知識(shí)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(shí)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(shí)作為處理的對(duì)象，目前尚缺乏系統(tǒng)理論。研究知識(shí)處理的難點(diǎn)是：所涉及知識(shí)廣泛、問(wèn)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(shí)表示、軟件的脆弱性、缺乏通用性、獲取知識(shí)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(lái)，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(shí)處理的新問(wèn)題，是支持發(fā)展知識(shí)社會(huì)的重要課題。反恩人工智能發(fā)展所遇到的問(wèn)題是：大腦工作原理還沒(méi)研究清楚，腦科學(xué)成為瓶頸。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)大腦神經(jīng)的抽象，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，表明解決問(wèn)題還很難達(dá)到知識(shí)處理的水平，本書用知識(shí)處理觀點(diǎn)分析人工智能學(xué)科，將其作為知識(shí)處理一個(gè)組成部分來(lái)討論。本書是在廣泛調(diào)查學(xué)科知識(shí)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(shí)處理方面的研究工作基礎(chǔ)上撰寫。二、理論與方法知識(shí)處理研究對(duì)象是指可以表述的知識(shí)；對(duì)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(shí)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(shí)表示作為可操作的對(duì)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(jiàn)第一章“關(guān)于知識(shí)處理的理論基礎(chǔ)”、第三章“科學(xué)方法與知識(shí)處理”）。2）知識(shí)作為主要處理對(duì)象，從縱橫兩個(gè)方向研究知識(shí)：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(shí)表示中的不同特點(diǎn)，總結(jié)各種知識(shí)表示，抽象為統(tǒng)一的元知識(shí)表示作為基本結(jié)構(gòu)，用元知識(shí)表示開(kāi)發(fā)工具書寫知識(shí)處理系統(tǒng)、專家系統(tǒng)及應(yīng)用軟件。元知識(shí)表示作為知識(shí)處理的理論、方法基礎(chǔ)。元知識(shí)表示是關(guān)于知識(shí)表示研究和實(shí)踐的總結(jié)，將隨著新知識(shí)的發(fā)展而改進(jìn)（見(jiàn)第二章“統(tǒng)一的元知識(shí)表示”）。

內(nèi)容概要

知識(shí)處理是將人類知識(shí)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(lái)，將知識(shí)作為處理對(duì)象，以統(tǒng)一的元知識(shí)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(shí)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(huì)科學(xué)交叉學(xué)科、學(xué)科交叉的啟發(fā)式、自然語(yǔ)言處理、未來(lái)學(xué)、機(jī)器人、機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)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(shí)處理的理論基礎(chǔ)  1.1  知識(shí)的認(rèn)識(shí)論  1.2  虛擬與現(xiàn)實(shí)  1.3  知識(shí)的層次  1.4  啟發(fā)式知識(shí)  1.5  知識(shí)系統(tǒng)及其特性  1.6  判斷具體科學(xué)知識(shí)的不同標(biāo)準(zhǔn)  1.7  知識(shí)與人擇原理  1.8  關(guān)于“知識(shí)經(jīng)濟(jì)”  1.9  知識(shí)發(fā)展的模式  1.10  知識(shí)的分類  1.11  研究全學(xué)科知識(shí)處理系統(tǒng)的理由  1.12  知識(shí)發(fā)展的動(dòng)力  1.13  什么是知識(shí)處理  1.1  4知識(shí)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(shí)系統(tǒng)中幾個(gè)思考問(wèn)題第二章  統(tǒng)一的元知識(shí)表示  2.1  關(guān)于知識(shí)記載  2.2  LZ系統(tǒng)  2.3  統(tǒng)一的元知識(shí)表示  2.4  常用的知識(shí)表示是元知識(shí)表示的特例  2.5  國(guó)內(nèi)外專家系統(tǒng)研究的情況  2.6  評(píng)專家系統(tǒng)發(fā)展中的問(wèn)題第三章  科學(xué)方法與知識(shí)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(shí)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(shí)處理  4.5  在知識(shí)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(shí)處理進(jìn)化的意義第五章  計(jì)算機(jī)知識(shí)的進(jìn)化——從科技進(jìn)化的觀點(diǎn)來(lái)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(guó)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(cè)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(shí)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(shí)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(kāi)發(fā)環(huán)境  6.4  人工智能與軟件工程  6.5  知識(shí)處理與軟件開(kāi)發(fā)模型  6.6  專家系統(tǒng)的研制及其開(kāi)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(shí)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(huì)  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(shí)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(dòng)力  8.3  從知識(shí)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(shí)處理觀點(diǎn)看人文學(xué)及社會(huì)科學(xué)  9.1  科學(xué)的界定  9.2  人文學(xué)學(xué)科及其知識(shí)處理  9.3  有關(guān)社會(huì)科學(xué)知識(shí)處理討論  9.4  人文學(xué)與社會(huì)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(huì)科學(xué)與自然科學(xué)的交叉  9.8  人文學(xué)、社會(huì)科學(xué)研究方法的特點(diǎn)第十章  學(xué)科交叉知識(shí)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(shí)表示的學(xué)科交叉語(yǔ)言  10.4  在知識(shí)空間中建立交叉學(xué)科第十一章  自然語(yǔ)言處理與知識(shí)處理  11.1  關(guān)于自然語(yǔ)言幾點(diǎn)注記  11.2  從知識(shí)處理觀點(diǎn)看自然語(yǔ)言的分支  11.3  自然語(yǔ)言處理的幾個(gè)課題  11.4  基于知識(shí)處理的機(jī)器翻譯設(shè)計(jì)思想  11.5  知識(shí)處理與問(wèn)題解答系統(tǒng)  11.6  面向科技書籍的知識(shí)獲取第十二章  知識(shí)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(shí)處理與教育中的幾個(gè)問(wèn)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(shí)處理與未來(lái)  13.1  關(guān)于未來(lái)學(xué)  13.2  研究未來(lái)學(xué)的假定  13.3  對(duì)未來(lái)時(shí)期的劃分及其課題  13.4  探索中期、遠(yuǎn)期未來(lái)的幾個(gè)議題  13.5  從信息社會(huì)過(guò)渡到知識(shí)社會(huì)  13.6  探討在知識(shí)社會(huì)中觀念的變化  13.7  近期未來(lái)的對(duì)策  13.8  知識(shí)處理對(duì)未來(lái)的影響第十四章  機(jī)器人與知識(shí)處理  14.1  機(jī)器人及其分類  14.2  評(píng)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(yǔ)第十五章  基于知識(shí)處理的機(jī)器學(xué)習(xí)  15.1  機(jī)器學(xué)習(xí)概述  15.2  評(píng)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(shí)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(duì)于學(xué)習(xí)的限制第十六章  知識(shí)處理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)  16.1  知識(shí)處理系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)框圖  16.2  知識(shí)處理系統(tǒng)的控制  16.3  知識(shí)處理系統(tǒng)的特性  16.4  知識(shí)處理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)原則  16.5  知識(shí)處理系統(tǒng)與其他工作類比  16.6  知識(shí)處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)目錄參考文獻(xiàn)結(jié)束語(yǔ)衷心致謝

章節(jié)摘錄

插圖：先驗(yàn)論認(rèn)為人的知識(shí)是先天就存在于人的心靈中，通過(guò)學(xué)習(xí)只是喚起先天的知識(shí)，感覺(jué)、經(jīng)驗(yàn)是不重要的，因此認(rèn)為社會(huì)實(shí)踐不重要?？档抡J(rèn)為，認(rèn)識(shí)知識(shí)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(dòng)的反映論能動(dòng)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(guò)自己的實(shí)踐進(jìn)行檢驗(yàn)，利用已有的知識(shí)去改變客觀世界，通過(guò)人類的實(shí)踐行為中進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)。這種認(rèn)識(shí)－實(shí)踐－再認(rèn)識(shí)的反復(fù)過(guò)程，能動(dòng)的認(rèn)識(shí)世界，不斷糾正人們的錯(cuò)誤。人們?cè)谠O(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(guò)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(shí)處理系統(tǒng)與操作主義面向科技的知識(shí)處理系統(tǒng)中所設(shè)置的規(guī)則，是人類總結(jié)出來(lái)并經(jīng)過(guò)無(wú)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(guó)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(guò)去錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)，從而不斷地修正規(guī)則。人們所利用的工具也是知識(shí)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(wàn)億次，哈勃望遠(yuǎn)鏡也不斷地改進(jìn)。知識(shí)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(lái)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(shuō)“今天的科學(xué)是操作的科學(xué)”。我們用一種元知識(shí)表示描述科學(xué)知識(shí)，把發(fā)展知識(shí)、運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程以及知識(shí)處理的方法體現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的操作中，把科學(xué)知識(shí)看作是可以操作的對(duì)象。

編輯推薦

《知識(shí)處理論:實(shí)現(xiàn)知識(shí)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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