认知逻辑的新发展_命题的否定论文

认知逻辑的新发展_命题的否定论文

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〔中图分类号〕B81 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1002-8862(2002)03-0038-04

认知逻辑是研究知识和信念的逻辑。它诞生于20世纪60年代,而从80年代起,在计算机科学、人工智能、博奕论、决策论、经济学和军事学诸多领域需要的推动下,取得了突破性进展,形成了若干既具有重大理论意义,又具有实际应用价值的分支学科。

一、欣迪卡型认知逻辑(或经典认知逻辑)

1962年欣迪卡(Hintikka,J.)发表了开创性著作《知识和信念这两个概念的逻辑导论》。他引入4个二元认知算子,用以表达4种基本认知命题形式,据此,他提出6项认知条件,从而构造了认知逻辑语义学。

在欣迪卡工作的基础上,一些逻辑学家寻求更适于表现认知状态的逻辑系统。有人认为最适当的系统是介于类似模态逻辑系统S4和S5之间的系统,如类似S4·2或S4·4的系统。

同时把欣迪卡的方法推广于研究其他认知概念,就形成了一系列新的认知逻辑分支,如知觉逻辑(1968),研究“α看见p”这类命题形式;想像逻辑(1985),研究“α想像p”类型的命题形式;记忆逻辑(1990),研究“α记忆p”的命题形式及其推理。

欣迪卡型认知逻辑遇到由下述公式引起的逻辑全能问题:KαP∧(p→q)→K[,α]q,即如果α知道p,那么他就知道p的所有逻辑后承。为解决此问题人们曾提出种种方案。其中辛格(Singh,M.P.)和阿谢尔(Asher,N.M.)于1993年提出的意向和信念的逻辑就试图避免逻辑全能问题。

欣迪卡型认知逻辑具有下述特征:(1)它们是单主体逻辑,即在同一个认知命题中只含一个认知主体;(2)它们是模态逻辑的认知复本,即它们是模仿模态逻辑构造的认知系统;(3)它们是单调逻辑,即由已知前提集合所推出的结论不会被进一步推演所否定。下面陈述的三个分支至少在某一方面不具有上述任一特征。

二、多主体认知逻辑

在这里所谓多主体是指在同一个认知命题形式中可出现两个或两个以上的主体。例如,“苏轼知道王安石知道司马光也知道他反对新法”,就是一个三主体认知命题。含多主体认知命题的推理比较复杂,它不仅涉及推理的动态性,也触及知道的多样性,即涉及到下述几种知道类型。

多主体系统中,主体间互知(interaction Knowledge)是推理的重要依据。互知是指一个认知主体不仅知道某一事态,而且也知道他自己知道这一事态(自知),并且还知道相关的其他主体也知道这一事态等等。

在多主体推理中,有时各主体以他们每人都持有的共同知识为前提。共同知识是指一个命题是真的并且一个群体所有成员都知道该命题等等。

与共同知识密切相关而又有差别的是分享知识,它是对某一事态而言,一个群体中每个人都持有的关于此事态的知识。

一个群体中每个主体分别持有的个别知识集中起来所推出的知识称作协同知识(distributed knowledge)。当我们考察一个群体通过交流能够获得的某种知识状态时,协同知识就应运而生,而在分析言语行为的效能和讨论协同系统的信息时,协同知识起着关键性作用。

在由单主体的向多主体的认知逻辑过渡中,费金(Fagin,R.),哈尔澎(Halpern,J.Y.),摩西(Moses,Y.O.)和瓦迪(Vardi,M.Y.)的工作具有奠基性意义。他们引入相关算子并构建一些系统(T[,n],S4[,n],S5[,n],KD45[,n])并且证明诸系统相对各自模型的可靠性和完全性(1992);构建互知框架。文献中把他们的工作用FHMV表示。FHMV和利斯蒙特(Lismont,L.)与蒙金(Mongin,P.)各自独立地证明了在CB和CK系统场合存在着能行的判定程序。范德霍克(Van der Hoek,W.)和迈耶(Meyer,J.J.)于1997年构建了多主体完全认知逻辑系统S5[,m](CDE),并证明了相对一定模型类的可靠性和完全性。参与多主体系统研究的还有一些著名的经济学家(如奥曼(Aumann,R.),人工智能和博奕论等领域专家。

三、自动认知逻辑

自动认知逻辑(autoepistemic logic)是研究认知主体关于自身的知识和信念的推理形式及其有关问题的理论。它假定主体是理想的有理性的,并且能够相信他的信念所得出的逻辑后承,同时主体是能够充分内省的。这里的内省是指个体对其自身状态和条件的意识。

1980年赖特(Reiter,R.)提出缺省推理,于是非单调逻辑出现了。1984年穆尔(Moore,R.C.)提出自动认知逻辑。它处理的主要对象是给出一个语句集合作为主体的初始假设(或前提)的主体信念的可能集合。主体理想的合理性蕴涵着:主体完全相信初始假设和他的信念的逻辑后承。穆尔型的自动认知逻辑是非单调的,因而像非单调逻辑其他分支那样,研究知识的稳定扩张是其核心问题。确定稳定扩张有多种方法,如尼梅拉(Niemela,I.)设计的带T和F前置的分析树方法和枚举的方法(1992),后者把自动认知推理定义为理想的理性的主体的内省步骤序列。基本思想是通过对在依据枚举ε给定的次序中的语句应用内省由前提Σ构建信念集合。安东尼奥(Antoniou,G.1997)陈述了另一种计算自动认知理论扩张的方法。它的主要思想是推测一个信念集合并且核证这一判定是否导致不动点方程的解。

自动认知逻辑研究的另一个方向是莱韦斯克(Levesque,H.J.)提出的惟一知识逻辑。它研究含算子B和O的语句形式和相关的推理。在这种逻辑中区分了客观语句和主观语句,构建了系统K45。

莱克迈耶(Lakemeyer,G.)在莱韦斯克工作的基础上,构建新系统OKA。

四、信念变化逻辑

在现实中,伴随着新信息的接受而不断引起人们信念系统的变化。如何修正我们的信念系统以回应信息变化是逻辑研究的基本问题之一。研究这种变化的逻辑是信念变化逻辑或理论变化逻辑。

早在1978年加德福斯(Gardenfors,P.)就提出关于理论变化过程近似于等式的假设。1985年阿尔罗若(Alchourron,C.),加德福斯和梅金森(Makinson,D.)引入偏交收缩函数,并重新表述了关于收缩和修改的假设,从而奠定了信念变化研究的基础。人们把上述假设称作AGM假设或框架。

信念变化逻辑研究在AGM框架内沿着两个不同方向发展。其中一个方向是把信念变化作为理性主体的行为来研究。从这种观点看,信念变化是由多重信息源引起的主体的内在行为。从1994年开始,范林德、范德霍克和迈耶把信念变化做动态研究,用动态逻辑工具来研究扩张、收缩和信念修改等行为。他们考察了行为的机会、结果和履行行为的能力诸方面的联系。在确定收缩行为的结果中,他们引入选择函数,它们的职能是:挑选主体的认知选择集合的子集合,把该子集合加到主体的表信集中去,以便收缩其信念集合。他们证明了,他们所描述的信念变化行为满足AGM假设。同时里介基(Rijke,P.1994)提出用动态模态逻辑来刻画信念变化。

研究信念变化逻辑的另一方向是从非单调推理的角度研究信念变化。把信念变化看做从现有知识和新命题(新信息)到另一个(新的)知识基础的函数。从理论上说,它们可分为收缩、撤回、扩张和修改四种函数。研究这些函数及其关系就成了非单调的信念变化逻辑的主要内容。

近年博克曼(Bochman.A.1999)表述了他的信念和信念变化的基础理论,提出认知状态概念,在认知状态基本框架内展开对各类变化的描述。这种理论是对AGM假设一种选择的解释。

由于近20年的长足发展,认知逻辑已发展成理论严谨,分支众多,应用广泛的逻辑学科。它在人类智力图谱中占有重要地位。

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