論語義網(wǎng)的邏輯基礎及其應用

1、論語義網(wǎng)的邏輯基礎及其應用第1頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三22007 BeijingOutline邏輯，推理與知識社會現(xiàn)代邏輯的基本思想語義網(wǎng)的邏輯基礎語義網(wǎng)與本體技術應用實例結論第2頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三32007 Beijing邏輯，推理與知識社會一個現(xiàn)代中國知識分子不斷探尋的問題：中國文化與如何走向現(xiàn)代化第3頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三42007 Beijing無所不在的邏輯推理與決策判斷問題邏輯推理， 管理水平與執(zhí)政能力網(wǎng)絡信息資源與知識社會邏輯，推理與知識社會第4頁，共94頁，2022年，

2、5月20日，16點41分，星期三52007 Beijing現(xiàn)代科學與邏輯思辯方法斯賓諾莎（1632-1677）（荷）：倫理學笛卡爾（1596-1650）（法）：第一哲學的沉思牛頓（1643-1727）（英）：力學體系羅素 （1872-1970）（英）數(shù)理邏輯與現(xiàn)代數(shù)學布勞維爾（1881-1966）（荷）：直覺主義邏輯第5頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三62007 Beijing從我們身邊每天發(fā)生的事情說起第6頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三72007 Beijing眾說紛紜話“感恩”不應該取消，既然主動資助別人，主觀上就不應圖回報 應該取消，

3、不知感恩的人很難期望他們將來回饋社會。 鄙視這些要求大學生感恩的企業(yè)家。貧窮的大學生不是叫花子！他們一心放在學習上，將來為社會做了貢獻就是對你最大的回報。第7頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三82007 Beijing眾說紛紜話“感恩”這是一個社會問題,中國應該把素質教育當做重點課程,都讀大學還不會感恩這是中國教育界的失敗 人是社會動物，對別人的善意做出正確的反饋是基本的道理，如果連這點游戲規(guī)則都不懂的話，那讀這么多書簡直 就是浪費！ 上學是他們應有的權利!靠別人捐助施舍才得到,該感誰的恩? 滴水之恩，涌泉相報！ 第8頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，

4、星期三92007 Beijing感謝的邏輯Thank i,j doj(a) doj(-a) done(j,a) (Ui() Ui() (Ui() Ui(). 某甲應該就某事感謝某乙當且僅當 某乙是該事的行動者而且某甲從中得到好處（utility）而某乙從中失去好處。第9頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三102007 Beijing弱感謝標準Thank i,j doj(a) doj(-a) done(j,a) (Ui() Ui() 某甲應該就某事感謝某乙當且僅當 某乙是該事的行動者而且某甲從中得到好處。第10頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三112

5、007 Beijing感謝與義務Thank i,j doj(a) doj(-a) done(j,a) Ojdone(j,a) (Ui() Ui() (Ui() Ui() 某甲應該就某事感謝某乙當且僅當 某乙是該事的行動者而且某甲從中得到好處而某乙從中失去好處而且某乙沒有義務必須這么做。第11頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三122007 Beijing感謝與認知Thank i,j Kidoj(a) Kjdoj(-a) done(j,a) Ki(Ui() Ui() Ki(Ui() Ui() 某甲應該就某事感謝某乙當且僅當 某乙是該事的故意行動者以使某甲從中得到好處。第12

6、頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三132007 Beijing感恩某甲應該就某事感恩某乙當且僅當 某乙是該事的行動者而且某甲從中得到極大好處而某乙從中蒙受許多損失。Gratitude i,j doi(a) doi(-a) done(j,a) (Uj()-Uj()Gi (Ui()-Ui() Gj).第13頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三142007 Beijing弱感恩標準I某甲應該就某事感恩某乙當且僅當 某乙是該事的行動者而且某甲從中得到好處而某乙從中蒙受許多損失。Gratitude i,j doi(a) doi(-a) done(j,a) (

7、Uj()Uj() (Ui()-Ui() Gj).第14頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三152007 Beijing弱感恩標準II某甲應該就某事感恩某乙當且僅當 某乙是該事的行動者而且某甲從中得到極大好處。Gratitude i,j doi(a) doi(-a) done(j,a) (Uj()-Uj() Gj.第15頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三162007 Beijing感謝與信息傳遞Thank i,j doj(a) doj(-a) done(j,a) Ojdone(j,a) (Ui() Ui() (Ui() Ui() 說聲謝謝 等于 進行

8、下列言語確認行動：1) （主體角色的確認）：是您為我作了這件事；2）（利益轉移的確認）：從中我得了好處而您蒙受了損失；3）（義務免除的確認）您本沒有義務這么做。第16頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三172007 Beijing不感謝意味著什么？使用邏輯方法進行推算：Thank i,j （doj(a) doj(-a) done(j,a)） V Ojdone(j,a) V （ (Ui() Ui() (Ui() Ui() ）不道謝 等于 作了下列言語行動之一：1) （主體角色的否認）：不是你為我作了這件事；或者 2）（利益轉移的否認）：從中我沒得了好處或你沒蒙受什么損失；或

9、者 3）（義務的確認）你這么做是應該。第17頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三182007 Beijing分析的結論貧困大學生不必感恩企業(yè)家的資助，應為每年一千元的支持不構成該感恩的標準。貧困大學生應該向企業(yè)家致謝，應為無論采取何種標準，都構成應該致謝的事情。懂得致謝是所有文明人都應該知道的一種行為規(guī)范。企業(yè)家有理由終止資助，因為沒有信息渠道可以表明受助大學生懂得文明規(guī)范。第18頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三192007 Beijing第19頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三202007 Beijing邏輯的作用Tha

10、nk i,j Kidoj(a) Kjdoj(-a) done(j,a) Ojdone(j,a) (Ui() Ui() (Ui() Ui() Ki ： 知識與相信的邏輯（Logic of knowledge and belief)doj(a)： 動態(tài)邏輯(Dynamic Logic)Ui() Ui() ： 偏愛邏輯(Preference Logic)Oj done(j,a)：義務邏輯（Deontic Logic）命題邏輯(Propositional Logic)一階謂詞邏輯(First Order Predicate Logic)第20頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三2

11、12007 Beijing推理與模糊性不確定性通過多種定義來體現(xiàn)多個前提的共同結論構成模糊推理的下界從至少一個前提推出的結論構成模糊推理的上界第21頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三222007 Beijing邏輯與判斷：更多的例子南京彭宇案：概率推理，常識推理與司法論證何祚庥炮轟中醫(yī)：陳曉旭就是被中醫(yī)害死的： 因果推理問題中國牙膏:二甘醇問題：關于安全的推理岳飛文天祥是否是民族英雄？語言哲學與時間推理問題第22頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三232007 Beijing第23頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三24200

12、7 Beijing現(xiàn)代邏輯的基本思想句法（Syntax），語義 (Semantics)，與語用（Pragmatics）真值條件（Truth Conditions）模型(Model)， 狀態(tài)(State)， 與可能世界(Possible Worlds)命題（Propositions）與模態(tài)（Modalities）第24頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三252007 Beijing句法（Syntax）與語義 (Semantics)語形規(guī)定描述的語法規(guī)則 p P = p L , L = , v L。語義通過真值條件規(guī)定描述與其語義模型的對應關系M |= iff M |= 而且

13、 M |= 第25頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三262007 Beijing演繹與歸納 |= (邏輯推論關系)標準演繹： |= iff 對所有的模型M，M|= 都成立非標準演繹： |= iff 對部分的模型M，M|= 成立歸納： |= 這里 是附加假設。第26頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三272007 Beijing單調推理與非單調推理(monotonic reasoning and non-monotonic reasoning)單調推理: |= = |= for any 非單調推理： 上述特性不總成立第27頁，共94頁，2022年，5

14、月20日，16點41分，星期三282007 Beijing網(wǎng)絡信息資源與邏輯描述第28頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三292007 Beijing概念與本體Concepts and OntologiesPhilosophical discipline, branch of philosophy that deals with the nature and the organisation of reality.Science of Being (Aristotle, Metaphysics, IV,1)What is being?What are the featur

15、es common to all beings?第29頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三302007 BeijingVocabulary and Ontology Controlled vocabulary (Jernst 2003) : a list of controlled termsunambiguousnon-redundant definitionOntology: a controlled vocabulary expressed in an ontology representation language (Jernst 2003)第30頁，共94頁，2

16、022年，5月20日，16點41分，星期三312007 BeijingIn computer science An ontology is an explicit specification of a conceptualization. Gruber93An ontology is a shared understanding of some domain of interest. Uschold, Gruninger96There are many definitionsa formal specification EXECUTABLEof a conceptualization of a

17、 domain COMMUNITYof some part of world that is of interest APPLICATIONDefinesA common vocabulary of termsSome specification of the meaning of the termsA shared understanding for people and machines第31頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三322007 BeijingWhy develop an ontology?To make domain assumptions explic

18、itEasier to change domain assumptionsEasier to understand and update legacy dataTo separate domain knowledge from operational knowledgeRe-use domain and operational knowledge separatelyA community reference for applicationsTo share a consistent understanding of what information means.第32頁，共94頁，2022年

19、，5月20日，16點41分，星期三332007 Beijing本體的主要特征Key features of an Ontology概念層次性Concept hierarchy, 概念包含關系concept subsumption特殊與一般關系 InstanceOf Relation (Instances)部分與整體關系 PartOf Relation (property)第33頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三342007 BeijingWhy not other alternatives一階謂詞邏輯 the first-order predicate logic集合論

20、 set theory程序語言 programming languages第34頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三352007 Beijing語義網(wǎng)的邏輯基礎的爭論封閉世界假說與開放世界假說Closed world assumption vs. Open world assumption唯一名假說與非唯一名假說Unique name assumption vs. Non-unique name assumption面向對象與非面向對象Object-oriented vs. non-object oriented.第35頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，

21、星期三362007 Beijing一個實例王老師有孩子：王一， 王二，王三。問：王老師有幾個孩子？封閉世界與唯一名： 3 個開放世界與唯一名：至少3個開放世界與非唯一名：至少1個思考：在網(wǎng)絡環(huán)境下，哪種方式比較合適？第36頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三372007 Beijing概念與分類設定存在一個所有個體（Individual）的集合一個概念被看成是一個個體的集合（Set of individuals）定義一個概念就是確定一個分類概念集合與個體集合是不相交的。第37頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三382007 Beijing復合概念概念

22、的否定， 交 與并CDCD第38頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三392007 BeijingBasic Description Logic: ALConcept Expressions:A (atomic concept) (universal concept) (bottom concept) A (atomic negation)C D (intersection)R.C (value restriction)R.T (limited existential quantification)where A is a concept name, C and D are

23、 concept expressions, and R is a role expression第39頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三402007 BeijingFamily of AL languageC D (Union)R.C (Full Existential Quantification) C (Complement)Number restriction( n R) (at least restriction)( n R) (at most restriction)Qualified number restriction( n R.C) (at least

24、restriction)( n R.C) (at most restriction)Transitive Role: R+Inverse of Role: IRole Hierarchies R S: H第40頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三412007 BeijingExampleswoman person femaleman person womanmother woman hasChild.personfather man hasChild.person第41頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三422007 BeijingDecidable

25、 Subset of First-Order Logic Equivalent to 3 Variable Fragment (Borgida 1996)Model theoretic semantics by mapping to abstract domainProvides Primitives for defining Conceptual KnowledgeConcept Expressions (Formulas with 1 free variable) for describing Sets of ObjectsBoolean Operators: C D, C D, CQua

26、ntifiers: (R.C), (P.C) Cardinality Constraints: (= n R), ( n R), ( n R), ( n R), ( n R)Axioms define relations between conceptsSubsumption: C D Equivalence: C DDisjointness: C D Description Logics第42頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三432007 BeijingDL SemanticsInterpretation function extends to concept exp

27、ressions in an obvious(ish) way, i.e.:第43頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三442007 BeijingExamplewhitehorse horse white.color(white).whitehorse horse hasColor. white.這里white是一個列名（nominal）whitehorse horse hasColor. white hasColor. white.第44頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三452007 Beijing資源描述框架Resource Descripti

28、on Framework(RDF)Metadata is machine understandable information about web resources or anything that has an URI, it is represented as a set of independent assertions:http:/wasp.cs.vu.nl/sekt/dig/dig.pdfZhishengCreatorCeesCreatorTriple: T(subject, attribute, values) 第45頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三46

29、2007 Beijing資源描述框架模式RDF Schema (RDFS)RDFS defines vocabulary for RDFOrganizes this vocabulary in a typed hierarchyClass, subClassOf, typeProperty, subPropertyOfdomain, range第46頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三472007 BeijingRDFSProf. MaWangPersonStudentProfessorsubClassOfsubClassOftypehasSuperVisordomain

30、rangetype第47頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三482007 Beijing網(wǎng)絡本體語言Web Ontology Language (OWL)OWL is built on top of RDF OWL is for processing information on the web OWL was designed to be interpreted by computers OWL was not designed for being read by people OWL is written in XML OWL is a web standard 第4

31、8頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三492007 BeijingDesign Goals for OWL第49頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三502007 BeijingLayered language OWL Lite:Classification hierarchySimple constraints OWL DL:Maximal expressivenessWhile maintaining tractabilityStandard formalisation OWL Full:Very high expressivenessLoosin

32、g tractabilityNon-standard formalisationAll syntactic freedom of RDF(self-modifying)Syntactic layeringSemantic layeringFullDLLite第50頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三512007 Beijing第51頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三522007 Beijing第52頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三532007 Beijing第53頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三5

33、42007 BeijingOWL Example: animals 第54頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三552007 BeijingDL for OWL: SHIQSHIQ = ALCQHIR+ 第55頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三562007 Beijing第56頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三572007 Beijing荷蘭國家文化傳承工程The Dutch Cultural Heritage Eculture ProjectSTiTCH-CatchChip Project第57頁，共94頁，2022年，5月

34、20日，16點41分，星期三582007 BeijingProject E-Culture 第58頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三592007 Beijing第59頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三602007 Beijing第60頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三612007 Beijing第61頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三622007 Beijing第62頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三632007 BeijingTimeline第63頁，共94頁，2022年，

35、5月20日，16點41分，星期三642007 Beijing2006國際語義網(wǎng)技術挑戰(zhàn)賽冠軍第64頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三652007 BeijingSTiTCH-Catch： 第65頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三662007 Beijing本體映射 Ontology MappingOntology mapping：provide the background knowledge required for accessing distributed information repositories。This project has

36、taken a use case driven approach. We expect to show that this technology can be employed to answer a new class of searches over different collections. 第66頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三672007 Beijing第67頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三682007 Beijing第68頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三692007 Beijing第69頁，共94頁，2

37、022年，5月20日，16點41分，星期三702007 Beijing醫(yī)院特護Intensive Care Formalized Terminologies to support tasks at Intensive Care Units of Hospitals (DICE/I-Catcher).Clinical trials use entry criteria to select patients for the study. The choice of these criteria is an important step in clinical trial design. To be

38、 able to compare the results of the trial with those of other trials and to assess the generalizability of the results to daily clinical practice, the entry criteria have to be compatible with definitions used in comparable trials and the agreed standard definitions of disease. 第70頁，共94頁，2022年，5月20日

39、，16點41分，星期三712007 Beijing第71頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三722007 BeijingDescription Logics, the logical foundations for ontology modeling are obvious candidates to model these entry criteria, to allow for declarative descriptions of classes of patients with particular symptoms. This is obviously comp

40、licated when no crisp disease definition exists. For this purpose we model clinical trials in an extension of Dls, so called Rough Description Logics, and use the semantics of these languages to study 9 different clinical trials about the sepsis condition.第72頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三732007 Beiji

41、ngKey Benefits of Using Semantic Web Technology動態(tài)的語義匹配選擇 The use of formal ontologies allow for dynamic selection of patient groups, which in turn facilitates daily care practice and management tasks. 本體并聯(lián)技術 Ontology alignment techniques developed in the context of Semantic Web allow to combine and

42、compare patient registrations from different hospitals. 推理支持 The reasoning support that is available for OWL DL ontologies help to verify the terminology system.第73頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三742007 BeijingThe OpenKnowledgeUsing the OpenKnowledge system to ease re-use algorithms written by biomedic

43、al and biological scientists working in the Proteomics domain.A technologically advanced strategy to characterise proteins on a large scale involves fragmenting the proteins and the use of mass spectrometric analysis to determine the amino acid sequence of each fragment. 第74頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分

44、，星期三752007 BeijingTo accomplish an actual identification of each protein, the fragments are compared with the sequences stored in centrally maintained databases. This is undertaken either in-house or via WWW-servers and the chances for identification vary depending on the quality of the samples subj

45、ected to mass spectrometry. Given this limitation, proteomics experts express a great interest in gaining access to data resulting from their colleagues research, to help them with their own analyses. 第75頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三762007 BeijingOpenKnowledgeOpenKnowledge project is to allow knowle

46、dge to be shared freely and reliably, regardless of the source or consumer. Reliability here is interpreted as a semantic issue. 第76頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三772007 BeijingKey Benefits of Using Semantic Web Technology 專家知識的分布式定位Localisation of experts, Web-services and workflows in a distributed

47、way by semantic enabled discovery algorithms 支持多種用戶交互A system in which people can develop, share and visualize via different user interfaces, the semantic descripitions of the resources (experts, services and workflows)知識共享Providing a shared point of access for all people interested in any field, in

48、cluding the proteomics domain 跨領域映射Enabling re-use of mappings between terminologies used in different domains using Semantic Web technology. 第77頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三782007 BeijingBalkenende attacks Bos“Youre a twister and dishonest”, said the Christian Democrat about his most main opponent

49、(30/10/06)Polls: SP at 25 seats larger than VVDAccording to a poll conducted by TNS/NIPO, the SP has risen to be the third largest party.(7/11/06)Unrest in VVD over RutteLiberal MPs also complain about personal campaign by Rita Verdonk. (1/11/2006) Reality + SPReality - VVDBalkenende BosBalkenende:

50、Bos - IdealVVD VVDVVD Verdonk語義網(wǎng)應用于政治分析實例研究：2006年荷蘭大選第78頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三792007 BeijingRelational Content Analysis 第79頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三802007 BeijingExample第80頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三812007 Beijing第81頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三822007 Beijing趨勢分析與預測第82頁，共94頁，2022年，5月20日

51、，16點41分，星期三832007 Beijing第83頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三842007 Beijing時間推理第84頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三852007 Beijing邏輯的作用使用混合邏輯（Hybrid Logic）與事態(tài)邏輯描述性質：如 Internal Disagrement等詳情見論文http:/www.cs.vu.nl/wva/pub/HL.pdf第85頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三862007 Beijing第86頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三87200

52、7 Beijing三大領域： 工業(yè)， 教育， 和科研Outreach to Industry. To promote greater awareness and faster take-up of Semantic Web technology within Europe in full synergy with the research activity. This outreach will help to reduce time needed to transfer the technology to industry and to market. Outreach to Educati

53、on. Act as the principal focus for educational activities on Semantic Web. Coordination of Research. To ensure that the research as performed by the leading groups in this area will be sufficiently coordinated to avoid both duplication and fragmentation. 第87頁，共94頁，2022年，5月20日，16點41分，星期三882007 BeijingWorkpackagesIndustrial Workpackages WP1.1: Industrial Application Needs WP1.2: Evaluation for technology selectionWP1.3: Technology RecommendationsWP1.4: Promotion of Ontology TechnologyWP1.5: Cross Network cooperationsWP1.6: