科学知识表达的结构控制模型

--融智学理论及其文化基因工程实践的意义


作者:邹晓辉

qhkjy@yahoo.com.cn 

2004,7公布于潜科学网站

关键词语:融智学、知识表达、系统分析、文化基因工程

论文纲要:

一、绪言

1、领域: 本课题属于知识表达(人工智能)和系统分析(系统工程)的交叉学科分支领域,具体涉及:(1)自然语言理解的总量控制模型,(2)科学知识表达的结构控制模型(本文重点论述这部分),(3)融智软件处理(包括:识别、解密或加密)的质量控制模型。

2、特殊性:为了实现高水平、高效率和高度分工协作的人机协同(即:融智),本课题强调在自然语言理解、科学知识表达、融智软件处理三方面都建立相应的逻辑描述体系和数学计算模型,即:(1)从微观上采用了函数表格和代数公式来表达概念语汇体系,如:建立多语种共享的语汇一级的概念语汇体系和相应的语言信息数据库和数据仓库;(2)从宏观上采用了融智学通论的基本范畴划分方法和融智学通式的多元数数学符号来表达概念框架体系,如:建立多学科分享的学科一级的概念框架体系和相应的知识信息数据库和数据仓库;(3)从宏观与微观相互结合的角度采用了融智学通则的信息公理体系来融合对概念框架体系与概念语汇体系的对象化表达--涉及雅俗共赏的前台界面与后台程序,如:建立多媒体通用的常识一级的概念框架体系与概念语汇体系以及相应的对象信息数据库和数据仓库。其中,本文着重论述科学知识表达的结构控制模型。

3、重要性:科学知识表达的结构控制模型,从宏观上采用了融智学通论的基本范畴划分方法和融智学通式的多元数数学符号来表达概念框架体系。这不仅在理论方面为知识表达的融智学科学观点和文化基因工程技术方法的推广普及以及融智学理论本身的进一步发展和完善提供了逻辑描述体系的支持,而且还在实践方面为语文系统工程、知识系统工程、软件系统工程的顺利实施和协同推广奠定了数学计算模型的基础,。

4、研究途径:本文提出的科学知识表达的结构控制模型的建构,主要采用了人机协同(即:融智)方法。具体涉及以下途径:(1)是基于义项细分的科学知识表达(着重“本义”的信息处理),突出研究开发的原创性(以自然人为主导);(2)基于字组细分的自然语言理解(着重“文本”的信息处理),突出学习重用的共享性(以计算机为主导)。

5、局限性:在涉及“自然语言理解的总量控制模型、科学知识表达的结构控制模型、融智软件处理的质量控制模型”的建构过程中,本文局限于科学知识表达的结构控制模型,重点分析科学知识表达的新、旧范式的区别与联系。

6、关键假设:如果把“研究开发型的超级用户群体”与“共享重用型的普通用户群体”相比较,那么,就“语言理解、知识表达、软件处理”而言,无论是在数量、结构、质量的那方面,前者都远远强于后者。

7、贡献:通过公开融智学通论的基本范畴划分方法和融智学通式的多元数数学符号,特别是科学知识表达的结构控制模型,开辟了知识表达与系统分析的融智新方向。

二、综述

1、知识表达(从人类智能到人工智能再到协同智能的推进过程)

a、自然人的知识表达

1)载体类型,如:以纸墨方式记载的知识或信息

2)文本类型,如:以自然语言表述的知识或信息

b、计算机的知识表达

1)载体类型,如:以电子方式记载的知识或信息

2)文本类型,如:以人工语言表述的知识或信息

c、人与机的知识表达

1)载体类型,如:以纸墨和电子并存的记载方式

2)文本类型,如:以文字和数字并存的记载方式

2、对知识表达体系的系统分析(逻辑分析与数学分析)

a、两分法(通行的方法之一)

自然科学与社会科学或人文科学

b、五分珐(通行的方法之二)

宗教、哲学、艺术、技术、科学

c、七分法(创新的方法之一)

1)狭义的科学:自然科学(关于自然的知识学问体系)数学和逻辑学

2)广义的科学:社会科学(关于社会的知识学问体系)与哲学的关系

人文科学(关于人文的知识学问体系)与艺术的关系

人工科学(关于人工的知识学问体系)与技术的关系

心理科学(关于心理的知识学问体系)与宗教的关系

d、多分法(创新的方法之二)

建立在前述“abc”三种划分方法基础之上的交叉横跨科学,如:语言学、计算机科学、认知心理学、计算语言学等等,它们要么是用前述划分方法分出的某一个知识表达体系内部的交叉横跨科学,要么是某两个或多个知识表达体系之间的交叉横跨科学。

综上所述,至少有2+35+37+3三种基本的知识表达体系的划分形式(含所有学科)。

e、最完整的划分模型,莫过于数学的多元数模型(创新的方法之三)

由于上述旧范式(ab)或新旧范式转换(cd)的知识表达体系的划分方式,不仅都不能直接采用该数学模型(e),而且,还往往容易与其它众说纷纭的知识体系的划分或表述形式之间发生相互缠绕。于是,融智学通论所述的新范式的知识表达体系(因为融智概念体系可采用数学的多元数模型进行一一对应的知识表达)可能顺理成章地成为人们期待的理想模型。

三、方法

1、融智学通论的基本范畴划分方法

a、一个核心概念:序位(本真信息)

b、两个基本方面:文(广义文本)与义(序位本义)

c、四个基本范畴:物、意、文、义(融智概念体系)

d、八大形式体系:数字、文字、图形、表格、声音、影像、立体、活体

e、八大关系体系:物理、意义、文法、理义、法义、理法、理义法、道

2、融智学通式(多元数数学表达式)

--多元数模型(a+bi&···)的建立

a、定义歧义符号或者冗余符号(&···)的方法

把表示“或者”意思的选择符号(&)和表示“若干”意思的省略符号(···)相结合,构成融智学特定的歧义符号(&···),也可叫冗余符号。

b、定义统一的多元数通式(a+bi&···)的方法

在虚部导入歧义符号(&···)使复数(a+bi)、四元数(a+bi+cj+dk)和难以表达的八元数以及其它多元数都能采用统一的多元数通式(a+bi&···)进行表达。

3、从宏观上的概念框架体系

a、融智学通论的定性分析框架

b、融智学通式的定量分析框架

c、逻辑与数学的纽带&···

4、建立科学知识表达的结构控制模型

a、多学科水平的概念框架体系(逻辑)

b、多学科分享的知识表达模型(数学)

c、知识信息数据库和数据仓库(计算机)

四、结果

建立融智概念体系的多元数符号模型(涉及概念框架体系的划分标准)

1、建立实数符号模型与融智学的序位体系之间的一一对应关系

2、建立复数符号模型与融智学的两个基本方面的一一对应关系

3、建立四元数符号模型与融智学四大基本范畴的一一对应关系

4、建立八元数符号模型与融智学八大形式体系的一一对应关系

建立八元数符号模型与融智学八大关系体系的一一对应关系

5、建立16元数符号模型与融智学8关系和8形式的一一对应关系

6、建立多元数符号模型与融智学及传统各体系的一一对应关系(创新的方法之三)

五、结论

上述结果的必然性和唯一性有利于以下三大控制模型的有机结合

1、自然语言总量控制模型,通过代数方程与函数表格得以具体体现

2、知识表达结构控制模型,通过多元数系与数码序位得以具体体现

3、融智软件质量控制模型,通过后台程序与前台界面得以具体体现

本文强调基于融智学通论的基本范畴划分方法和融智学通式的多元数数学符号的概念框架体系的宏观指导意义,它不仅有利于建立多学科分享的学科一级的概念框架体系和相应的知识信息数据库和数据仓库,而且还有利于同时建立多语种共享的语汇一级的概念语汇体系和相应的语言信息数据库和数据仓库和建立多媒体通用的常识一级的概念框架体系与概念语汇体系以及相应的对象信息数据库和数据仓库。

六、议论和总结

与结果及结论相比,可看出本文综述涉及的旧范式(ab)或新旧范式转换(cd)的知识表达体系的划分方式,充其量只粗放地体现了知识表达体系的特例和局部,不能从整体上精准地把握知识表达体系的全局,因为,任何一种划分或选择都必然位于完整的多元数模型的虚数部分,因而,也必然存在歧义或选择。消除歧义的办法,实质上就是如何找准该子全域(子集)及其超子域(超子集)构成的各个进阶层式(各个子集)在实数部分(实数域)或实轴上的序位归属(测序定位的过程涉及一系列连续与离散的函数分析)。

由于这项知识系统工程,不仅数量(工程量)非常浩大(海量),而且性质和结构(复杂程度)也十分复杂(繁难),所以,不仅具有人类智能的自然人(A)单独做不到,而且具有人工智能的计算机(B)单独也做不到,只有具有协同智能的融智系统(包含ABZ)才有可能突破这种极限。

新范式的知识表达体系的划分模型,就是数学的多元数模型(a+bi&···)。

该总模型由下述三个分模型构成,它们涉及进一步的具体推广工作:

1、在基于自然语言理解的总量控制模型的指导下实施的数据处理系统工程

2、在基于科学知识表达的结构控制模型的指导下实施的知识处理系统工程

3、在基于融智软件处理的质量控制模型的指导下实施的信息处理系统工程

七、致谢

对出席融智学理论专题研讨会的各位专家的指导深表谢意!同时,对实施知识处理系统工程必然涉及的数据库和数据仓库及软件工程等原创技术人员的贡献表示感谢!

八、参考文献

1、邹晓辉《一种知识信息数据处理方法及产品》2000专利出版社

2、邹晓辉《融智学(新范式)》2000系统科学之窗论文专区

3、邹晓辉《一种协同智能语言计算数据库的设计方法》2002在北京大学与清华大学的报告和中科院的交流介绍《一种协同智能知识计算数据库的设计方法》

4、邹晓辉《融智学纲要》2004 http://culturegene.icpcn.com

5、邹晓辉《义项语汇典例(SVDE)的总量控制模型--人机协作对采用汉语注释的语义词汇典例进行计量分析 2004第五届汉语词汇语义学研讨会( 注:论文,见http://culturegene.icpcn.com/yuyan_access_2.htm 论文集会后出版,见 http://www.colips.org/conference/clsw5/c-index.htm

6、邹晓辉《论汉语字组的细分(重点分析字和字组的关系)--字组细分方法及其计算模型对汉语字本位理论的意义》2004汉语字本位理论专题研讨会(论文集会后出版)

九、注释:

融智学,主要是对元素与集合、个体与系统的序位问题的讨论。其基本内容如下:

1、一个核心概念:序位(本真信息)

2、两个基本方面:文(广义文本)与义(序位本义)

3、三大基本原理:通论(融智概念体系)、通则(信息公理体系)、通式(表达形式体系)

4、实际应用系统:基于文化基因工程的系列测序定位系统(如:GLPSGKPSGSPS···)