知識處理論

前言

一、寫作目的計(jì)算機(jī)應(yīng)用發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段，即數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)（信息）處理、知識處理。計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。如何將人類的知識作為處理的對象，目前尚缺乏系統(tǒng)理論。研究知識處理的難點(diǎn)是：所涉及知識廣泛、問題復(fù)雜。雖然專家系統(tǒng)是一個(gè)有成就的領(lǐng)域，但發(fā)展得不很理想，影響的因素有多種形式的知識表示、軟件的脆弱性、缺乏通用性、獲取知識困難等?；ヂ?lián)網(wǎng)遍及世界各個(gè)角落，網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)上的計(jì)算機(jī)已經(jīng)連接起來，繼續(xù)提高網(wǎng)絡(luò)信息傳輸速度、增加帶寬。個(gè)人計(jì)算機(jī)已經(jīng)基本普及。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段，如何將計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)與其他學(xué)科相結(jié)合，解決知識處理的新問題，是支持發(fā)展知識社會的重要課題。反恩人工智能發(fā)展所遇到的問題是：大腦工作原理還沒研究清楚，腦科學(xué)成為瓶頸。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對大腦神經(jīng)的抽象，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，表明解決問題還很難達(dá)到知識處理的水平，本書用知識處理觀點(diǎn)分析人工智能學(xué)科，將其作為知識處理一個(gè)組成部分來討論。本書是在廣泛調(diào)查學(xué)科知識的發(fā)展，積累專家系統(tǒng)、軟件、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的研究與實(shí)踐，并總結(jié)我在知識處理方面的研究工作基礎(chǔ)上撰寫。二、理論與方法知識處理研究對象是指可以表述的知識；對于那些不能表述的、不可言傳的經(jīng)驗(yàn)，不在本書討論范圍之內(nèi)。1）討論知識處理的理論基礎(chǔ)，詮釋和發(fā)展了“科學(xué)操作主義”，包括將元知識表示作為可操作的對象、運(yùn)用科學(xué)方法論軟件生成新的交叉學(xué)科，在虛擬實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行虛擬實(shí)踐、實(shí)現(xiàn)虛擬教育、建立虛擬工廠等。在理論上堅(jiān)持整體論與還原論相結(jié)合的觀點(diǎn)（見第一章“關(guān)于知識處理的理論基礎(chǔ)”、第三章“科學(xué)方法與知識處理”）。2）知識作為主要處理對象，從縱橫兩個(gè)方向研究知識：縱的方向研究了科技的進(jìn)化算法；橫的方向研究了大量學(xué)科在知識表示中的不同特點(diǎn)，總結(jié)各種知識表示，抽象為統(tǒng)一的元知識表示作為基本結(jié)構(gòu)，用元知識表示開發(fā)工具書寫知識處理系統(tǒng)、專家系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。元知識表示作為知識處理的理論、方法基礎(chǔ)。元知識表示是關(guān)于知識表示研究和實(shí)踐的總結(jié)，將隨著新知識的發(fā)展而改進(jìn)（見第二章“統(tǒng)一的元知識表示”）。

內(nèi)容概要

知識處理是將人類知識整體和發(fā)展與科學(xué)方法論、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制論、系統(tǒng)論、人工智能等結(jié)合起來，將知識作為處理對象，以統(tǒng)一的元知識表示作為基本結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)地討論其理論、方法及應(yīng)用。    本書主要內(nèi)容包括理論基礎(chǔ)、元知識表示、科學(xué)方法、科學(xué)技術(shù)革命與進(jìn)化、軟件設(shè)計(jì)、虛擬環(huán)境、交互式輔助創(chuàng)造環(huán)境、人文學(xué)及社會科學(xué)交叉學(xué)科、學(xué)科交叉的啟發(fā)式、自然語言處理、未來學(xué)、機(jī)器人、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識處理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)等。    本書可供從事計(jì)算機(jī)體系、軟件應(yīng)用、人工智能等研究的科技人員，以及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

書籍目錄

前言第一章  關(guān)于知識處理的理論基礎(chǔ)  1.1  知識的認(rèn)識論  1.2  虛擬與現(xiàn)實(shí)  1.3  知識的層次  1.4  啟發(fā)式知識  1.5  知識系統(tǒng)及其特性  1.6  判斷具體科學(xué)知識的不同標(biāo)準(zhǔn)  1.7  知識與人擇原理  1.8  關(guān)于“知識經(jīng)濟(jì)”  1.9  知識發(fā)展的模式  1.10  知識的分類  1.11  研究全學(xué)科知識處理系統(tǒng)的理由  1.12  知識發(fā)展的動力  1.13  什么是知識處理  1.1  4知識處理與人工智能  1.1  5人類感官的局限與五維空間  1.1  6在知識系統(tǒng)中幾個(gè)思考問題第二章  統(tǒng)一的元知識表示  2.1  關(guān)于知識記載  2.2  LZ系統(tǒng)  2.3  統(tǒng)一的元知識表示  2.4  常用的知識表示是元知識表示的特例  2.5  國內(nèi)外專家系統(tǒng)研究的情況  2.6  評專家系統(tǒng)發(fā)展中的問題第三章  科學(xué)方法與知識處理  3.1  自然科學(xué)的研究方法  3.2  理論宇宙學(xué)課題挑戰(zhàn)科學(xué)方法論  3.3  數(shù)學(xué)方法與知識處理第四章  科學(xué)技術(shù)革命與進(jìn)化  4.1  科學(xué)革命  4.2  技術(shù)革命  4.3  產(chǎn)業(yè)革命  4.4  科技革命、科技進(jìn)化與知識處理  4.5  在知識處理中實(shí)現(xiàn)科技進(jìn)化的基本思想  4.6  可操作的科技進(jìn)化與遺傳算法  4.7  虛擬科學(xué)組織  4.8  基于知識處理進(jìn)化的意義第五章  計(jì)算機(jī)知識的進(jìn)化——從科技進(jìn)化的觀點(diǎn)來分析計(jì)算機(jī)的歷史  5.1  元件的發(fā)展  5.2  設(shè)計(jì)的發(fā)展  5.3  外部設(shè)備的發(fā)展  5.4  軟件的發(fā)展  5.5  在我國研制計(jì)算機(jī)的事例  5.6  計(jì)算機(jī)的仿真性  5.7  曾經(jīng)歷關(guān)于非Von Neumann體系的討論  5.8  關(guān)于人工智能與智能計(jì)算機(jī)的討論  5.9  Turing測試的矛盾  5.10  Von Neumann機(jī)設(shè)計(jì)的隱患  5.11  健壯計(jì)算機(jī)概念  5.12  虛擬知識處理系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)體系  5.13  計(jì)算機(jī)科技的進(jìn)化第六章  基于知識處理的軟件設(shè)計(jì)  6.1  回顧軟件的發(fā)展  6.2  軟件工程及其基本原理  6.3  軟件開發(fā)環(huán)境  6.4  人工智能與軟件工程  6.5  知識處理與軟件開發(fā)模型  6.6  專家系統(tǒng)的研制及其開發(fā)工具  6.7  應(yīng)用軟件領(lǐng)域第七章  虛擬環(huán)境與知識處理  7.1  “虛擬”與“現(xiàn)實(shí)”  7.2  虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)存在不足之處  7.3  虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)  7.4  虛擬科技實(shí)驗(yàn)室  7.5  虛擬現(xiàn)實(shí)與虛擬社會  7.6  虛擬教育  7.7  虛擬工廠  7.8  虛擬體育  7.9  面向藝術(shù)的虛擬環(huán)境第八章  基于知識處理的交互式輔助創(chuàng)造環(huán)境  8.1  發(fā)現(xiàn)與發(fā)明  8.2  創(chuàng)造的動力  8.3  從知識處理觀點(diǎn)論述有關(guān)創(chuàng)造學(xué)方法  8.4  改進(jìn)產(chǎn)品的方法  8.5  創(chuàng)新產(chǎn)品的啟發(fā)式  8.6  關(guān)于創(chuàng)新思維第九章  從知識處理觀點(diǎn)看人文學(xué)及社會科學(xué)  9.1  科學(xué)的界定  9.2  人文學(xué)學(xué)科及其知識處理  9.3  有關(guān)社會科學(xué)知識處理討論  9.4  人文學(xué)與社會科學(xué)學(xué)科的交叉  9.5  人文學(xué)內(nèi)部學(xué)科的交叉  9.6  人文學(xué)與自然科學(xué)的交叉  9.7  社會科學(xué)與自然科學(xué)的交叉  9.8  人文學(xué)、社會科學(xué)研究方法的特點(diǎn)第十章  學(xué)科交叉知識處理啟發(fā)式  10.1  研究交叉學(xué)科的重要性及其事例  10.2  關(guān)于學(xué)科交叉的啟發(fā)式思想  10.3  基于元知識表示的學(xué)科交叉語言  10.4  在知識空間中建立交叉學(xué)科第十一章  自然語言處理與知識處理  11.1  關(guān)于自然語言幾點(diǎn)注記  11.2  從知識處理觀點(diǎn)看自然語言的分支  11.3  自然語言處理的幾個(gè)課題  11.4  基于知識處理的機(jī)器翻譯設(shè)計(jì)思想  11.5  知識處理與問題解答系統(tǒng)  11.6  面向科技書籍的知識獲取第十二章  知識處理與教育  12.1  教育的目的與功能  12.2  教育系統(tǒng)及教育科學(xué)  12.3  網(wǎng)絡(luò)教育將成為教育的主流  12.4  現(xiàn)代科技與教育  12.5  知識處理與教育中的幾個(gè)問題  12.6  用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立豐富的教育環(huán)境  12.7  創(chuàng)業(yè)教育的環(huán)境  12.8  終身教育論  12.9  教育全球化  12.10  教育的進(jìn)化第十三章  知識處理與未來  13.1  關(guān)于未來學(xué)  13.2  研究未來學(xué)的假定  13.3  對未來時(shí)期的劃分及其課題  13.4  探索中期、遠(yuǎn)期未來的幾個(gè)議題  13.5  從信息社會過渡到知識社會  13.6  探討在知識社會中觀念的變化  13.7  近期未來的對策  13.8  知識處理對未來的影響第十四章  機(jī)器人與知識處理  14.1  機(jī)器人及其分類  14.2  評論機(jī)器人的設(shè)計(jì)原則  14.3  仿人型機(jī)器人  14.4  機(jī)器人與人工智能  14.5  仿人型機(jī)器人的“人格化”  14.6  專家系統(tǒng)與機(jī)器人結(jié)合  14.7  智能機(jī)器人兩種砌究方法  14.8  人與仿人型機(jī)器人的關(guān)系  14.9  機(jī)器人的組合系統(tǒng)  14.10  虛擬機(jī)器人  14.11  生物機(jī)器人  14.12  結(jié)語第十五章  基于知識處理的機(jī)器學(xué)習(xí)  15.1  機(jī)器學(xué)習(xí)概述  15.2  評論機(jī)器學(xué)習(xí)方法分類  15.3  學(xué)習(xí)行為的層次  15.4  基于知識處理的機(jī)器學(xué)習(xí)特點(diǎn)  15.5  機(jī)器學(xué)習(xí)與格式塔  15.6  討論什么是機(jī)器學(xué)習(xí)  15.7  對于學(xué)習(xí)的限制第十六章  知識處理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)  16.1  知識處理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)框圖  16.2  知識處理系統(tǒng)的控制  16.3  知識處理系統(tǒng)的特性  16.4  知識處理系統(tǒng)的開發(fā)原則  16.5  知識處理系統(tǒng)與其他工作類比  16.6  知識處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)目錄參考文獻(xiàn)結(jié)束語衷心致謝

章節(jié)摘錄

插圖：先驗(yàn)論認(rèn)為人的知識是先天就存在于人的心靈中，通過學(xué)習(xí)只是喚起先天的知識，感覺、經(jīng)驗(yàn)是不重要的，因此認(rèn)為社會實(shí)踐不重要。康德認(rèn)為，認(rèn)識知識是主體先天就具備的能力，早已先于人們的經(jīng)驗(yàn)而存在。1.1.5 能動的反映論能動的反映論是指客觀世界反映到頭腦中的映像，不僅是真實(shí)的寫照，而且人們可以通過自己的實(shí)踐進(jìn)行檢驗(yàn)，利用已有的知識去改變客觀世界，通過人類的實(shí)踐行為中進(jìn)一步加深認(rèn)識。這種認(rèn)識－實(shí)踐－再認(rèn)識的反復(fù)過程，能動的認(rèn)識世界，不斷糾正人們的錯(cuò)誤。人們在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或改變現(xiàn)實(shí)的行為中，具有人的主觀意志，不同的環(huán)境可能發(fā)生偶然的情況，但是，通過大量重復(fù)的實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐，可以排除偶然的因素，而獲得真理、規(guī)律，而這些規(guī)律不再依賴個(gè)人的因素。1.1.6 知識處理系統(tǒng)與操作主義面向科技的知識處理系統(tǒng)中所設(shè)置的規(guī)則，是人類總結(jié)出來并經(jīng)過無數(shù)次實(shí)驗(yàn)的真理，這些規(guī)則不僅僅是個(gè)別人的實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)，一經(jīng)被其他人多次證實(shí)，就承認(rèn)它的客觀性。不像操作主義（operationism）者認(rèn)為的那樣：經(jīng)驗(yàn)僅僅屬于個(gè)人的[操作主義是由美國物理學(xué)家布里奇曼（P.w.Bridgeman，1882～1961）所倡導(dǎo)的]。我們承認(rèn)人的感官構(gòu)造的同一性，感受的共同性，規(guī)律具有客觀的真理性，除了人類反復(fù)應(yīng)用、證實(shí)之外，還根據(jù)新的發(fā)現(xiàn)而糾正過去錯(cuò)誤的認(rèn)識，從而不斷地修正規(guī)則。人們所利用的工具也是知識的一部分，工具也有局限性，借助工具所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)也不一定就是準(zhǔn)確的。工具本身也需要不斷地改進(jìn)，例如計(jì)算機(jī)已經(jīng)達(dá)到每秒上千萬億次，哈勃望遠(yuǎn)鏡也不斷地改進(jìn)。知識處理系統(tǒng)利用虛擬科學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來模擬實(shí)際的實(shí)驗(yàn)，在虛擬實(shí)驗(yàn)室中所進(jìn)行的步驟與實(shí)際的一樣，所得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際相同，也應(yīng)該視同實(shí)驗(yàn)操作的步驟。虛擬實(shí)驗(yàn)可以代替實(shí)際很難實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，例如，具有很高的馬赫（Ernst Mach，1838～1916）數(shù)的風(fēng)洞虛擬實(shí)驗(yàn)。維納（N.wiener）曾說“今天的科學(xué)是操作的科學(xué)”。我們用一種元知識表示描述科學(xué)知識，把發(fā)展知識、運(yùn)用知識的過程以及知識處理的方法體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的操作中，把科學(xué)知識看作是可以操作的對象。

編輯推薦

《知識處理論:實(shí)現(xiàn)知識處理環(huán)境的理論、方法及其應(yīng)用》是由科學(xué)出版社出版的。

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