автореферат диссертации по философии, специальность ВАК РФ 09.00.07
диссертация на тему: Логические средства моделирования диалога

Текст диссертации на тему "Логические средства моделирования диалога"

Министерство общего и специального образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный университет

На правах рукописи /

^ --1 7

Болдырев Андрей Степанович ?. / Логические средства моделирования диалога Специальность 09.00.07 — "Логика"

Диссертация на соискание учёной степени кандидата философских наук

Научный руководитель — доктор философских наук профессор Б.И.Фёдоров

Санкт-Петербург — 1999— '

Содержание.

Введение..........................................................................................................3

Глава 1. Структура диалога.

1.1 Мышление, сознание, язык и речь в диалоге............................12

1.2 Речевые действия в диалоге и виды диалога............................20

1.3 Вопросно-ответный диалог и его роль в познании..................31

Глава 2» Роль диалога в решении проблем искусственного интеллекта.

2.1 Вопросно-ответный диалог и искусственный интеллект........40

2.2 Принцип резолюции как метод поиска ответа

в вопросно-ответном диалоге....;...............................................48

2.3 Использование метода исчислений

при машинном поиске ответа..................................................55

2.4 Диалог человека и ЭВМ. Естественно-языковые системы......68

2.5 Диалог в работе экспертных систем.........................................86

Глава 3. Моделирование диалога.

3.1 Логические исчисления в моделировании диалога.................95

3.2 Релевантная логика и моделирование диалога.....................Л 09

3.3 Логика норм и многозначная логика

в моделировании диалога....................................................... 115

3.4 Языки, моделирующие интеррогативные выражения...........121

3.5 Язык, моделирующий речевые действия в диалоге...............127

Заключение................................................................................................142

Литература.................................................................................................144

Введение.

Актуальность темы исследования.

В практике человека существенную роль играет диалог, как способ обмена опытом познающих субъектов, а также как средство взаимодействия (координация действий с целью получения желаемого результата). Кроме того, диалог, вероятно, можно считать формой и методом понимания себе подобных, природы и самого себя.

Интенсивный обмен информацией как между различными коммуникантами одной системы, так и между системой и окружающей средой является непременным условием дееспособности системы. Но в связи с резко возрастающим информационным потоком в настоящее время нарастает информационный кризис, который выражается, во-первых, в противоречии между ограниченными возможностями человека по восприятию и переработке информации и существующими потоками и массивами насущно необходимой информации; во-вторых, в производстве значительного количества избыточной информации, затрудняющей использование полезной информации.

Поэтому, актуальной становится проблема систематизации информации, то есть оптимизации её хранения и обработки. Для решения этой проблемы большое значение имеет исследование природы диалога вообще и в частности вопросно-ответного диалога. Целью данной работы и является изучение структуры диалога с целью построения его логической модели.

Существует неотложная необходимость понять, как проявляет себя вопросно-ответное отношение в приложениях, связанных с обработкой информации. За последние три десятилетия произошёл. разительный скачок в развитии промышленных систем обра-

ботки информации. Весьма вероятно, что создание промышленных систем обработки информации будет самой крупной отраслью индустрии втечение ближайших десятилетий. Рост капиталовложения сопровождается внедрением систем обработки информации, по существу, во все сферы человеческой деятельности. Социальные и экономические последствия отмеченных явлений, несомненно, значительны. И, разумеется, что глубокое изучение основных принципов построения таких систем весьма желательно. Дело, однако, обстоит таким образом, что понимания этих принципов не достигнуто. Вся обработка информации в некотором смысле "представляет собой здание, построенное на песке"1.

Сказанное выше явно не относится к тем аспектам обработки информации, которые связаны с созданием самих технических устройств. Трудности возникают при создании обеспечения систем, при написании машинных программ, предназначенных для того, чтобы заставить вычислительное устройство решать определённые задачи. В наши дни программирование на вычислительной машине — это искусство, а не техническая дисциплина, и из-за того, что оно не является наукой, проистекают все беды. Это является следствием отсутствия основной науки, на которой базировалось бы. программирование.

Среди основных приложений с использованием интегральной системы управления базой данных находятся вопросно-ответные системы. ВОС позволят одному или более потребителям задавать вопросы к её базе данных, в которой хранимая информация представляет собой модель самых разных моментов действительности. Предполагается, что система отвечает на эти вопросы. Отсюда очевидна важность ясного понимания вопросно-ответного отношения при конструировании таких систем. Необходимыми компонентами вопросно-ответных систем являются очень сложные ма-

шинные программы, дорогостоящие при создании и эксплуатации, и каждое исследование, которое даёт возможность проникнуть в суть процесса проектирования таких систем и их управления и в результате которого удаётся улучшить функционирование и снизить стоимость систем, крайне желательно. Следует отметить, что функционирование вопросно-ответных систем не зависит от решения проблемы перевода естественно-языковых вопросов на некоторый формальный язык.

Научная необходимость понять природу вопросно-ответного отношения и тем самым обеспечить построение теоретического фундамента для создания новой технологии, существенной для актуальных практических приложений в области обработки информации. Эти приложения, известные под названием "системы управления базой данных", в настоящее время вызывают значительный общественный интерес в связи со своими потенциальными возможностями2. В этой связи большой интерес представляет интеррогативная (эротетическая) логика, которая может дать нам единственный метод, допускающий полное и законное пользование системами баз данных в социальной среде и дающий некоторую гарантию защиты от незаконного использования таких систем.

Таким образом, усовершенствование логики диалога, вероятно, позволит создать и внедрить информационные и вопросно-ответные языки и системы, значительно более мощные и полезные, чем те, что имеются в нашем распоряжении сегодня.

Степень разработанности темы.

Основные виды речевых действий, входящих в диалог — пропозициональные, нормативные и интеррогативные. Логическое моделирование пропозициональных речевых действий может

быть осуществлено средствами языка логики высказываний или логики предикатов. Б.Рассел и А.Уайтхед в книге "Principia Mathematica" формулируют один из наиболее полных вариантов формального языка современной символической логики.3

Логическое моделирование нормативных речевых действий подразумевает использование логики норм (деонтической логики). В этой области наиболее известна работа А.Прайора4. В отечественной литературе можно выделить работы А.А. Ивина5.

При моделировании интеррогативных выражений используется логика вопросов и ответов. В этой области наиболее известными являются работы К.Айдукевича6. М. и А. Прайоров7, Г.Леонарда8, Т.Кубиньского9, Н.Белнапа и Т.Сгила10, Д.Харра11. В отечественной литературе этому вопросу посвящены работы Е.К Войшвилло и Ю.А.Петрова12, а также К.А.Сергеева и А.Н.Соколова13.

В области собственно логического моделирования диалога известны работы Б. И.Фёдорова и 3.0. Д ж а л и а ш в и л и14. Однако, в этих работах р ас см атр ива ется лишь одна его разновидность — вопросно-ответный диалог. В них акцентируется внимание на обучающем диалоге, то есть на вопросно-ответном диалоге, познавательном лишь для одного из его участников.

3 Whitehead A., Russel В. Principia mathematica. Vol. I - - 3. Cambridge, 1925 - 1927.

4 Prior A. Deontic logic. / The encyclopedia of philosophy. London, 1967.

5 Ивин A.A. Деонтическая логика. / Вопросы философия. 1966(12).

Логика норм и наука о праве. / Применение математической логики и вычислительной техники в праве, криминашетике и судебной экспертизе. Москва, 1970. Логика норм. МГУ, 1973.

Человеческое взаимодействие и логика норм. / Вестник МГУ. Философия, 1971(5).

6 Ajducewicz К Pragmatic logic. Netherlands, 1974. Part 6.

7 Erotetic logic. / Philosophical Review, 1955, vol.64, N1.

8 Leonard Ы. Interrogatives, imperatives, truth, falsity and lies. / Philosophy of science. 1959.

9 Kubinskj T. An essay in logic of questions. / Atti del XII congresso Internationale di Filosofía, Venezia, 1958, vol.6.

10 Белнап H,, Стая Т. Логика вопросов и ответов. Москва, 1981.

11 H arrah D. A logic of questions and answers. / Philosophy of science. 1961.

12 Войшвюшо E.K., Петров Ю.А. Язык и логика вопросов. / Логика и методология научного познания, Москва, 1974. стр. 147-158.

13 Сергеев К.А., Соколов А.Н. Логический анализ форм научного знания. Ленинград, 1986.

14 Фёдоров Б. И. Логика обучающего диалога. / Логика и рост научного знания. СПбГУ, 1992. Фёдоров Б.И. Джалиашвили З.О. О базисе эротетической логики. / Научная конференция

"Современная логика: проблемы теории, истории и применения в науке". Тезисы докладов. СПбГУ, 1996.

Как видно из сказанного выше, данная тема не является достаточно разработанной.

Цепь и задачи исследования.

Основной целью диссертации является построение языка, моделирующего речевые действия в диалоге. Построение языка осуществляется при помощи существующих логических средств. В то же время, предлагаемый автором язык сам может рассматриваться как средство исследования диалога. Цель достигается посредством решения следующих задач:

(1) выявление видов речевых действий в естественном диалоге;

(2) определение основных видов диалога с позиции речевых действий, входящих в него;

(3) анализ возможностей формализованных языков (языка логики высказываний, языка логики предикатов первого порядка и языка логики предикатов второго порядка) в моделировании речевых действий диалога;

(4) оценка возможностей аксиоматического, натурального и секвенциального исчислений в моделировании диалога;

(5) исследование возможностей неклассических логик (логики вопросов и ответов, деонтической логики, релевантной логики) в моделировании диалога.

Методология исследования.

В работе применяется метод логического моделирования. Метод моделирования широко распространён в теоретической и прикладной наук». Суть его в том, что для изучения какого-либо объекта-оригинала конструируется другой объект-модель, подобный первому в некоторых существенных отношениях. Модель исследуется, а затем результаты исследования переносятся на ори-

гинал. Распространённость метода моделирования связана с недоступностью многих объектов научных исследований непосредственному изучению.

Большое распространение приобрели знаковые модели исследуемых явлений. К этой области относится математическое моделирование объектов самой разной природы (от элементарных частиц до психических и общественных процессов) и логическое моделирование рассуждений, моделей мира и т. д.

Научная новизна диссертации.

Научная новизна диссертации заключается:

(1) в выявлении видов речевых действий, возможных в диалоге;

(2) в сведении всех речевых действий диалога к трём видам, а этих трёх — к одному;

(3) в построении языка, в котором выразимы как пропозициональные, так и нормативные и интеррогативные речевые действия.

Положения, выносимые на защиту.

(1) Диалог представляет собой последовательность коммуникативных единиц, каждая из которых состоит из двух речевых актов: (1) выражение требования в речевой форме одним субъектом (31 > по отношению к другому субъекту (82) и (2) реакция второго на это требование (выполнение или отказ выполнить).

(2) Все речевые действия, возможные в диалоге, сводимы к трём видам:

А

81 требует, чтобы Б2 привёл свою модель мира (структуру сознания) в соответствие с некоторым суждением (повествовательное предложение; в логике — суждение),

Б2 выполняет требование (или отказывается выполнить).

Б

Б1 требует, чтобы Б2 привёл структуру мира в соответствие с некоторым высказыванием (побудительное предложение; в логике — норма).

82 выполняет требование (или отказывается выполнить).

В

81 требует, чтобы 82 предоставил информацию относительно какого-либо фрагмента (каких-либо фрагментов) его модели мира (вопросительное предложение; в логике — вопрос).

82 выполняет требование (или отказывается выполнить).

(3) Во всех трёх видах коммуникативных единиц общим является то, что участник 81 требует преобразования какой-либо структуры. Если модели мира участников диалога рассматривать как элементы мира вообще, то три вида коммуникативных единиц сводимы к одному: участник 81 выдвигает требование по преобразованию мира вообще, а участник 82 реагирует на это требование (выполняет или отказывается выполнить).

(4) В зависимости от вида коммуникативных единиц, из которых состоит диалог, возможны его следующие виды: обмен информацией (мнениями) (диалог, состоящий из коммуникативных единиц вида (А)); инструктивный (диалог, включающий в себя коммуникативные единицы вида (Б)); вопросно-ответный (диалог, состоящий из коммуникативных единиц вида (В)). Возможны

смешанные виды диалога: диалоги, состоящие из единиц (А) и (Б), (Б) и (В), (А) и (В), а также (А), (Б) и (В).

(5) В предлагаемом автором языке выразимы все основные речевые действия, возможные в диалоге: пропозициональные (вида А), нормативные (вида Б), вопросительные (вида В),

Теоретическое и практическое значение диссертации.

Результаты работы могут использоваться при написании раздела "Логические основы диалога" учебников по логике, чтении спецкурса "Логика диалога", а также в преподавании логики в гуманитарных (особенно в юридических) вузах.

Апробация работы.

Диссертация обсуждалась на заседании кафедры логики философского факультета Санкт-Петербургского государственного университета. Основные положения диссертации отражены в выступлениях автора на семинаре "Логические основы искусственного интеллекта", проводимого на кафедре логики философского факультета СПбГУ, а также в следующих публикациях:

(а) Устранение сечения в исчислении Оз. / Научная конференция "Современная логика: проблемы теории, истории и применения в науке". Санкт-Петербург, 1996. с.2.

(6) Логическое моделирование диалога. / Материалы У Общероссийской научной конференции "Современная логика: проблемы теории, истории и применения в науке". Санкт-Петербург, 1998. с. 44.

(в) Мухачёв В.П., Болдырев A.C. Алгоритм определения выводимости секвенций в исчислении Lkra без построения вывода. / Материалы V Общероссийской научной конференции "Современная логика: проблемы теории, истории и применения в науке". Санкт-Петербург, 1998. с. 235.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения и списка литературы. Содержание работы изложено на 148 страницах машинописного текста. Список литературы состоит из 60 наименований.

Глава 1.

Структура диалога.

1.1. Мышление, сознание, язык и речь

в диалоге.

Прежде чем дать определение понятия "диалог", остановимся на отношении мышления, сознания, языка и речи, играющими важную роль в диалоге. Рассмотрим этот вопрос в кибернетическом аспекте. Кибернетика изучает общие закономерности деятельности искусственных и естественных систем15, а диалог можно рассматривать как взаимодействие двух (или нескольких) систем (сложных объектов).

Объектом называется любое реальное в каком-либо отношении самостоятельное целое16. Составные части объекта являются его элементами17. Объект, не имеющий составных частей, — элементарный объект, а объект, имеющий составные части — сложный объект, или система. Элементы системы воздействуют друг на друга. Такое воздействие называется связью18. Связи могут быть прямыми и обратными19. Если непосредственное воздействие объекта А на объект В — прямая связь, то ответная реакция (непосредственное воздействие объекта В на объект А) — обратная связь. Обратные связи могут быть положительными: и отрицательными. "При положительной связи обратное воздействие суммируется с первичным и тем самым усиливает эффект на

й

"выходе", при отрицательной, наоборот, обратное воздействие вычитается из первичного и уменьшает конечный эффект"20. Внутренняя связь — воздействие одного элемента на другой эле-

15 Амосов Н.М. Моделирование мышления и психики. Киев, 1965. с. 11.

16 Мельников Г.П. Кибернетический аспект отношения сознания, мышления, языка и речи. / Язык и мышление. Москва, 1967. с. 233.

17 Амосов Н.М. Моделирование мышления и психики. Киев, 1965. с. 11.

18 Там же. с. 12.

59 Там же.

20 Там же. с. 13.

мент того же объекта, внешняя связь — воздействие элемента одного объекта на элемент другого объекта.

Структура сложного объекта (системы) — совокупность связей между элементами объекта21-. Объект, структура которого изменяется с течени