استدلال نامونوتونیک (Nonmonotonic Reasoning)
استدلال نامونوتونیک به رسمیسازی استنتاجی میپردازد که در آن افزودن اطلاعات جدید میتواند نتایج قبلی را باطل کند و ماهیت قابل ابطال و مبتنی بر پیشفرضهای تفکر عقل سلیم را به تصویر میکشد.
Definition
یک سیستم استدلالی زمانی نامونوتونیک است که مجموعه نتایج به صورت یکنواخت با مقدمات رشد نمیکند: یادگیری یک واقعیت جدید میتواند یک استنتاج قبلی را باطل کند، همانند زمانی که کشف میشود یک پرنده خاص پنگوئن است و نتیجه پیشفرض مبنی بر اینکه میتواند پرواز کند، پس گرفته میشود.
Scope
این موضوع شامل منطقها و روشهایی برای استدلال با اطلاعات ناقص و پیشفرضها میشود، جایی که نتایج موقتی هستند و ممکن است پس گرفته شوند: منطق پیشفرض (default logic)، تحدید (circumscription)، فرض جهان بسته (closed-world assumption)، نفی به عنوان شکست (negation as failure)، و ایده گستردهتر استنتاج قابل ابطال (defeasible inference). این موضوع به این میپردازد که چرا یکنواختی (monotonicity) منطق کلاسیک برای استدلال عقل سلیم ناکافی است و چگونه فرمالیسمهای نامونوتونیک توانایی جهش به نتایج و بازنگری بعدی آنها را بازمیگردانند. رویکردهای احتمالی به عدم قطعیت تحت عنوان «استدلال در شرایط عدم قطعیت» بررسی میشوند.
Core questions
- چرا منطق کلاسیک یکنواخت است و چرا استدلال عقل سلیم به نامونوتونیسیتی نیاز دارد؟
- چگونه قوانین پیشفرض، نتایج موقتی را در غیاب شواهد مخالف مجاز میدانند؟
- چگونه تحدید، گسترش محمولهای ناهنجاری (abnormality predicates) را به حداقل میرساند تا پیشفرضها را به تصویر بکشد؟
- چگونه تعارضات بین پیشفرضها و استثناها هنگام رسیدن اطلاعات جدید حل میشوند؟
Key concepts
- یکنواختی در مقابل نامونوتونیسیتی
- قوانین پیشفرض و گسترشها
- تحدید
- فرض جهان بسته
- نفی به عنوان شکست
- استنتاج قابل ابطال
- محمولهای ناهنجاری
- بازنگری باور
Key theories
- منطق پیشفرض
- منطق پیشفرض رایتر، منطق کلاسیک را با قوانین پیشفرض به شکل «اگر A برقرار باشد و فرض B سازگار باشد، آنگاه B را نتیجه بگیر» تقویت میکند و مجموعههایی از نتایج (گسترشها) را تولید میکند که پیشفرضهای عقل سلیم را مجاز میدانند در حالی که قابل ابطال باقی میمانند.
- تحدید
- تحدید مککارتی یک استنتاج نامونوتونیک است که گسترش محمولهای انتخابی (ناهنجاری) را به حداقل میرساند و این فرض را رسمی میکند که امور تا آنجا که حقایق شناخته شده اجازه میدهند عادی هستند و بدین ترتیب نتایج پیشفرض را توجیه میکند.
- فرض جهان بسته و نفی به عنوان شکست
- برخورد با عدم وجود یک واقعیت در یک پایگاه دانش به عنوان شاهدی بر نادرستی آن (فرض جهان بسته، که به صورت عملیاتی به عنوان نفی به عنوان شکست محقق میشود) یک مکانیسم نامونوتونیک پرکاربرد است که در برنامهنویسی منطقی و پایگاههای داده محوری است.
Clinical relevance
مکانیسمهای نامونوتونیک در هر جایی که سیستمها باید با اطلاعات ناقص و پیشفرضهای معقول استدلال کنند، ظاهر میشوند: برنامهنویسی منطقی و پایگاههای داده استنتاجی (از طریق نفی به عنوان شکست)، سیستمهای خبره مبتنی بر قانون با استثناها، برنامهنویسی مجموعه پاسخ (answer set programming) برای استدلال ترکیبی، و مدلهای رسمی استدلال عقل سلیم و حقوقی.
History
مجموعهای از مقالات بنیادی در شماره ویژه سال 1980 مجله هوش مصنوعی، از جمله منطق پیشفرض رایتر (Reiter's default logic) و تحدید مککارتی (McCarthy's circumscription)، مطالعه رسمی استدلال نامونوتونیک را در پاسخ به مسئله فریم (frame problem) و ناکافی بودن منطق کلاسیک برای عقل سلیم آغاز کردند. این حوزه بعدها به برنامهنویسی مجموعه پاسخ و بازنگری باور (belief revision) راه یافت.
Key figures
- Raymond Reiter
- John McCarthy
- Drew McDermott
- Jon Doyle
- Robert C. Moore
Related topics
Seminal works
- reiter1980
- mccarthy1980
Frequently asked questions
- «نامونوتونیک» به چه معناست؟
- در منطق کلاسیک، افزودن مقدمات هرگز نتایج را حذف نمیکند: مجموعه قضایا فقط رشد میکند که به آن یکنواخت (monotonic) میگویند. استدلال زمانی نامونوتونیک است که اطلاعات جدید میتواند باعث پس گرفتن نتایج قبلی شود، همانطور که در مورد فرضیات پیشفرض که معلوم میشود استثنا دارند، اتفاق میافتد.
- چرا منطق کلاسیک نمیتواند پیشفرضهای عقل سلیم را مدیریت کند؟
- منطق کلاسیک یکنواخت است، بنابراین یک پیشفرض مانند «پرندگان معمولاً پرواز میکنند» نمیتواند به عنوان یک قانون سخت بدون اینکه برای استثناهایی مانند پنگوئنها نادرست شود، بیان شود. منطقهای نامونوتونیک اجازه میدهند چنین پیشفرضهایی به طور موقت برقرار باشند و زمانی که حقایق متضاد خاصی شناخته میشوند، لغو شوند.