автореферат диссертации по философии, специальность ВАК РФ 09.00.07
диссертация на тему: Анализ контрфактических высказываний в логике и искусственном интеллекте

Текст диссертации на тему "Анализ контрфактических высказываний в логике и искусственном интеллекте"

' А 9 V . " .,/ ^ л - У

' 1 р Чк> ^ У

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. М. В. ЛОМОНОСОВА

Кафедра логики философского факультета

На правах рукописи

ФРОЛОВА АЛЛА БОРИСОВНА

АНАЛИЗ КОНТРФАКТИЧЕСКИХ ВЫСКАЗЫВАНИЙ В ЛОГИКЕ И ИСКУССТВЕННОМ ИНТЕЛЛЕКТЕ

Специальность 09.00.07 - логика

Диссертация на соискание ученой степени кандидата философских наук

Научный руководитель -доктор философских наук, профессор

Смирнова Е.Д.

москва-1999

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение................................................................................................................2

Глава 1. Проблема контрфактических высказываний в контексте исследований по философской логике и искусственному интеллекту...........11

1.1. Исходная постановка проблемы и анализ основных подходов.............................11

1.2. Контрфактические высказывания в ИИ......................................................................27

1.3. Нестандартные рассуждения и модели......................................................................38

Глава 2. Трудности, связанные с применением стандартных подходов к контрфактическим высказываниям...........................:.......................................48

2.1. Относительное сходство против минимального изменения - полемика Льюиса и Поллока..................................................................................................................................48

2.2. Применение контрфактических аргументов в социальных и гуманитарных науках....................................................................................................................................58

2.3. Метаанализ рассуждений о контрфактуалах............................................................67

Глава 3. Контрфактические высказывания в уточненной семантике возможных миров...............................................................................................73

3.1. Лейбницевская трактовка возможных миров и гипотетических истин................73

3.2. Дистрибутивные нормальные формы как средство уточнения структуры возможных миров.................................................................................................................91

3.3. Проблема контрфактуалов в уточненной семантике возможных миров............105

Заключение.......................................................................................................118

Литература........................................................................................................126

Введение

Контрфактические высказывания, такие, например, как "Если бы Колумб не открыл Америку, то экономический прогресс Европы был бы значительно замедлен" или же "Если бы температура опустилась ниже 0° С, то вода бы замерзла", представляют собой сослагательные условные предложения, используемые как в повседневном опыте, так и в научном объяснении, прогнозировании, диагностике и планировании. Сослагательная форма таких утверждений подразумевает, что реальное положение дел отлично от описываемого антецедентом и консеквентом, взятыми в изъявительной форме. Проблема контрфактических высказываний, по мнению большинства исследователей, состоит в отыскании критериев, позволяющих считать такие высказывания истинными.

История науки насчитывает много примеров, когда конфликтующие школы или направления использовали аргументы, казавшиеся в свое время неопровержимыми, но опровергнутые впоследствии. Вспомним, с каким трудом пришлось Копернику отстаивать свои взгляды в борьбе с геоцентрической теорией мира. Его противники ссылались на казалось бы очевидную истину: если бы Земля вращалась, то тела не могли бы удержаться на её поверхности, и, сорвавшись с нее, улетели бы в космическое пространство, подобно тому, как срываются предметы с вращающейся платформы. Существовал и другой довод против суточного вращения Земли: вращающаяся Земля должна была бы просто-напросто разлететься на части. На это Коперник возражал, что вращение Земли естественно и потому не может разрушить нашу планету. Должно быть, ощущая шаткость этого аргумента, Коперник, переходя в "контрнаступление", спрашивал, почему, в таком случае, небо не разлетается на части в результате очень быстрого суточного вращения, предусматриваемого геоцентрической теорией. Еще один довод против суточного вращения Земли состоял в следующем: если бы Земля вращалась с

запада на восток, то любой предмет, подброшенный в воздух, отклонялся бы к западу, так как Земля под ним успевала бы повернуться. А если бы Земля к тому же обращалась вокруг Солнца, то более легкие предметы на Земле отставали бы от более тяжелых, поскольку скорости падающих предметов, как считалось, пропорциональны их весу. На это Коперник возражал, что воздух обладает земной природой и поэтому движется в полном соответствии с движением Земли. Суть всех этих возражений против суточного вращения Земли и ее обращения вокруг Солнца сводилась к тому, что движение Земли не вписывалось в рамки общепринятой во времена Коперника теории движения, предложенной еще Аристотелем.

В данном примере "неопровержимые" аргументы геоцентристов, апеллирующие к интуиции и подкрепленные авторитетом Аристотеля, имели форму сослагательных условных утверждений типа "Если бы ..., то бы ..." Аргументы эти сами по себе не являлись утверждениями о фактах, но скорее гипотезами, обобщающими некоторые отдельно взятые факты (например, падение предметов с вращающейся платформы), на случаи, когда проверка такого обобщения принципиально невозможна. Тем не менее, в ходе рассуждений аргумент "Если бы Земля вращалась, то тела не могли бы удержаться на ее поверхности" использовался как истина, не подлежащая сомнению. 100 лет спустя ошибочность этого мнения стала очевидна для многих, и тем не менее, сейчас, как и тогда, мы используем подобные аргументы в своих рассуждениях, не имея надежного критерия их истинности. Контрфактические конструкции вносят дополнительные сложности в процесс рассуждения, поскольку они не выполняют такие классические логические принципы как транзитивность, усиление антецедента и контрапозиция. Контрфакту алы давно являются объектом пристального внимания логиков и философов, поскольку существует тесная взаимосвязь между проблемой контрфактических высказываний и целым комплексом проблем, во многом определяющих современное состояние

науки: это проблемы экспликации законов науки, каузальных и вероятностных утверждений, диспозиционных предикатов.

Анализ ситуации, сложившейся в последнее время в науке, показывает, что многие центральные проблемы исследований оказываются весьма сходными в таких различных дисциплинах как логика, лингвистика, философия и информатика. Одним из главных объединяющих их моментов является общая заинтересованность в мышлении, мыслительных процедурах, независимо от того, реализуются ли они человеческим или машинным интеллектом. Мышление, конечно, прежде всего, является царством Логики, и поэтому логические принципы пронизывают все вышеназванные области. С другой стороны, логика как наука сама испытывает сильное влияние со стороны таких сравнительно молодых дисциплин, как информатика и искусственный интеллект. Последние достижения в области информатики и искусственного интеллекта существенно расширяют представления о предмете и целях логической науки, ее методах и приоритетах в исследованиях. Со своей специфической точки зрения каждая из этих новых дисциплин обогащает традиционные представления о мышлении, как в сфере механизмов логического вывода, так и в отношении форм представления информации, участвующей в таком выводе. В настоящее время перспективы, открывающиеся перед логической наукой, состоят, во-первых, в возможности более широко использовать понятия и технический аппарат, разработанные в области оснований математики и специфических разделах философии, и во-вторых, в новых исследованиях внутри самой логики, связанных с логической семантикой. Таким образом, логика приходит к более глубокому пониманию того, что необходимо отнести к изучению мышления. Такое понимание не является абсолютно новым. В истории логики есть примеры, близкие по духу к современным тенденциям. Больцано, например, считал задачей логики изучение многообразия способов рассуждений, пригодных для различных типов интеллектуальных задач.

Исследования в области искусственного интеллекта, связанные с конструированием машинных процедур, имитирующих человеческое мышление, привели к созданию большого разнообразия систем, отходящих от классической логики во многих принципиально важных моментах. Это явление можно расценить как формирование новой научной парадигмы, характеризующейся прагматической концепцией истинности, различными приблизительными статистическими методами и ослабленными вариантами логического следования.

Под таким углом зрения проблема контрфактических высказываний занимает одно из важнейших мест в области пересечения интересов философии, логики и искусственного интеллекта. Каждая сторона, разумеется, преследует свои специфические цели в процессе поиска решения проблемы. В одном случае это может быть построение адекватного формализма для контрфактической связи, в другом случае это разработка оптимальных операций над конечными базами данных с целью согласования исходной информации с противоречащей ей информацией, содержащейся в контрфактической посылке.

Проблема контрфактических высказываний имеет несколько аспектов. Собственно логический аспект, по мнению многих исследователей, состоит в описании формальных свойств условной связки, обычно представляемой выражением "если бы ..., то бы ..." Второй аспект можно назвать прагматическим. В данном случае подразумевается, что формальных свойств условной связки вместе со всеми реальными фактами может быть недостаточно для определения истинностного значения конкретного контрфактического высказывания. И третий аспект можно назвать эпистемологическим. Он состоит в том, что контрфактические высказывания являются синтетическими случайными утверждениями о нереализованных возможностях. Но случайные утверждения должны подтверждаться эмпирическими свидетельствами, и исследователь может получить такие

свидетельства только в реальном мире. Тогда возникают вопросы: как

вообще могут быть возможны условные предложения, являющиеся

одновременно эмпирическими и противоречащими реальным фактам, как мы

можем мыслить себе иные возможные миры, и где нам искать факты (или

"контрфакты"), которые делают контрфактуалы истинными.

Исследованию проблемы контрфактических высказываний посвящено

большое количество научных работ. Подъем интереса к этой теме начался с

работ Р. Чисхольма и Н. Гудмена.1 До 1968 года многие исследователи,

занимавшиеся условиями истинности или приемлемости условных

высказываний, не выработали никакой общей концепции их семантической

структуры. В 1968 г. Р. Сталнейкер предложил формальную семантику и

аксиоматическую систему для условных предложений и, тем самым,

положил начало той значительной ветви философской логики, которая

~ 2

называется логикои условных высказывании.

Следующим крупным шагом в развитии данной темы явились работы Д. Льюиса, вышедшие в 70-х годах и получившие широкое признание среди логиков и философов. Ответом на них и развитием логического подхода к данной проблеме послужили работы Д. Поллока, Н. Решера, А. Кратцер и других.4 Научная полемика Льюиса и Поллока стимулировала интенсивную разработку проблематики контрфактических высказываний. К началу 80-х годов появились новые многочисленные работы в этом направлении. Д. Ньют в своей обзорной статье в Handbook of Philosophical Logic систематизировал наиболее значительные работы по контрфактуалам и закрепил за этой проблематикой важное место в современной логике. К

'Chisholm, R.: 1946, "The contoaiy-to-fact conditional", Mind 55,289-307; Goodman, N,: 1955, Fact, Fiction and Forecast, Cambridge, Massachusetts

2 Stalnaker, R.: 1968, "A theory of conditionals", in N. Rescher (ed.), Studies in Logical Theory, American Philosophical Quaterly Monograph Series, No.2, Blackwell, Oxford

3 Lewis, D.: 1973, Counterfactuals, Harvard, Cambridge, Massachusetts; 1979, "Counterfactual dependence and time's arrow", Nous 13, 455-476.

4 Pollock, J.: 1976, Subjunctive Reasoning, Reidel, Dordrecht; 1981, "A refined theory of counterfactuals", Jomal of Philosophical Logic 10,239-266; Rescher, N.: Hypothetical Reasoning, Amsterdam, North Holland, 1964; Kratzer, A.: Partition and revision: the semantics of counterfactuals, Journal of Philosophical Logic 10, 1981, pp.201-216; Nute, D.: Counterfactuals and the similarity of worlds, Journal of Philosophy 72, 1973, pp.773-778; Jackson, F. A

середине 80-х годов возрос интерес к этой теме со стороны представителей искусственного интеллекта и Computer Science. Важные результаты были сформулированы М. Гинсбергом.5 Специфика подхода к контрфактическим высказываниям с точки зрения искусственного интеллекта была выражена в принципе Рамсея или, условно говоря, принципе "минимального изменения", принятом большинством специалистов, а также в ориентации на конечные вычислительные процедуры, реализуемые машинным интеллектом.

К середине 90-х годов интенсивная полемика представителей логики и Computer Science по проблеме контрфактуалов получила широкий отклик и в области общественных и гуманитарных наук. Появились публикации, содержавшие попытки применения разработанных формально-логических концепций к конкретным случаям анализа контрфактических суждений в истории, экономике, политологии и т.д.6 С точки зрения общественных и гуманитарных наук, контрфактические рассуждения представляют двоякий интерес: нормативный и дескриптивный. Нормативный подход сосредотачивается на вопросах о том, как исследователи должны использовать и оценивать контрфактические высказывания. Дескриптивный подход состоит в описании того, как мы фактически строим, используем и оцениваем контрфактические аргументы. Анализ современной ситуации в общественных и гуманитарных науках показывает, что не существует общепринятого критерия того, что является хорошим контрфактическим аргументом. Всегда можно спросить: "хорошим для чего?". Контрфактуал, являющийся идиографически ценным (углубляющим наше понимание отдельного случая), может быть номотетически тривиальным (лишенным интересных теоретических импликаций) и наоборот, контрфактуал,

Causal theory of counterfactuals, Australian Journal of Philosophy, 55, 1977, pp. 3-21.

5 Matthew L.Ginsberg, Counterfactuals, Artificial Intelligence 30, (1986), 35-79, Elsevier Science Publishers B.V. (North-Holland)

6 Hawthorn, G. Plausible Worlds: Possibility and Understanding in History and the Social Sciences, New York, Cambridge University Press, 1991; Elster, J. Logic and Society, Oslo, 1992; Tetlock P.E., Belkin A. Counterfactual Thought Experiments in World Politics: Logical, Methodological and Psychological Perspectives, Princeton University Press, 1996; Virtual history. Alternatives and Counterfactuals. N. Ferguson (ed.), Picador, Cambridge, 1997.

основанный на элегантной компьютерной модели, может проделать логическую брешь в авторитетной теории, но сможет сказать слишком мало о действительном мире, который нами моделируется. Контрфактуал, который заставляет нас конструировать новые гипотезы, может игнорировать ранее полученные знания о том, что можно считать серьезной причиной исследуемого явления, а что второстепенной. При тех различных целях, которые ставятся при выдвижении контрфактических аргументов - от генерирования до проверки гипотез, от исторического понимания до расширения теории - поиск единой эпистемологии представляет собой очень трудную задачу. Различные исследователи выделяют различные критерии в оценке законности, правдоподобия и познавательной ценности конкретных контрфактуалов. Они часто уступают искушению подвергнуть более строгой критике диссонирующие аргументы (т.е. связывающие стандартную "положительную" причину с негативными последствиями типа "демократизация общества - рост преступности" или "отрицательную" причину с позитивными следствиями типа "политическая диктатура -социальная стабильность") и слабой проверке консонантные.

Правдоподобность контрфакту ала в социальных и гуманитарных контекстах часто зависит от того, насколько энергично ищутся слабые места: как правило, более легко признается рассогласованность в аргументации оппонентов, чем в своей собственной. Это непосредственно зависит от человеческой способности выйти за рамки готового знания. Теоретически мыслящий субъект автоматически пытается ассимилировать то, что произошло, с некоторой предшествующей структурой знаний или схемой, которая специфицирует причинно-следственные отношения для событий данной области. В результате имеется неоправданная асимметрия между рассуждениями, ориентированными на прошлое и на будущее. В среднем, например, политические эксперты видят меньше возможных сценариев прошлого, чем возможных сценариев будущего. Общественные науки часто

прибегают к статистическим методам, когда эксперимент проблематичен с этической или практической точки зрения. Но статистические аргументы, в свою очередь, сами базируются на контрфактических предпосылках и часто весьма труднодостижимы во многих областях, типа проблем безопасности. Это возвращает нас к исходной проблеме поиска критериев истинности контрфакту алов.

В результате взаимного влияния философской логики и исследований по искусственному интеллекту происходит, с одной стороны, аппроксимация абстрактных теорий к потребностям практики, ориентация на конечные минимальные вычислительные процедуры, обеспечивающие достаточно гарантированные выводы, и, с друго�