人工智能中逻辑学的研究

PAGEPAGE6人工智能中逻辑学的研究摘要：人工智能科学，从其诞生之日起便与逻辑学密不可分，二者的共同发展促进了用机器模仿人类思维的智能学的进步。本文首先对传统的几种经典逻辑和非经典逻辑大致做一介绍，然后重点讲述泛逻辑以及三值概率逻辑的基本原理。最后根据对多种逻辑的分析，阐述了对人工智能科学中逻辑学发展的思考。关键词：逻辑学，泛逻辑，概率逻辑，可能世界，三值概率逻辑

1引言按照符号主义的观点，智能的核心在于思维，因而如何把人们的思维活动形式化、符号化，使其得以在计算机上实现，就成为人工智能研究的重要课题。在这方面，逻辑的有关理论、方法、技术起着非常重要的作用，它不仅为人工智能提供了有力的工具，而且也为知识的推理奠定了理论基础。本文首先从哲学的角度讲述一下逻辑学的内涵，便于我们更好地、辨证地理解逻辑学的概念，为我们在人工智能中的运用打下良好的基础。然后通过对传统的几种经典逻辑和非经典逻辑大致做一介绍，重点讲述泛逻辑以及三值概率逻辑的基本原理。最后根据对多种逻辑的分析，阐述了对人工智能科学中逻辑学发展的思考。2逻辑学的发展2.1逻辑学内涵逻辑学是一门研究思维形式及思维规律的科学。逻辑规律就是客观事物在人的主观意识中的反映。而思维的形式结构包括了概念、判断和推理之间的结构和联系，其中概念是思维的基本单位，通过概念对事物是否具有某种属性进行肯定或否定的回答，这就是判断；由一个或几个判断推出另一个判断的思维形式就是推理[1]。对问题求解、推理，联想与学习的能这就是计算机在“思考”、在“解决问题”。人们在进行这些活动时，是在逻辑思维的指导下进行的，而逻辑是客观现象的抽象，是客体之间关系的抽象描述。所以，在人工智能的众多课题和技术问题中，它的逻辑问题或者说它所使用的逻辑这一课题是不可缺少的，甚至在一定意义下它是一中心问题。正因为如此，人们在不断地研究有关的逻辑课题。2.2逻辑学的大体分类从17世纪德国数学家、哲学家莱布尼兹(G.Leibniz)提出数理逻辑以来，随着人工智能的一步步发展的需求，各种各样的逻辑也随之产生。逻辑学大体上可分为经典逻辑、非经典逻辑和现代逻辑[2,3]。经典逻辑中包含命题逻辑、谓词逻辑等，这些理论已经非常成熟，这里就不再赘述。非经典逻辑是在经典逻辑的基础上发展起来的，是对经典逻辑有益的、实用性的补充，包括模态逻辑、多值逻辑、模糊逻辑、概率逻辑等。而现代逻辑是从非经典逻辑中划分出来的，包括认知逻辑、高阶逻辑、思维逻辑等，这些逻辑的理论基础还是相当不成熟的。如图1所示，形象地描述了逻辑学的分类。经典逻辑经典逻辑图1逻辑学的分类非经典逻辑现代逻辑逻辑命题逻辑谓词逻辑……认知逻辑高阶逻辑思维逻辑内涵逻辑制约逻辑……模糊逻辑模态逻辑时态逻辑情景逻辑多值逻辑非单调逻辑……概率逻辑泛逻辑2.3各逻辑的相互关系经典逻辑与模态逻辑都是二值逻辑，不同之处在于后者多了两个模态算子：必然算子和可能算子，丰富了经典逻辑的表达能力。多值逻辑，顾名思义，就是具有多个命题真值的逻辑，它是对二值逻辑的一重大突破，又是向模糊逻辑的逼近。模糊逻辑是处理具有模糊性命题的逻辑，其真值域是0到1上的连续区间，可以应用到人工智能的许多领域，如专家系统、智能决策等。但模糊逻辑中的Zadeh算子组缺乏坚实的理论基础。概率逻辑是研究基于逻辑的概率推理，从这个概念上我们可以知道，一是其命题中包含了随机性，二是其中的逻辑基础可以是二值逻辑，当然也可以是其他各种非经典逻辑。2.4泛逻辑的基本原理人脑思维中最玄妙的是它的综合性、柔软性、辨证性和进化性。当今人工智能深入发展遇到的一个重大难题就是专家经验知识和常识的推理，它们都是具有随机性、模糊性、近似性和不完全性的知识，而信息的随机性、模糊性、近似性和不完全性都会引起推理的不确定性。现有的各种逻辑体系都无法满足人工智能中精确描述和研究形形色色的不确定性推理的需要。为了克服这些逻辑学的不足，现代逻辑迫切需要有一个统一可靠的，关于不精确推理的逻辑学作为它们进一步研究信息不完全情况下推理的基础理论，进而形成一种能包容一切逻辑形态和推理模式的，灵活的，开放的，自适应的逻辑学，这便是柔性逻辑学。而泛逻辑学就是研究刚性逻辑学（也即数理逻辑）和柔性逻辑学共同规律的逻辑学。如图2所示，描述了泛逻辑与其他各逻辑之间的关系，从中我们也可以看到泛逻辑学的开放性。泛逻辑不是从底层研究某个有特殊形态和用途的具体逻辑，而是从高层研究一切逻辑的一般规律，即抽象逻辑学，建立能包容一切逻辑形态和推理模式，并能根据需要自由伸缩变化的柔性逻辑学，刚性逻辑学将作为一个最小的内核存在其中，这就是提出泛逻辑的根本原因，也是泛逻辑的最终历史使命[4]。如图2所示，描述了泛逻辑与其他各逻辑之间的关系，从中我们也可以看到泛逻辑的开放性。模态逻辑命题逻辑模态逻辑命题逻辑多值逻辑真值域由K个扩展到[0,1]语义的丰富多值逻辑真值域由K个扩展到[0,1]语义的丰富知识表达的丰富知识表达的丰富真值域由K个扩展到[0,1]真值域由K个扩展到[0,1]谓词逻辑谓词逻辑………模糊逻辑…………模糊逻辑………………刚性逻辑柔性逻辑算子的扩充刚性逻辑柔性逻辑算子的扩充泛逻辑泛逻辑图2逻辑之间的联系图2逻辑之间的联系3概率逻辑的发展3.1传统的概率逻辑自从凯恩斯建立了第一个概率逻辑系统以来，许多概率逻辑系统纷纷出现，如Nilsson[5],Guggenheimer,Freedman[6],Carnap，莱欣巴哈[7]等人的概率逻辑系统。而这些系统大都是建立在二值逻辑基础之上的，莱欣巴哈的概率逻辑虽然建立在多值逻辑基础之上，但在给出某种划分的情况下，可以变换为二值逻辑，因此从某种程度上讲，莱欣巴哈的概率理论也是建立在二值逻辑基础之上的。在Nilsson的概率逻辑中，由于其逻辑基础是二值逻辑，所以一个语句要么为真，要么为假。如果我们只考虑一个语句时，我们可以设想出两个可能世界，其一（用W1表示）指该语句为真的世界，其二（用W2表示）指该语句为假的世界，而我们所在的现实世界必居其一，而就我们所掌握的知识无法确定究竟是哪个世界。因此，我们就假设在W1中的可能性为p1，在W2中的可能性为p2=1－p1，即此语句的概率逻辑真值为p1。以此为基础，我们可以在其上进行不确定推理。这里不再讲述，详情参考文献[8]。3.2三值概率逻辑三值概率逻辑是基于三值逻辑之上的概率推理，而这里的概率一般都是指一个概率区间[9,10]。此逻辑同Nilsson的类似，我们把每条语句S与一个可能世界集相联系。但这里只有三个可能世界，其中两个是S分别为真和假的世界，第三个是S既不为真又不为假，也即未知的世界。这里我们用0，1，2来分别表示语句S为假、真、未知三种状态。对于给定的三个语句A，A→B，B，我们可以得到他们的一致的可能世界集为：A111222000A→B120122111B120120120表1语句集的一致可能世界集在此基础上，我们不再使用矩阵来求解，而改为用线性的方法来进行推理，但是我们还要借助于矩阵。同Nilsson概率逻辑中的类似，我们使用这个矩阵等式II＝VP，其中，II＝(π1,π2,…,πm)T为由m个语句组成的语句集φ上的概率逻辑真值分布；P=(P1,P2,…,Pn)T（n表示一致可能世界的数目）是样本空间Ω上的一个模型，也即一个概率分布；V为一致的可能世界集合矩阵。然后需先定义两个整数集合(Ii)*={j∈Z|vij=1},(Ii)*={j∈Z|vij=1∨2}，其中，Z指的是集合{1,2,…,n}，vij指的是矩阵V中第i行第j列的元素。由于πi=vij*pi，所以我们有P*(Si)等于(Ii)*中元素k对应P中概率pk之和，P*(Si)等于(Ii)*中元素k对应P中概率pk之和。于是，对于给定的语句A，A→B各自的概率区间，我们可以利用上面的概念，再加上线性条件：B的最合适的最小下界应该是P*(A)，P*(A)，P*(A→B)，P*(A→B)和1的线性组合；最大值条件：B的最合适的最小下界应该是那些满足线性条件的最大值，我们就可以得出作为逻辑结果的B的概率区间。4对人工智能中逻辑学的思考综上所述，一方面我们试图找到一个包容一切逻辑的泛逻辑，使得形成一个完美统一的逻辑基础；另一方面，我们还要不断地争论、更新、补充新的逻辑，特别是概率逻辑，因为概率论是一个非常成熟的理论，在不确定推理上发挥着重要的作用，而逻辑的长处在于知识表示上，其主要目的就是推理，如果二者能够有机地结合，将推动人工智能进入一个新的阶段。概率逻辑大都是基于二值逻辑的，目前许多专家和学者又在基于其他逻辑的基础上研究概率推理，例如本文讲到的三值概率逻辑，将来肯定会在多值逻辑、模糊逻辑的基础上也建立起概率推理，使得逻辑学尽可能满足人工智能发展的各方面的需要。就目前来说，一个新的泛逻辑理论的发展和完善需要一个比较长的时期，那何不将“百花齐放”与“一统天下”并行进行，各自发挥其优点，为人工智能的发展做出贡献。

参考文献[1]中国科学技术大学等编著，马克思主义哲学概论：安徽人民出版社1981，265－272[2]王克宏等，情景逻辑与时态逻辑在知识处理中的应用，计算机科学1992.Vol.19.NO2[3]王永庆，人工智能原理与方法：西安交通大学出版社（西安）2021，18－50[4]何华灿等，泛逻辑学原理：科学出版社2021[5]NilssonNJ.Probabilitylogic:ArtificialIntelligence,1986,28,71－87[6]GuggenheimerH,FreedmanRS.Foundationsofprobabilisticlogic：ProInternationalJointConferenceonArtificialIntelligence,1987,2[7]王雨田吴炳荣主编，归纳逻辑与人工智能：中国纺织大学出版社（北京）1995[8]季秋，王万森，概率逻辑的研究：微机发展，2021（待发）[9]GuilinQi,ProbabilisticInferenceonThree－ValuedLogic：Berlin,RSFDGrC,2021,LNAI2539,pp.690-693[10]N.Recher,Many-valuedLogic,NewNork,McGraw-Hill,1969

TheStudyofLogicsinArtificialIntelligenceAbstract:Therelationbetweenartificialintelligencescienceandlogiciscompactfromtheartificialintelligence’sbirthday,andthedevelopmentofbothpromptedtheprogressofintelligencesciencewhichimitatedhuman’sthinking.Firstly,thepaper,throughtheintroductionofseveralclassicallogicsandnon-classicallogics,andthendiscussedemphaticallytheprincipleofuniversallogicandthree-valuedprobabilisticlogic.Atlast,basedtheanalysisofthelogics,weexpoundedsomethinkingaboutlogicsinartificialintelligencescience.Keywords:Logics,Universallogic,Probabilisticlogic,Possibleworld,Three-valuedprobabilitylogic

咖啡店创业计划书第一部分：背景在中国，人们越来越爱喝咖啡。随之而来的咖啡文化充满生活的每个时刻。无论在家里、还是在办公室或各种社交场合，人们都在品着咖啡。咖啡逐渐与时尚、现代生活联系在一齐。遍布各地的咖啡屋成为人们交谈、听音乐、休息的好地方，咖啡丰富着我们的生活，也缩短了你我之间的距离，咖啡逐渐发展为一种文化。随着咖啡这一有着悠久历史饮品的广为人知，咖啡正在被越来越多的中国人所理解。第二部分：项目介绍第三部分：创业优势目前大学校园的这片市场还是空白，竞争压力小。而且前期投资也不是很高，此刻国家鼓励大学生毕业后自主创业，有一系列的优惠政策以及贷款支持。再者大学生往往对未来充满期望，他们有着年轻的血液、蓬勃的朝气，以及初生牛犊不怕虎的精神，而这些都是一个创业者就应具备的素质。大学生在学校里学到了很多理论性的东西，有着较高层次的技术优势，现代大学生有创新精神，有对传统观念和传统行业挑战的信心和欲望，而这种创新精神也往往造就了大学生创业的动力源泉，成为成功创业的精神基础。大学生创业的最大好处在于能提高自己的潜力、增长经验，以及学以致用;最大的诱人之处是透过成功创业，能够实现自己的理想，证明自己的价值。第四部分：预算1、咖啡店店面费用咖啡店店面是租赁建筑物。与建筑物业主经过协商，以合同形式达成房屋租赁协议。协议资料包括房屋地址、面积、结构、使用年限、租赁费用、支付费用方法等。租赁的优点是投资少、回收期限短。预算10-15平米店面，启动费用大约在9-12万元。2、装修设计费用咖啡店的满座率、桌面的周转率以及气候、节日等因素对收益影响较大。咖啡馆的消费却相对较高，主要针对的也是学生人群，咖啡店布局、格调及采用何种材料和咖啡店效果图、平面图、施工图的设计费用，大约6000元左右3、装修、装饰费用具体费用包括以下几种。(1)外墙装饰费用。包括招牌、墙面、装饰费用。(2)店内装修费用。包括天花板、油漆、装饰费用，木工、等费用。(3)其他装修材料的费用。玻璃、地板、灯具、人工费用也应计算在内。整体预算按标准装修费用为360元/平米，装修费用共360*15=5400元。4、设备设施购买费用具体设备主要有以下种类。(1)沙发、桌、椅、货架。共计2250元(2)音响系统。共计450(3)吧台所用的烹饪设备、储存设备、洗涤设备、加工保温设备。共计600(4)产品制造使用所需的吧台、咖啡杯、冲茶器、各种小碟等。共计300净水机，采用美的品牌，这种净水器每一天能生产12l纯净水，每一天销售咖啡及其他饮料100至200杯，价格大约在人民币1200元上下。咖啡机，咖啡机选取的是电控半自动咖啡机，咖啡机的报价此刻就应在人民币350元左右，加上另外的附件也不会超过1200元。磨豆机，价格在330―480元之间。冰砂机，价格大约是400元一台，有点要说明的是，最好是买两台，不然夏天也许会不够用。制冰机，从制冰量上来说，一般是要留有富余。款制冰机每一天的制冰量是12kg。价格稍高550元，质量较好，所以能够用很多年，这么算来也是比较合算的。5、首次备货费用包括购买常用物品及低值易耗品，吧台用各种咖啡豆、奶、茶、水果、冰淇淋等的费用。大约1000元6、开业费用开业费用主要包括以下几种。(1)营业执照办理费、登记费、保险费;预计3000元(2)营销广告费用;预计450元7、周转金开业初期，咖啡店要准备必须量的流动资金，主要用于咖啡店开业初期的正常运营。预计2000元共计： 120000+6000+5400+2250+450+600+300+1200+1200+480+400+550+1000+3000+450+2000=145280元第五部分：发展计划1、营业额计划那里的营业额是指咖啡店日常营业收入的多少。在拟定营业额目标时，必须要依据目前市场的状况，再思考到咖啡店的经营方向以及当前的物价情形，予以综合衡量。按照目前流动人口以及人们对咖啡的喜好预计每一天的营业额为400-800，根据淡旺季的不同可能上下浮动2、采购计划依据拟订的商品计划，实际展开采购作业时，为使采购资金得到有效运用以及商品构成达成平衡，务必针对设定的商品资料排定采购计划。透过营业额计划、商品计划与采购计划的确立，我们不难了解，一家咖啡店为了营业目标的达成，同时有效地完成商品构成与灵活地运用采购资金，各项基本的计划是不可或缺的。当一家咖啡店设定了营业计划、商品计划及采购计划之后，即可依照设定的采购金额进行商品的采购。经过进货手续检验、标价之后，即可写在菜单上。之后务必思考的事情，就是如何有效地将这些商品销售出去。3、人员计划为了到达设定的经营目标，经营者务必对人员的任用与工作的分派有一个明确的计划。有效利用人力资源，开展人员培训，都是我们务必思考的。4、经费计划经营经费的分派是管理的重点工作。通常能够将咖啡店经营经费分为人事类费用(薪资、伙食费、奖金等)、设备类费用(修缮费、折旧、租金等)、维持类费用(水电费、消耗品费、事务费、杂费等)和营业类费用(广告宣传费、包装费、营业税等)。还能够依其性质划分成固定费用与变动费用。我们要针对过去的实际业绩设定可能增加的经费幅度。5、财务计划财务计划中的损益计划最能反映全店的经营成果。咖啡店经营者在营运资金的收支上要进行控制，以便做到经营资金合理的调派与运用。总之，以上所列的六项基本计划(营业额、商品采购、销售促进、人员、经费、财务)是咖啡店管理不可或缺的。当然，有一些咖啡店为求管理上更深入，也能够配合工作实际需要制订一些其他辅助性计划。第六部分：市场分析2019-2021年中国咖啡市场经历了高速增长的阶段，在此期间咖啡市场总体销售的复合增长率到达了17%;高速增长的市场为咖啡生产企业带给了广阔的市场空间，国外咖啡生产企业如雀巢、卡夫、ucc等企业纷纷加大了在中国的投资力度，为争取未来中国咖啡市场的领先地位打下了良好的基础。咖啡饮料主要是指速溶咖啡和灌装即饮咖啡两大类咖啡饮品;在速溶咖啡方面，2018-2021年间中国速溶咖啡市场规模年均增长率到达16%，显示出还处于成长阶段的中国速溶咖啡市场的高增长性和投资空间;在灌装即饮咖啡方面，2008-2010年间中国灌装即饮咖啡市场年均增长率也同样到达15%;未来几年，中国咖啡饮料的前景仍将被看好。现今咖啡店主要是以连锁式经营，市场主要被几个集团垄断。但由于几个集团的咖啡店并没有个性主题，很难配合讲求特式的年青人。我们亦有思考到其他饮品店的市场竞争状况，但发现这些类似行业多不是以自