Suy luận phi đơn điệu

Suy luận phi đơn điệu hình thức hóa quá trình suy luận trong đó việc bổ sung thông tin mới có thể rút lại các kết luận đã được đưa ra trước đó, nắm bắt được đặc tính có thể bị bác bỏ và chứa đựng các giả định mặc định của tư duy thông thường.

Definition

Một hệ thống suy luận là phi đơn điệu khi tập hợp các kết luận không tăng đơn điệu theo các tiền đề: việc tìm hiểu một sự thật mới có thể làm mất hiệu lực một suy luận trước đó, chẳng hạn như khi phát hiện ra rằng một loài chim cụ thể là chim cánh cụt sẽ rút lại kết luận mặc định rằng nó có thể bay.

Scope

Chủ đề này bao gồm các logic và phương pháp suy luận với thông tin không đầy đủ và các giả định mặc định, nơi các kết luận mang tính tạm thời và có thể bị rút lại: logic mặc định, khoanh vùng, giả định thế giới đóng, phủ định thất bại, và ý tưởng rộng hơn về suy luận có thể bị bác bỏ. Nó đề cập đến lý do tại sao tính đơn điệu của logic cổ điển không phù hợp cho suy luận thông thường và cách các hình thức phi đơn điệu khôi phục khả năng đưa ra và sau đó sửa đổi các kết luận. Các phương pháp xác suất đối với sự không chắc chắn được xử lý trong phần suy luận dưới sự không chắc chắn.

Core questions

• Tại sao logic cổ điển lại đơn điệu, và tại sao suy luận thông thường lại yêu cầu tính phi đơn điệu?
• Các quy tắc mặc định cấp phép cho các kết luận tạm thời như thế nào khi không có bằng chứng trái ngược?
• Khoanh vùng giảm thiểu phần mở rộng của các vị từ bất thường như thế nào để nắm bắt các giả định mặc định?
• Các xung đột giữa các giả định mặc định và các ngoại lệ được giải quyết như thế nào khi có thông tin mới?

Key concepts

• tính đơn điệu so với tính phi đơn điệu
• các quy tắc mặc định và phần mở rộng
• khoanh vùng
• giả định thế giới đóng
• phủ định thất bại
• suy luận có thể bị bác bỏ
• các vị từ bất thường
• sửa đổi niềm tin

Key theories

Logic mặc định

Logic mặc định của Reiter bổ sung logic cổ điển bằng các quy tắc mặc định có dạng 'nếu A đúng và có thể giả định B một cách nhất quán, thì kết luận B,' tạo ra các tập hợp kết luận (phần mở rộng) cấp phép cho các giả định mặc định thông thường trong khi vẫn có thể rút lại được.

Khoanh vùng

Khoanh vùng của McCarthy là một suy luận phi đơn điệu nhằm giảm thiểu phần mở rộng của các vị từ được chọn (bất thường), hình thức hóa giả định rằng mọi thứ bình thường nhất có thể theo các sự kiện đã biết và do đó biện minh cho các kết luận mặc định.

Giả định thế giới đóng và phủ định thất bại

Việc coi sự vắng mặt của một sự thật từ một cơ sở tri thức là bằng chứng về sự sai lầm của nó (giả định thế giới đóng, được thực hiện một cách hoạt động như phủ định thất bại) là một cơ chế phi đơn điệu được sử dụng rộng rãi, trọng tâm của lập trình logic và cơ sở dữ liệu.

Clinical relevance

Các cơ chế phi đơn điệu xuất hiện ở bất cứ nơi nào các hệ thống phải suy luận với thông tin không đầy đủ và các giả định mặc định hợp lý: lập trình logic và cơ sở dữ liệu suy diễn (thông qua phủ định thất bại), các hệ thống chuyên gia dựa trên quy tắc có ngoại lệ, lập trình tập hợp câu trả lời cho suy luận tổ hợp, và các mô hình hình thức của suy luận thông thường và pháp lý.

History

Một nhóm các bài báo nền tảng trong số đặc biệt năm 1980 của tạp chí Artificial Intelligence, bao gồm logic mặc định của Reiter và khoanh vùng của McCarthy, đã khởi xướng nghiên cứu hình thức về suy luận phi đơn điệu để đối phó với vấn đề khung và sự không đầy đủ của logic cổ điển đối với suy luận thông thường. Lĩnh vực này sau đó đã phát triển thành lập trình tập hợp câu trả lời và sửa đổi niềm tin.

Key figures

• Raymond Reiter
• John McCarthy
• Drew McDermott
• Jon Doyle
• Robert C. Moore

Seminal works

• reiter1980
• mccarthy1980

Frequently asked questions

‘Phi đơn điệu’ có nghĩa là gì?

Trong logic cổ điển, việc thêm các tiền đề không bao giờ loại bỏ các kết luận: tập hợp các định lý chỉ tăng lên, được gọi là đơn điệu. Suy luận là phi đơn điệu khi thông tin mới có thể khiến các kết luận trước đó bị rút lại, như xảy ra với các giả định mặc định hóa ra có ngoại lệ.

Tại sao logic cổ điển không thể xử lý các giả định mặc định thông thường?

Logic cổ điển là đơn điệu, vì vậy một giả định mặc định như 'chim thường bay' không thể được phát biểu như một quy tắc nghiêm ngặt mà không trở nên sai đối với các ngoại lệ như chim cánh cụt. Các logic phi đơn điệu cho phép các giả định mặc định như vậy giữ vững tạm thời và bị ghi đè khi các sự kiện trái ngược cụ thể được biết.