人工智能原理ch41_经典逻辑推理

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1、人工智能原理第四讲经典逻辑推理主讲：王祖喜zuxiw@163.com华中科技大学图像所8/25/20211经典逻辑推理经典逻辑推理是根据经典逻辑的逻辑规则进行的一种推理，又称为机械-自动定理证明(mechanical-automatictheoremproving),主要推理方法有自然演绎推理，归结演绎推理及与或形演绎推理等。由于这种推理是基于经典逻辑的，其真值只有真和假两种，因此它是一种精确推理。学习目的：•学习运用知识进行推理，求解问题。8/25/20212主要讲述内容：1.简述与推理相关的知识：如推理方式及分类、推理控制策略、模式匹配、冲突消解策略、搜索

2、策略等。2.经典逻辑推理：自然演绎推理、归结演绎推理和与/或形演绎推理。8/25/20213什么是推理推理从已知事实出发，运用已掌握的知识，找出其中蕴含的事实，或归结出新的事实，这一过程称为推理。推理机在人工智能中，推理是由程序实现的，称为推理机。推理包括两种判断：一种是已知的判断，它包括已掌握的与求解问题有关的知识以及关于问题的已知事实；另一种是由已知判断推出的新判断，即推理的结论。推理的基本任务：是从一种判断推出另一种判断。1推理的基本概念8/25/20214一般而言，推理有一下五种划分方式：Ⅰ.演绎推理、归结推理、默认推理（从新判断推出的途径来划分）演绎

3、推理——从全称判断推导出特称判断或单称判断的过程，即由一般性知识推出适合于某一具体情况的结论。这是一种从一般到个别的推理。演绎推理有多种形式，经常用的是三段论式，它包括：1)大前提，这是已知的一般性知识或假设；2)小前提，这是关于所研究的具体情况或个别事实的判断；推理的方式及其分类8/25/202153)结论，这是由大前提推出的适合于小前提所示情况的新判断。例如：1)足球运动员的身体都是强壮的；2)高波是一名足球运动员；3)所以，高波的身体是强壮的。这就是一个三段论推理，其中，(1)是大前提，(2)是小前提，(3)是经演绎推出的结论。结论“高波的身体是强壮的”

4、事实上是蕴含于“足球运动员的身体都是强壮的”这一大前提中的。它没有超出8/25/20216大前提所断定的范围。这是演绎推理的一个典型特征，即在任何情况下，由演绎推理导出的结论都是蕴含在大前提的一般性知识中的。因此，只要大前提和小前提是正确的，则由它们推导出来的结论也必然是正确的。演绎推理是人工智能中的一种重要推理方式，在直到目前研制成功的各类智能系统中，大多是用演绎推理实现的。8/25/20217归结推理——归结推理是从足够多的事例中归结出一般性结论的推理过程，是一种从个别到一般的推理。归结推理又分为完全归结和不完全归结两种。完全归结：指在进行归结时考察了相应

5、事物的全部对象，并根据这些对象是否都有某种属性，从而推出这种事物是否具有这个属性。例如:某厂进行产品质量检查，如果对每一件产品都进行了严格检查，并且是合格的，则推导出结论该厂的产品是合格的。不完全归结：指只考察了相应事物的部分对象，就得出了结论。8/25/20218默认推理——又称缺省推理，它是在知识不完全的情况下假设某些条件已经具备所进行的推理。在默认推理过程中，如果到某一时刻发现原先所作的默认不正确，则就要撤销所作默认，以及由此默认推出的所有结论重新按新情况进行推理。Ⅱ.确定性推理，不确定性推理（按推理时所用知识的确定性来划分）确定性推理——指推理时所用的

6、知识都是精确的，推出的结论也是确定的，其真值或为“真”，或为“假”，没有第三种情况出现。下面将要讨论的经典逻辑推理就属于这一类。8/25/20219不确定性推理——指推理时所用的知识不都是精确的，推出的结论也不完全是肯定的，其真值位于“真”和“假”之间，命题的外延模糊不清。这里我们要特别强调不确定性推理。自亚里士多德建立第一个演绎公理系统以来，经典逻辑与精确数学的建立与发展为人类科学技术的发展起了巨大的作用。然而，现实世界中的事物和现象大都是不严格、不精确的，许多概念是模糊的，很难用精确的数学模型来表示和处理。因此。近几年来，各种非经典逻辑迅速崛起，人工智能亦

7、把不精确知识的表示与处理作为重要的研究课题。另外，从人类思维活动的特征来看，人们经常是在知识不完全、不精确的情况下进行多方位的思考及推理的。因此，要使计算机模拟人类的思维活动，就必须使其具有不确定性推理的能力。8/25/202110Ⅲ.单调推理、非单调推理（按推理过程中推出的结论是否单调的增加来划分）单调推理——指在推理过程中随着推理的向前推进及新知识的加入，推出的结论呈单调增加的趋势，并且越来越接近最终目标，在推理过程中不会出现反复的情况，即不会由于新知识的加入而否定前面推出的结论，使推理又退回到前面的一步。非单调推理——指在推理过程中由于新知识的加入，不仅

8、没有加强已推出的结论，反而要否定它，使