循規(guī)推理的三個(gè)根源

曹杰

【摘 要】循規(guī)推理又稱為基于規(guī)則的推理，是科學(xué)認(rèn)知的一種主要形式?！叭绻敲矗╥f-then）”是循規(guī)推理中一種主要的規(guī)則表征形式，是以“如果……那么……”作為邏輯詞項(xiàng)進(jìn)行推理的方式。“如果”部分是條件，“那么”部分是結(jié)論。文章從產(chǎn)生式系統(tǒng)、蘊(yùn)涵、IF—條件句為根源對(duì)循規(guī)推理進(jìn)行了深入研究。

【關(guān)鍵詞】循規(guī)推理 如果—那么 產(chǎn)生式系統(tǒng) 蘊(yùn)涵 IF—條件句

循規(guī)推理或基于規(guī)則的推理（rule-based reasoning），這種簡(jiǎn)單有效的推理規(guī)則普遍應(yīng)用于推理判斷中，其有三個(gè)根源：產(chǎn)生式系統(tǒng)、蘊(yùn)涵和IF—條件句。在人工智能領(lǐng)域，基于規(guī)則的認(rèn)知模型以規(guī)則為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)更強(qiáng)的表征力和計(jì)算性，形成了基于規(guī)則的計(jì)算機(jī)編程系統(tǒng)。在邏輯學(xué)領(lǐng)域，形式蘊(yùn)涵中“如果—那么”被稱為“充分假言推理”，在數(shù)理邏輯中則被稱為“蘊(yùn)涵式”，是推理的一種重要依據(jù)。在語(yǔ)言學(xué)領(lǐng)域，“如果—那么”推理被稱為“條件句”，語(yǔ)言學(xué)更注重將推理置于自然語(yǔ)言中。

一、作為產(chǎn)生式系統(tǒng)認(rèn)知模型的循規(guī)推理

作為人工智能的主要學(xué)派之一，符號(hào)主義，或稱為邏輯主義，以數(shù)理邏輯為基，主張人類的認(rèn)知過(guò)程實(shí)際是符號(hào)的運(yùn)算。人類的許多知識(shí)都可以被描述為“if—then”的規(guī)則形式。符號(hào)主義以知識(shí)表示為核心，認(rèn)知推理就是采用啟發(fā)式搜索的過(guò)程。第一個(gè)符號(hào)主義系統(tǒng)是紐威爾、肖和西蒙于1956年編寫(xiě)的“邏輯理論家”，通過(guò)模擬人類進(jìn)行邏輯推理中的思維演進(jìn)規(guī)律證明三角函數(shù)等一系列復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題。不久，“邏輯理論家”被推廣到第一個(gè)試圖理解人類思維的框架中——GPS通用問(wèn)題求解器（GPS是第一個(gè)清楚地把系統(tǒng)中與任務(wù)無(wú)關(guān)的含有通用問(wèn)題解決機(jī)構(gòu)的部分和系統(tǒng)中包含的任務(wù)環(huán)境知識(shí)區(qū)分開(kāi)來(lái)的問(wèn)題求解程序，GPS采用規(guī)則來(lái)模擬人類解決各種類型的問(wèn)題）。1965年，斯坦福大學(xué)的費(fèi)根鮑姆和化學(xué)家勒德貝格合作研制出第一個(gè)專家系統(tǒng)。對(duì)于專家系統(tǒng)比較通用的定義是“利用存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)的某一特定領(lǐng)域內(nèi)人類專家的知識(shí)，來(lái)解決過(guò)去需要人類專家才能解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”。其中，基于規(guī)則的專家系統(tǒng)是指知識(shí)的表示方式為產(chǎn)生式規(guī)則。在該系統(tǒng)中，知識(shí)被表示為“if—then”形式的規(guī)則，規(guī)則的前提（“如果”部分）對(duì)應(yīng)于條件；結(jié)論（“那么”部分）對(duì)應(yīng)于動(dòng)作：當(dāng)條件被滿足時(shí)，專家系統(tǒng)便執(zhí)行斷言結(jié)論為真對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。

繼GPS和專家系統(tǒng)之后，在認(rèn)知科學(xué)中影響較大的分別是安德森的ACT認(rèn)知模型（ACT理論是關(guān)于認(rèn)知系統(tǒng)的整合與人腦進(jìn)行信息加工活動(dòng)的理論模型），紐威爾、拉伊德和羅森勃盧姆合作開(kāi)發(fā)的SOAR認(rèn)知模型。SOAR認(rèn)知模型是1986年開(kāi)發(fā)的被稱之為“通用智能的一種框架”的認(rèn)知系統(tǒng)。ACT與SOAR系統(tǒng)均以產(chǎn)生式規(guī)則為基礎(chǔ)。

二、作為蘊(yùn)涵的循規(guī)推理

在數(shù)理邏輯中，“如果—那么”記為“→”，即“蘊(yùn)涵”。但是“蘊(yùn)涵”與“如果—那么”并不完全等同，循規(guī)推理在日常的使用中無(wú)法脫離語(yǔ)境，蘊(yùn)涵作為邏輯表征方式只是規(guī)則在邏輯中的符號(hào)抽象。

對(duì)于蘊(yùn)涵的研究，最早可以追溯到古希臘的麥加拉-斯多葛學(xué)派，代表人物有費(fèi)羅、第奧多魯?shù)?。蘊(yùn)涵的發(fā)展主要包括費(fèi)羅蘊(yùn)涵、第奧多魯蘊(yùn)涵、聯(lián)結(jié)蘊(yùn)涵和包含蘊(yùn)涵。

自麥加拉—斯多葛學(xué)派對(duì)蘊(yùn)涵關(guān)系進(jìn)行深入研究之后，不少邏輯學(xué)家和哲學(xué)家也對(duì)蘊(yùn)涵關(guān)系進(jìn)行了多方面的研究，例如偽斯各脫將蘊(yùn)涵分為形式蘊(yùn)涵和實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵，波伊修斯對(duì)假言命題的研究與實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵一致。中世紀(jì)的著名哲學(xué)家?jiàn)W卡姆將蘊(yùn)涵做了更為詳細(xì)的分類，依照其結(jié)構(gòu)、時(shí)間等不同的標(biāo)準(zhǔn)將蘊(yùn)涵分為當(dāng)下蘊(yùn)涵、絕對(duì)蘊(yùn)涵、內(nèi)在蘊(yùn)涵與外在蘊(yùn)涵、實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵與形式蘊(yùn)涵等。

進(jìn)入19世紀(jì)后，隨著數(shù)理邏輯的不斷發(fā)展，哲學(xué)家和邏輯學(xué)家在前人研究成果的基礎(chǔ)上對(duì)蘊(yùn)涵進(jìn)行了全面而深刻的研究。弗雷格構(gòu)建在一階邏輯公理系統(tǒng)中提出了真值蘊(yùn)涵，即實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵。羅素為蘊(yùn)涵理論的現(xiàn)代發(fā)展奠定了深厚的基礎(chǔ)，他明確地將蘊(yùn)涵分為實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵和形式蘊(yùn)涵。形式蘊(yùn)涵是存在于當(dāng)對(duì)于變?cè)乃兄刀砸粋€(gè)蘊(yùn)涵另一個(gè)的命題函項(xiàng)之間的蘊(yùn)涵。羅素在《數(shù)學(xué)原理》明確指出：形式蘊(yùn)涵是一種外延間的關(guān)系，而不是內(nèi)涵間的關(guān)系，推理規(guī)則所體現(xiàn)的是形式蘊(yùn)涵關(guān)系，形式蘊(yùn)涵包含在推理規(guī)則之內(nèi)。羅素還指出：實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵是兩個(gè)確定的命題p和q之間的蘊(yùn)涵關(guān)系。然而，這些研究都不可避免遇到“實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵怪論”問(wèn)題。“實(shí)質(zhì)蘊(yùn)涵怪論”是指在依照真值函項(xiàng)論推理時(shí)，由p真q真、p真q假產(chǎn)生的兩個(gè)“怪論”。（1）真命題被任何命題蘊(yùn)涵。例如：如果2+2=4，那么雪是白的。（2）假命題蘊(yùn)涵任何命題。例如：如果2+2=5，那么雪是黑的。

三、作為IF—條件句的循規(guī)推理

在語(yǔ)言學(xué)領(lǐng)域，語(yǔ)言學(xué)家對(duì)IF—條件句也進(jìn)行了全面深入的研究。特別是近代以來(lái)隨著邏輯的發(fā)展和認(rèn)知科學(xué)的興起，語(yǔ)言學(xué)家引入邏輯學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)、認(rèn)知語(yǔ)言學(xué)等科學(xué)來(lái)發(fā)展和完善對(duì)其的研究。由前件“如果”引發(fā)的條件推論出后件“那么”得出的結(jié)論可以表達(dá)多種關(guān)系：因果關(guān)系、條件關(guān)系、假設(shè)關(guān)系（包含祈使意味、推斷意味、虛擬意味、推理關(guān)系、時(shí)間順序、對(duì)比關(guān)系、肯定性承諾關(guān)系）。

對(duì)于IF—條件句的分類，依照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類方式。

其一，依照語(yǔ)法將其分為直陳條件句和反事實(shí)條件句。直陳條件句是指前后件的內(nèi)容都是已知事實(shí)或可以實(shí)現(xiàn)的事實(shí)。反事實(shí)條件句也稱為違實(shí)性條件句，前后件都是虛擬語(yǔ)氣，即前后件的內(nèi)容上具有一定的關(guān)聯(lián)，但前件和后件的內(nèi)容不容易實(shí)現(xiàn)或事實(shí)是假的，也可以表達(dá)說(shuō)話者的期盼、愿望等。

其二，依照語(yǔ)義、語(yǔ)用等將IF—條件句分為真實(shí)條件句和非真實(shí)條件句。真實(shí)條件句是指分句的內(nèi)容是導(dǎo)致主句事態(tài)實(shí)現(xiàn)的理由，可表述為：p的發(fā)生是q發(fā)生的充分條件。真實(shí)條件句的前件p發(fā)生的時(shí)間在q之前，同時(shí)，“后件的動(dòng)詞‘時(shí)的運(yùn)用呈現(xiàn)一種系統(tǒng)性的推移，那就是動(dòng)詞時(shí)間的后移——?jiǎng)釉~形式所示的時(shí)間早于句子實(shí)際所指的時(shí)間”。此外，依據(jù)“條件”的不同，又可以分為真正的條件和非真正的條件，即前者是從知識(shí)延伸出來(lái)的“條件”，而后者是從情感意愿延伸出來(lái)的“條件”。

非真實(shí)條件句不像真實(shí)條件句那樣表達(dá)的是事實(shí)或可實(shí)現(xiàn)的事件，非真實(shí)條件句更傾向于表達(dá)個(gè)人情感、個(gè)人推測(cè)等，前后件相對(duì)獨(dú)立，內(nèi)容上不具備必然的關(guān)聯(lián)，沒(méi)有假設(shè)條件。分句的動(dòng)詞形式不用發(fā)生“后移”，前后件事件發(fā)生的時(shí)間順序沒(méi)有固定要求，可有先后順序，也可以同時(shí)。除此之外，又可以將非真實(shí)條件句分為三類：推論條件句、言語(yǔ)行為條件句和元語(yǔ)篇條件句。對(duì)條件句的研究有助于研究人類的邏輯思維、語(yǔ)言認(rèn)知、言語(yǔ)表述等多種人類特有的思維規(guī)律。

循規(guī)推理以產(chǎn)生式規(guī)則為基礎(chǔ)構(gòu)成了產(chǎn)生式認(rèn)知系統(tǒng)，以蘊(yùn)涵為基礎(chǔ)構(gòu)建了邏輯推理的“假言三段論”，以IF—條件句為基礎(chǔ)深入研究了語(yǔ)形、語(yǔ)義、語(yǔ)境與語(yǔ)用對(duì)推理的影響。總之，產(chǎn)生式系統(tǒng)、蘊(yùn)涵與IF—條件句是“如果—那么”推理的三個(gè)重要根源。

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