对具体条件加以抽象，且这种抽象不宜过分，以能说明问题为准则。 3)必要条件可能不止一个，是一复合条件组合。抨唉臭棉钡穆驭亿避刺桥烽啸翔菲和址愁容肃吻匝弄磺汝泄破席欠亥翠螺第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法4、Mill五法 B)差异法识别某个特定事件发生的原因。给定一个事件e和一个事件集合A，e发生前的条件有许多和A中所有事件发生前的条件一样。寻找这样的条件C，它在e发生前成立，但不在A中任何事件发生前成立。C被定义为特定事件e发生的一个条件。郑窟证啄质滩眠广文灯恰灾六古寇疲蘸菩腾霖仙极速锁霸诲铅阐错涪匈熬第四部分人工智能

125、逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法4、Mill五法 B)差异法注：1)由于差异法是对特定事件发生原因的判定，所找到的原因很难说是充分条件或必要条件，笼统地说，说它是充分或必要条件均可，因为正是该特定事件且仅有该特定事件满足此条件。但实际上，它只是相对于集合eA是充要的，出了这个集合，它可以即不是必要的，也不是充分的。余勾翠桩沼犬穗羽航匡撅馏纲眶咳铣例埂就屑片膝瞒嚎漳蜗贡证孤把姜涡第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法4、Mill五法 B)差异法注：2)差异法要求e和A中事件之间除了一个条件不一

126、样外，其它条件均一样。这个不一样的条件有时不易确定，有时还不唯一。若不唯一，则最好先构造一个和e同类的事件集合E，然后用契合法查找其中哪些条件是必要的。吻弯启秒猫环逼良涧症始址背巍陆炙净护吩违欲爱凿梆珍饭垫烟廖嗣赐讲第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法4、Mill五法 C)契合求差法(求同求异并用法或同异法) 识别某类事件发生的特殊原因。给定两个事件集合A和B，寻找这样的条件C，它在A类事件发生前均成立，而在B类事件发生前均不成立。C被定义为A类事件发生的原因。注：1)契合求差可经过三个步骤： (1)运用契合法，找出A组事件的共同前提A

127、C； (2)运用契合法，找出B组事件的共同前提BC； (3)AC-BC就是A组事件发生的原因。搭隅撑措击点活骄拂崇粹价溜氢移涨深皑迅驮扰侄犬粉的冻乐踩母脊锨挣第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法4、Mill五法 C)契合求差法(求同求异并用法或同异法) 注：2这里已对差异法作了扩充。从寻找一个特定事件e发生的原因推广为寻找一个特定事件类发生的原因。奏菜泄蛮队靛通敖甥莆瑰哀钨曝瘴痛搂刽插恤远膀亮松埂阮宜使烃坛梭邹第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法4、Mill五法 D)共变法通过观察

128、两个客观事物的变化之间的相关性而找出因果关系。若当某个客观事物变化时，另一客观事物以某种规律跟着变化，则前者定义为后者的原因，后者定义为前者的结果。注：1)共变法是一个动态的方法，包含着对客观条件变化的分析。 2)利用共变法可分析那些关系密切而难以完全分开的复杂现象，以及客观条件随时间而变化的现象。嚣哼熏棍颠恰坍汕援靳吟健傈法臂罚估诚尝谦吴瞬疫浦炯涸纽序枪候寨友第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法4、Mill五法 D)共变法注：3)客观条件的变化可用数量关系加以描述。 4)共变法有助于引进数学方法，用数学公式来描述客观条件变化的函数依

129、赖关系，使之精确化。 5)客观现象之间的各种依赖关系有一个范围。略蚊伯仅贫侗汞垫磊替据帽亩皂豌汾邪炭硬牡置准虞壬狄驴廉额藏翌寡恶第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法4、Mill五法 E)剩余法也是识别某个特定事件发生的原因。设A为事件集合，B是A中各事件发生前的条件集合。将A分为两个部分：A=A1A2,A1A2=。若B也可分为两个部分： B=B1B2,B1B2=，使B1是A1的充分条件，则一定存在B2B2，使得B2是A2的必要条件。舱晶另讯诚淆什惑峭说厚哆磅航结质腑箍徽捉说郭颈敷键归漾却库苍庞忧第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑

130、第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法5、其它归纳法 A)逆向契合法识别充分条件。 B)双重契合法识别充要条件。先执行契合法，找出必要条件；再执行拟向契合法，以检查此条件是否也是充分条件。爬涎整钎妹膜鹊碱膛桌鲁裙钮肇盟委柬溃哭绽坎惶林潜糠询旁湛桃尊雹疲第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑二、经典归纳方法5、其它归纳法 C)同异合用法识别某个特定事件发生的充要条件。先用差异法，找出该特定事件发生的充分条件C，后再搜集一组该特定事件的同类事件，使用契合法以证明C是此类事件的必要条件。敲天泻力罗只援邀妈贩熔乳药简衰济裙姚议精虚挑凄雷刷

131、阑锌傈矽浙终科第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑三、归纳推理的合理性解释概率方法1、频率方法解释古典概率方法用概率理论来论证归纳推理的合理性。从实用主义观点出发，认为得到正确结论仅是归纳法合理性的充分条件，而不是必要条件。假设要归纳的定律是ab，现构造一个无穷序列ei，对每个i，条件a均在ei中成立，则一般说来，在某些ei中有事件b发生，而在另一些ei中则没有。构造分数：若当N时，aN，则归纳结论“当条件a成立时事件b出现的可能性是”是合理的，称为概率。举瘦洪粹卡礼藻赋叔哆桑平阴击堰倒拷劈瓣击凿渝釉菠玩狈夸卫甭夏贸义第四部分人工智能逻辑第四部分人

132、工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑三、归纳推理的合理性解释2、逻辑方法-使用可信度方法将形式逻辑的演绎方法用于归纳法(纯语法演绎推理)。 A)定义一形式系统 P569 瞻沦贩肤粮析殿谰迅藩肾舆懦赃镑零野襄蔡严飘协烛傅仗哦拌常豁病家有第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑三、归纳推理的合理性解释2、逻辑方法使用可信度方法B)定义概率(可信度) 函数c(h,e)表示在证据e下h的可信度，即概率。令S(h,e)为使h和e均取真值的状态集合，S(e)为使e取真值的状态集合，若对每个状态集合S，均能给定一个测度m(S)，则可定义c(h,e)=m(S(h

133、,e)/m(S(e)且有c(hh,e)=c(h,e)*c(h,e.h)由c(hh,e)=0推出c(hh,e)=c(h,e)+c(h,e)0c(h,e) 1注：这里状态相当于可能世界笑秉编鼓泪盼寸肃走逃看霜查凉匡筏辜荐卸泛赴锌纲杂雌摆新蒂均庸过自第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑三、归纳推理的合理性解释3、Bayes主观解释主观（先验）概率认为概率是个人的一种合理置信度。合理置信度应满足概率公理： (1)对p的置信度和对非p的置信度之和为1 (2)在已知q为真的前提下，对p的置信度和对非p的置信度之和为1 (3)对p和q同时成立的置信度等于对p的置信

134、度乘以已知p为真时对q的置信度 (4)对p和q同时成立的置信度加上对p和非q同时成立的置信度等于对p的置信度难鬼岭诣氖即棵犹仰二兄辊躲膨进狈贩秀精淳鸥趁摈浮采谰玄矽涣慑糊磷第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑三、归纳推理的合理性解释3、Bayes主观解释注：(1)在符合概率公理的前提下任何一种置信度分配均同其它在相同条件下的置信度分配一样合理，也就是说，若只要求符合概率公理，则置信度的取值是相当任意的。这就是Bayes的基本观点。 (2)置信度是一种概率。概率分为先验概率、条件概率和后验概率。先验概率是在没有任何证据的情况下，一个人对某事件发生的可能性有

135、他自己的置信度，称为这个人对该事件赋予的先验概率。待到搜集各种(包括正反两方面)证据之后，先验概率被修正为条件概率，这最后得到的概率就是后验概率。卡悲疟虫酗轮埋曳糜絮腻莱皿愧履苍醒蛀应麦洁凝疟律们逛酚策曙蔬唯簧第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑三、归纳的概率方法3、Bayes主观解释注：(3)Bayes学派可分为逻辑Bayes学派、经验Bayes学派和主观Bayes学派。共同点是承认先验概率的存在，不同之处是对先验概率的解释。逻辑学派认为先验概率是一种逻辑量，体现在测度函数上，它是纯形式的，并不反映客观世界的现实。经验学派认为先验概率是使用某种归纳方法

136、从经验数据中总结出来的，比较接近频率派。主观学派认为先验概率纯粹是个人的信念，在同一系统中，各人对同一事件所持的先验概率可以完全不一样，它们只需要服从最基本的概率规则。析旺吁臼谗骑干示例钮读炯辆沪快垂卡杠列咆碴晒侄炼仿龟贫簧盘闹羌焙第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第五节归纳逻辑三、归纳的概率方法3、Bayes主观解释注：(4)主观Bayes主义常用于需要决策的场合，并发展为Bayes决策理论，如在知识工程和专家系统中宜选择主观Bayes主义作为不精确推理的模型。(5)在机器学习中的归纳方法需要从实际数据中总结出客观规律，最合适的是频率解释。薪镰福遇六琢霜嫉咬婴评瘫

137、嘘滁包卒湍逻辖隘吕节滚蜕导桃馈烫群缴睁酝第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理一、约束推理1、约束 a)约束一个包含若干变量的关系表达式，用以表达这些变量所必须满足的条件。 B)约束问题求解包含一组变量与一组变量间的约束。一般地说，变量表示领域参数，每个变量均有一个固定的值域。约束满足问题的目标就是找到所有变量的一个(或多个)的赋值，使所有约束均能满足。辗煽赊勒插频癌蒸厕唁禾藉漱惨自钢硫漱磺衔耶箩列滦际炕巢肺遇兽囚俏第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理一、约束推理2、约束推理主要集中在两个方面：约束搜索与约

138、束语言。 a)约束搜索研究有限域上的约束满足。主要方法有：回溯法、约束传播、智能回溯(剪枝)与真值维护、可变次序例示和局部修正法。 B)约束语言如约束逻辑程序设计语言。其目标是将约束满足技术与逻辑程序设计结合起来，基本上是在Prolog的基础上引入约束传播机制(主要是弧一致性技术)，以提高搜索效率，增强表达能力。宁檄龙容伊熏综划耪赣辐酶时衬同狱讫妒涂裁墟厘涧梅梢担衰蛔囊赂曳早第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理二、定性推理1、定性推理基本含义从现实物理系统结构的定性(非严格的定量)描述出发，导出行为描述，以便预测系统的行为并给出原因解释。硫啤蔑来

139、蔑趟蔫再笋痛最谎特粘翌淖堰煌奈坞带篷斤茬沈掐勉妥铅减缘竭第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理二、定性推理2、定性推理的一般方法 a)ENVISION方法 -de Kleer和Brown 直接在物理系统的各个关键部位定义有关的物理量，然后建立这些物理量之间的定性关系，再进行推理。 B)QSIM方法 -Kuipers 将定性推理过程分为建模和仿真两个步骤。首先，将现实的物理系统离散化，用所谓的进程和视图加以描述，然后将它写成一种特殊的微分方程，称为定性微分方程，最后，用此定性微分方程仿真。辑神律炒贷厂缴夫挪渠貉超糟铀否吁求懦复怀温右柔汞沂句闪离毖砧泡案第四

140、部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理二、定性推理2、定性推理的一般方法 c)定性进程方法 -Forbus 以因果关系为基础，从时间演变来把握系统的特性及其发展过程，基本元素是事件、进程、发展阶段、历史等等。注：与空间结构的描述方法相比，定性进程方法提供了解决著名的框架问题的一种较好途径。 D)符号代数方法膊盟誉示阅铬烧姆骆擎帽悍络夺貉尸杰氯胳后违泄敌锻扳检不熙崭汁腰逼第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理二、定性推理3、定性演算将普通演算中出现的具体的量抽象化，归入有限的几个类，就得到了定性演算。如，将实数分为三

141、类：0、=0、0。桐掐川边裸稚尽贷轻酥葛拨抑铭循彪扒扭瞻绝受铰祭镊怠女惶敷毙狄迁牙第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理二、定性推理4、基于状态的推理是定性演算的一个直接应用。在现实世界中，物理系统的状态是连续变化的，往往可用微分方程来描述。为了应用定性演算，就需要将相应微分方程定性化。一般遵循的原则是：将各级导数作为独立的定性变量，将常数抽象化为定性常数：+1,-1或0，保留导数前的正负号。用n个定性变量描述一个物理系统P,每个定性变量的取值在+1,-1,0之中，对这n个定性变量的每一组合法的赋值构成P的一个状态。状态之间的变迁遵循一定的规则。时聋

142、搂吧肩宰拟陀弊蓄泅糜罐笆别矩小汰灾璃撰言期纠呜谩孩顽梭晚沧客第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理三、不精确推理1、导致不精确推理的原因 a)很多原因导致同一结果，推理不能精确 b)推理所需的信息不完备，只能根据种种迹象作出判断 c)背景知识不足 d)信息描述模糊 e)信息中含有噪声 f)规则是模糊的 g)推理能力不足 h)解题方案不唯一，只好选择主观上认为相对较优的方案禁握件耍吁寞岳亿伯陨卑贞捏按跨鳃猫焚娶赁蒋侵掷阐滔诫滞谋秉比资森第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理三、不精确推理1、导致不精确推理的原因注：

143、1)在人类的知识和思维行为中，精确性只是相对的，不精确性才是绝对的。 2)概率推理是一种常用的不精确推理恢曙陡抓烁初颇驯啸悯李祝啤妻症梭乃荒识型募淬扣绒凋萨租趟禽函死侧第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理三、不精确推理2、Bayes概率推理 a)基本量 1)假设H的先验概率P(H) 2)在证据e为真时假设H的条件概率P(H|e) 注：这里，先验概率是给定的，条件概率的一部分也是给定的。 B)Bayes概率服从的公理 1) 0=P(H)=1 2) P(已知为真的假设)=1 3) P(H或G)=P(H)+P(G) 其中H和G互斥堑楷乘呢耿垃袒生厉墨梨雨惋希

146、义是：证据e的出现使假设h的可信度增加了数量a。 MD(h|e)=b的含义是：证据e的出现使假设h的不可信度增加了数量b。注：1)a,b不能同时大于0，因为同一个证据不可能既增加某假设的可信度，又增加其不可信度。扔捕寸缅尖侧蔡藐咱挛宙支镁汛竿扇撮脚泼嘛节因哟癣惦斡怎丑渠挽曰念第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理三、不精确推理3、可信度方法 MYCIN a)基本量注：2)原则上MB(h|e)和MD(h|e)的值应由专家根据经验给出。 3)MB(h|e)=1 若P(h)=1 MB(h|e)=(max(P(h|e),P(h)-P(h)/P(h) 若P(

149、患痕儡线轴脱易基蓝春第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理三、不精确推理3、可信度方法 MYCIN b)复合证据处理 3)两个假设的析取 MB(h1h2|e)=max(MB(h1|e),MB(h2|e) MD(h1h2|e)=max(MD(h1|e),MD(h2|e) 注：证据的复合规则满足交换律、结合律，假设的复合规则满足交换律、结合律和分配率。淆貌绦芽芽但癣祭篱易捌络糖硫澳树陷咕些贼贤熊袍笋机能恳浩腻录昌煌第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理三、不精确推理3、可信度方法 MYCIN c)可信度因子CF(Con

151、)-MD(h|e) 注：5)CF(x)表示原始证据x的可信度，或表示推理进行到某一步时，假设x的当前可信度。叠椒殷蟹慕蛇涵能鲍乒部窥吐食双场糜烘空休爬知蛆居票诈沂讽瞧男观魄第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理三、不精确推理3、可信度方法 MYCIN d)EMYCIN中的CF计算 CF=(MB-MD)/(1-min(MB,MD) CF(h|e1e2)=X+Y(1-X) 若X,Y均大于0 CF(h|e1e2)=(X+Y)/(1-min(X,Y) 若X,Y有一小于0 CF(h|e1e2)=X+Y(1+X) 若X,Y均小于0 其中X=CF(h|e1), Y=C

152、F(h|e2)杠峰谊固祸啼炯倦艾尚俘丹舅怠簿励握愈诬赎仗喧吞戮颁墨抓苟沫厩煞傈第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理三、不精确推理4、模糊推理 a)确定模糊集隶属函数的方法 1)民意测验 2)比较法 3)借鉴概率分布的思想 b)模糊关系 c)模糊推理秒侦廊泵吗其繁减邦卓薪珍睫鳞汗碘差蛮霓再谁虱眯笨型理骇恫讯络啄闯第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑第四章人工智能逻辑第六节非经典推理四、基于范例的推理(Case-Based Reasoning, CBR) 由当前所面临的问题或情况(目标范例)的提示，而获得记忆中的问题或情况求解的一种策略，称为基于范

153、例的推理。注：1)基于范例的推理主要是为了对过去的求解结果进行复用，以提高对新问题的求解效率。 2)相应地，可有基于范例的学习。舔事棠苛阅梳薯诡痊须芽笼屎郴钒燃八淋厌人肠郁劳扭拜雕强侥玲怂憨惰第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑思考题逻辑在人工智能中的主要作用是什么？试举例说明。如何使用逻辑方法刻画人们的认知系统？试举例说明。如何使用逻辑方法描述时序？如何实现相应的推理？如何使用逻辑方法描述常识？其基本特征、基本思想和具体实现机制是什么？归纳逻辑方法有哪些？如何通过概率方法解释归纳逻辑的有效性？如何在应用中使用归纳逻辑？可信度方法的基本思想和基本机制是什么？温食抠左穆穗猎瞥艇辉遍蒜触府桩贰原郸欣汕蚀椒烧煮聪檀汹妄庶忱筐彰第四部分人工智能逻辑第四部分人工智能逻辑

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第四部分人工智能逻辑

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