论语义网的逻辑基础及其应用

论语义网的逻辑基础及其应用第一页，共九十四页，编辑于2023年，星期五22007BeijingOutline

逻辑，推理与知识社会现代逻辑的基本思想语义网的逻辑基础语义网与本体技术应用实例结论第二页，共九十四页，编辑于2023年，星期五32007Beijing逻辑，推理与知识社会一个现代中国知识分子不断探寻的问题：中国文化与如何走向现代化第三页，共九十四页，编辑于2023年，星期五42007Beijing无所不在的逻辑推理与决策判断问题逻辑推理，管理水平与执政能力网络信息资源与知识社会逻辑，推理与知识社会第四页，共九十四页，编辑于2023年，星期五52007Beijing现代科学与逻辑思辩方法斯宾诺莎（1632-1677）（荷）：伦理学笛卡尔（1596-1650）（法）：第一哲学的沉思牛顿（1643-1727）（英）：力学体系罗素（1872-1970）（英）数理逻辑与现代数学布劳维尔（1881-1966）（荷）：直觉主义逻辑第五页，共九十四页，编辑于2023年，星期五62007Beijing从我们身边每天发生的事情说起第六页，共九十四页，编辑于2023年，星期五72007Beijing众说纷纭话“感恩”不应该取消，既然主动资助别人，主观上就不应图回报

应该取消，不知感恩的人很难期望他们将来回馈社会。鄙视这些要求大学生感恩的企业家。贫穷的大学生不是叫花子！他们一心放在学习上，将来为社会做了贡献就是对你最大的回报。第七页，共九十四页，编辑于2023年，星期五82007Beijing众说纷纭话“感恩”这是一个社会问题,中国应该把素质教育当做重点课程,都读大学还不会感恩这是中国教育界的失败人是社会动物，对别人的善意做出正确的反馈是基本的道理，如果连这点游戏规则都不懂的话，那读这么多书简直就是浪费！上学是他们应有的权利!靠别人捐助施舍才得到,该感谁的恩?滴水之恩，涌泉相报！第八页，共九十四页，编辑于2023年，星期五92007Beijing感谢的逻辑Thanki,j[doj(a)]

[doj(-a)]done(j,a)(Ui()>Ui())(Ui()>Ui()).某甲应该就某事感谢某乙当且仅当

某乙是该事的行动者而且某甲从中得到好处（utility）而某乙从中失去好处。第九页，共九十四页，编辑于2023年，星期五102007Beijing弱感谢标准Thanki,j[doj(a)]

[doj(-a)]done(j,a)(Ui()>Ui())某甲应该就某事感谢某乙当且仅当

某乙是该事的行动者而且某甲从中得到好处。第十页，共九十四页，编辑于2023年，星期五112007Beijing感谢与义务Thanki,j[doj(a)]

[doj(-a)]done(j,a)Ojdone(j,a)(Ui()>Ui())(Ui()>Ui())某甲应该就某事感谢某乙当且仅当某乙是该事的行动者而且某甲从中得到好处而某乙从中失去好处而且某乙没有义务必须这么做。第十一页，共九十四页，编辑于2023年，星期五122007Beijing感谢与认知Thanki,jKi[doj(a)]

Kj[doj(-a)]done(j,a)Ki(Ui()>Ui())Ki(Ui()>Ui())某甲应该就某事感谢某乙当且仅当

某乙是该事的故意行动者以使某甲从中得到好处。第十二页，共九十四页，编辑于2023年，星期五132007Beijing感恩某甲应该就某事感恩某乙当且仅当

某乙是该事的行动者而且某甲从中得到极大好处而某乙从中蒙受许多损失。Gratitudei,j[doi(a)]

[doi(-a)]done(j,a)(Uj()-Uj())>Gi(Ui()-Ui())>Gj).第十三页，共九十四页，编辑于2023年，星期五142007Beijing弱感恩标准I某甲应该就某事感恩某乙当且仅当

某乙是该事的行动者而且某甲从中得到好处而某乙从中蒙受许多损失。Gratitudei,j[doi(a)]

[doi(-a)]done(j,a)(Uj()>Uj())(Ui()-Ui())>Gj).第十四页，共九十四页，编辑于2023年，星期五152007Beijing弱感恩标准II某甲应该就某事感恩某乙当且仅当

某乙是该事的行动者而且某甲从中得到极大好处。Gratitudei,j[doi(a)]

[doi(-a)]done(j,a)(Uj()-Uj())>Gj.第十五页，共九十四页，编辑于2023年，星期五162007Beijing感谢与信息传递Thanki,j[doj(a)]

[doj(-a)]done(j,a)Ojdone(j,a)(Ui()>Ui())(Ui()>Ui())说声谢谢等于进行下列言语确认行动：

1)（主体角色的确认）：是您为我作了这件事； 2）（利益转移的确认）：从中我得了好处而您蒙受了损失； 3）（义务免除的确认）您本没有义务这么做。第十六页，共九十四页，编辑于2023年，星期五172007Beijing不感谢意味着什么？

使用逻辑方法进行推算：Thanki,j

（[doj(a)]

[doj(-a)]done(j,a)）VOjdone(j,a)V

（(Ui()>Ui())(Ui()>Ui())）不道谢等于作了下列言语行动之一：

1)（主体角色的否认）：不是你为我作了这件事； 或者2）（利益转移的否认）：从中我没得了好处或你没蒙受什么损失； 或者3）（义务的确认）你这么做是应该。第十七页，共九十四页，编辑于2023年，星期五182007Beijing分析的结论贫困大学生不必感恩企业家的资助，应为每年一千元的支持不构成该感恩的标准。贫困大学生应该向企业家致谢，应为无论采取何种标准，都构成应该致谢的事情。懂得致谢是所有文明人都应该知道的一种行为规范。企业家有理由终止资助，因为没有信息渠道可以表明受助大学生懂得文明规范。第十八页，共九十四页，编辑于2023年，星期五192007Beijing第十九页，共九十四页，编辑于2023年，星期五202007Beijing逻辑的作用Thanki,jKi[doj(a)]

Kj[doj(-a)]done(j,a)Ojdone(j,a)(Ui()>Ui())(Ui()>Ui())Ki

：知识与相信的逻辑（Logicofknowledgeandbelief)[doj(a)]：动态逻辑(DynamicLogic)Ui()>Ui()

：偏爱逻辑(PreferenceLogic)Oj

done(j,a)：义务逻辑（DeonticLogic）命题逻辑(PropositionalLogic)一阶谓词逻辑(FirstOrderPredicateLogic)第二十页，共九十四页，编辑于2023年，星期五212007Beijing推理与模糊性不确定性通过多种定义来体现多个前提的共同结论构成模糊推理的下界从至少一个前提推出的结论构成模糊推理的上界第二十一页，共九十四页，编辑于2023年，星期五222007Beijing逻辑与判断：更多的例子南京彭宇案：概率推理，常识推理与司法论证何祚庥炮轰中医：陈晓旭就是被中医害死的：因果推理问题中国牙膏:二甘醇问题：关于安全的推理岳飞文天祥是否是民族英雄？语言哲学与时间推理问题……第二十二页，共九十四页，编辑于2023年，星期五232007Beijing第二十三页，共九十四页，编辑于2023年，星期五242007Beijing现代逻辑的基本思想句法（Syntax），语义(Semantics)，与语用（Pragmatics）真值条件（TruthConditions）模型(Model)，状态(State)，与可能世界(PossibleWorlds)命题（Propositions）与模态（Modalities）第二十四页，共九十四页，编辑于2023年，星期五252007Beijing句法（Syntax）与语义(Semantics)语形规定描述的语法规则

pP=>pL,L=>,vL。。。语义通过真值条件规定描述与其语义模型的对应关系

M|=iffM|=而且

M|=第二十五页，共九十四页，编辑于2023年，星期五262007Beijing演绎与归纳|=(逻辑推论关系)标准演绎：|=iff对所有的模型M，M|=都成立非标准演绎：|=iff对部分的模型M，M|=成立归纳：‘|=这里‘是附加假设。第二十六页，共九十四页，编辑于2023年，星期五272007Beijing单调推理与非单调推理

(monotonicreasoningandnon-monotonicreasoning)单调推理:|==>‘|=forany’非单调推理：上述特性不总成立第二十七页，共九十四页，编辑于2023年，星期五282007Beijing网络信息资源与逻辑描述第二十八页，共九十四页，编辑于2023年，星期五292007Beijing概念与本体

ConceptsandOntologiesPhilosophicaldiscipline,branchofphilosophythatdealswiththenatureandtheorganisationofreality.ScienceofBeing(Aristotle,Metaphysics,IV,1)Whatisbeing?Whatarethefeaturescommontoallbeings?第二十九页，共九十四页，编辑于2023年，星期五302007BeijingVocabularyandOntology

Controlledvocabulary(Jernst2003):alistofcontrolledtermsunambiguousnon-redundantdefinitionOntology:acontrolledvocabularyexpressedinanontologyrepresentationlanguage(Jernst2003)第三十页，共九十四页，编辑于2023年，星期五312007BeijingIncomputerscience…Anontologyisanexplicitspecificationofaconceptualization.[Gruber93]Anontologyisasharedunderstandingofsomedomainofinterest.[Uschold,Gruninger96]TherearemanydefinitionsaformalspecificationEXECUTABLEofaconceptualizationofadomainCOMMUNITYofsomepartofworldthatisofinterestAPPLICATIONDefinesAcommonvocabularyoftermsSomespecificationofthemeaningofthetermsAsharedunderstandingforpeopleandmachines第三十一页，共九十四页，编辑于2023年，星期五322007BeijingWhydevelopanontology?TomakedomainassumptionsexplicitEasiertochangedomainassumptionsEasiertounderstandandupdatelegacydataToseparatedomainknowledgefromoperationalknowledgeRe-usedomainandoperationalknowledgeseparatelyAcommunityreferenceforapplicationsToshareaconsistentunderstandingofwhatinformationmeans.第三十二页，共九十四页，编辑于2023年，星期五332007Beijing本体的主要特征

KeyfeaturesofanOntology概念层次性Concepthierarchy,概念包含关系conceptsubsumption特殊与一般关系

InstanceOfRelation(Instances)部分与整体关系

PartOfRelation(property)第三十三页，共九十四页，编辑于2023年，星期五342007BeijingWhynototheralternatives一阶谓词逻辑thefirst-orderpredicatelogic集合论settheory程序语言programminglanguages第三十四页，共九十四页，编辑于2023年，星期五352007Beijing语义网的逻辑基础的争论

封闭世界假说与开放世界假说Closedworldassumptionvs.Openworldassumption唯一名假说与非唯一名假说Uniquenameassumptionvs.Non-uniquenameassumption面向对象与非面向对象Object-orientedvs.non-objectoriented…..第三十五页，共九十四页，编辑于2023年，星期五362007Beijing一个实例王老师有孩子：王一，王二，王三。问：王老师有几个孩子？封闭世界与唯一名：3个开放世界与唯一名：至少3个开放世界与非唯一名：至少1个思考：在网络环境下，哪种方式比较合适？第三十六页，共九十四页，编辑于2023年，星期五372007Beijing概念与分类设定存在一个所有个体（Individual）的集合一个概念被看成是一个个体的集合（Setofindividuals）定义一个概念就是确定一个分类概念集合与个体集合是不相交的。第三十七页，共九十四页，编辑于2023年，星期五382007Beijing复合概念概念的否定，交与并CDCD第三十八页，共九十四页，编辑于2023年，星期五392007BeijingBasicDescriptionLogic:ALConceptExpressions:A(atomicconcept)

(universalconcept)(bottomconcept)A(atomicnegation)C⊓

D(intersection)R.C(valuerestriction)R.T(limitedexistentialquantification) whereAisaconceptname,CandDareconceptexpressions,andRisaroleexpression第三十九页，共九十四页，编辑于2023年，星期五402007BeijingFamilyofALlanguageC⊔

D(Union)R.C(FullExistentialQuantification)C(Complement)Numberrestriction(nR)(atleastrestriction)(nR)(atmostrestriction)Qualifiednumberrestriction(nR.C)(atleastrestriction)(nR.C)(atmostrestriction)TransitiveRole:R+InverseofRole:IRoleHierarchiesRS:H第四十页，共九十四页，编辑于2023年，星期五412007BeijingExampleswoman≡person⊓femaleman≡person⊓

womanmother≡woman⊓

hasChild.personfather≡man⊓

hasChild.person第四十一页，共九十四页，编辑于2023年，星期五422007BeijingDecidableSubsetofFirst-OrderLogicEquivalentto3VariableFragment(Borgida1996)ModeltheoreticsemanticsbymappingtoabstractdomainProvidesPrimitivesfordefiningConceptualKnowledgeConceptExpressions(Formulaswith1freevariable)fordescribingSetsofObjectsBooleanOperators:CD,CD,CQuantifiers:(R.C),(P.C)CardinalityConstraints:(=nR),(>nR),(<nR),(nR),(nR)AxiomsdefinerelationsbetweenconceptsSubsumption:CDEquivalence:CDDisjointness:CDDescriptionLogics第四十二页，共九十四页，编辑于2023年，星期五432007BeijingDLSemanticsInterpretationfunctionextendstoconceptexpressionsinanobvious(ish)way,i.e.:第四十三页，共九十四页，编辑于2023年，星期五442007BeijingExamplewhitehorse≡horse⊓white.color(white).whitehorse≡horse⊓hasColor.{white}.这里white是一个列名（nominal）whitehorse≡horse⊓hasColor.{white}⊓

hasColor.{white}.第四十四页，共九十四页，编辑于2023年，星期五452007Beijing资源描述框架

ResourceDescriptionFramework(RDF)MetadataismachineunderstandableinformationaboutwebresourcesoranythingthathasanURI,itisrepresentedasasetofindependentassertions:http://wasp.cs.vu.nl/sekt/dig/dig.pdfZhishengCreatorCeesCreatorTriple:T(subject,attribute,values)<rdf:Descriptionabout="http://wasp.cs.vu.nl/sekt/dig/dig.pdf">

<dc:Creatorrdf:ressource="http://www.cs.vu.nl/~huang"/><dc:Creatorrdf:ressource="mailto:ctv@cs.vu.nl"/>

</rdf:Description>

第四十五页，共九十四页，编辑于2023年，星期五462007Beijing资源描述框架模式

RDFSchema(RDFS)

RDFSdefinesvocabularyforRDFOrganizesthisvocabularyina

typedhierarchyClass,subClassOf,typeProperty,subPropertyOfdomain,range第四十六页，共九十四页，编辑于2023年，星期五472007BeijingRDFSProf.MaWangPersonStudentProfessorsubClassOfsubClassOftypehasSuperVisordomainrangetype第四十七页，共九十四页，编辑于2023年，星期五482007Beijing网络本体语言

WebOntologyLanguage(OWL)OWLisbuiltontopofRDFOWLisforprocessinginformationonthewebOWLwasdesignedtobeinterpretedbycomputersOWLwasnotdesignedforbeingreadbypeopleOWLiswritteninXMLOWLisawebstandard第四十八页，共九十四页，编辑于2023年，星期五492007BeijingDesignGoalsforOWL第四十九页，共九十四页，编辑于2023年，星期五502007BeijingLayeredlanguage

OWLLite:ClassificationhierarchySimpleconstraintsOWLDL:MaximalexpressivenessWhilemaintainingtractabilityStandardformalisationOWLFull:VeryhighexpressivenessLoosingtractabilityNon-standardformalisationAllsyntacticfreedomofRDF

(self-modifying)SyntacticlayeringSemanticlayeringFullDLLite第五十页，共九十四页，编辑于2023年，星期五512007Beijing第五十一页，共九十四页，编辑于2023年，星期五522007Beijing第五十二页，共九十四页，编辑于2023年，星期五532007Beijing第五十三页，共九十四页，编辑于2023年，星期五542007BeijingOWLExample:animals<?xmlversion="1.0"?><rdf:RDFxmlns:rdf="/1999/02/22-rdf-syntax-ns#"xmlns:rdfs="/2000/01/rdf-schema#"xmlns:owl="/2002/07/owl#"xmlns:dc="/dc/elements/1.1/"xml:base="http://wasp.cs.vu.nl/sekt/ontology/animal"><owl:Ontologyrdf:about=“animal"/><owl:Classrdf:ID="Eagle"><rdfs:subClassOf><owl:Classrdf:about="#Bird"/></rdfs:subClassOf></owl:Class><owl:Classrdf:ID="Animal"/><owl:Classrdf:ID="Fly"><owl:disjointWith><owl:Classrdf:about="#Penguin"/></owl:disjointWith><rdfs:subClassOfrdf:resource="#Animal"/></owl:Class><owl:Classrdf:ID="Bird"><rdfs:subClassOfrdf:resource="#Fly"/></owl:Class><owl:Classrdf:ID="Penguin"><rdfs:subClassOfrdf:resource="#Bird"/><owl:disjointWithrdf:resource="#Fly"/></owl:Class></rdf:RDF>第五十四页，共九十四页，编辑于2023年，星期五552007BeijingDLforOWL:SHIQSHIQ=ALCQHIR+

第五十五页，共九十四页，编辑于2023年，星期五562007Beijing第五十六页，共九十四页，编辑于2023年，星期五572007Beijing荷兰国家文化传承工程

TheDutchCulturalHeritageEcultureProjectSTiTCH-CatchChipProject第五十七页，共九十四页，编辑于2023年，星期五582007BeijingProjectE-Culturehttp://e-culture.multimedian.nl/第五十八页，共九十四页，编辑于2023年，星期五592007Beijing第五十九页，共九十四页，编辑于2023年，星期五602007Beijing第六十页，共九十四页，编辑于2023年，星期五612007Beijing第六十一页，共九十四页，编辑于2023年，星期五622007Beijing第六十二页，共九十四页，编辑于2023年，星期五632007BeijingTimeline第六十三页，共九十四页，编辑于2023年，星期五642007Beijing2006国际语义网技术挑战赛冠军第六十四页，共九十四页，编辑于2023年，星期五652007BeijingSTiTCH-Catch：http://www.cs.vu.nl/STITCH/第六十五页，共九十四页，编辑于2023年，星期五662007Beijing本体映射OntologyMappingOntologymapping：providethebackgroundknowledgerequiredforaccessingdistributedinformationrepositories。Thisprojecthastakenausecasedrivenapproach.Weexpecttoshowthatthistechnologycanbeemployedtoansweranewclassofsearchesoverdifferentcollections.第六十六页，共九十四页，编辑于2023年，星期五672007Beijing/第六十七页，共九十四页，编辑于2023年，星期五682007Beijing第六十八页，共九十四页，编辑于2023年，星期五692007Beijing第六十九页，共九十四页，编辑于2023年，星期五702007Beijing医院特护IntensiveCare

FormalizedTerminologiestosupporttasksatIntensiveCareUnitsofHospitals(DICE/I-Catcher).Clinicaltrialsuseentrycriteriatoselectpatientsforthestudy.Thechoiceofthesecriteriaisanimportantstepinclinicaltrialdesign.Tobeabletocomparetheresultsofthetrialwiththoseofothertrialsandtoassessthegeneralizabilityoftheresultstodailyclinicalpractice,theentrycriteriahavetobecompatiblewithdefinitionsusedincomparabletrialsandtheagreedstandarddefinitionsofdisease.第七十页，共九十四页，编辑于2023年，星期五712007Beijing第七十一页，共九十四页，编辑于2023年，星期五722007BeijingDescriptionLogics,thelogicalfoundationsforontologymodelingareobviouscandidatestomodeltheseentrycriteria,toallowfordeclarativedescriptionsofclassesofpatientswithparticularsymptoms.Thisisobviouslycomplicatedwhennocrispdiseasedefinitionexists.ForthispurposewemodelclinicaltrialsinanextensionofDls,socalledRoughDescriptionLogics,andusethesemanticsoftheselanguagestostudy9differentclinicaltrialsaboutthesepsiscondition.第七十二页，共九十四页，编辑于2023年，星期五732007BeijingKeyBenefitsofUsingSemanticWebTechnology

•动态的语义匹配选择Theuseofformalontologiesallowfordynamicselectionofpatientgroups,whichinturnfacilitatesdailycarepracticeandmanagementtasks.

•本体并联技术OntologyalignmenttechniquesdevelopedinthecontextofSemanticWeballowtocombineandcomparepatientregistrationsfromdifferenthospitals.

•推理支持ThereasoningsupportthatisavailableforOWLDLontologieshelptoverifytheterminologysystem.第七十三页，共九十四页，编辑于2023年，星期五742007BeijingTheOpenKnowledgeUsingtheOpenKnowledgesystemtoeasere-usealgorithmswrittenbybiomedicalandbiologicalscientistsworkingintheProteomicsdomain.Atechnologicallyadvancedstrategytocharacteriseproteinsonalargescaleinvolvesfragmentingtheproteinsandtheuseofmassspectrometricanalysistodeterminetheaminoacidsequenceofeachfragment.第七十四页，共九十四页，编辑于2023年，星期五752007BeijingToaccomplishanactualidentificationofeachprotein,thefragmentsarecomparedwiththesequencesstoredincentrallymaintaineddatabases.Thisisundertakeneitherin-houseorviaWWW-serversandthechancesforidentificationvarydependingonthequalityofthesamplessubjectedtomassspectrometry.Giventhislimitation,proteomicsexpertsexpressagreatinterestingainingaccesstodataresultingfromtheircolleagues’research,tohelpthemwiththeirownanalyses.第七十五页，共九十四页，编辑于2023年，星期五762007BeijingOpenKnowledgeOpenKnowledgeprojectistoallowknowledgetobesharedfreelyandreliably,regardlessofthesourceorconsumer.Reliabilityhereisinterpretedasasemanticissue.第七十六页，共九十四页，编辑于2023年，星期五772007BeijingKeyBenefitsofUsingSemanticWebTechnology

•专家知识的分布式定位Localisationofexperts,Web-servicesandworkflowsinadistributedwaybysemanticenableddiscoveryalgorithms•支持多种用户交互Asysteminwhichpeoplecandevelop,shareandvisualizeviadifferentuserinterfaces,thesemanticdescripitionsoftheresources(experts,servicesandworkflows)

•知识共享Providingasharedpointofaccessforallpeopleinterestedinanyfield,includingtheproteomicsdomain

•跨领域映射Enablingre-useofmappingsbetweenterminologiesusedindifferentdomainsusingSemanticWebtechnology.第七十七页，共九十四页，编辑于2023年，星期五782007BeijingBalkenendeattacksBos“You’reatwisteranddishonest”,saidtheChristianDemocratabouthismostmainopponent

(30/10/06)Polls:SPat25seats

largerthanVVDAccordingtoapollconductedbyTNS/NIPO,theSPhasrisentobethethirdlargestparty. (7/11/06)UnrestinVVDoverRutteLiberalMP’salsocomplainaboutpersonalcampaignbyRitaVerdonk.

(1/11/2006)Reality+SPReality-VVDBalkenende–BosBalkenende:Bos-IdealVVD–VVDVVD–Verdonk语义网应用于政治分析

实例研究：2006年荷兰大选第七十八页，共九十四页，编辑于2023年，星期五792007BeijingRelationalContentAnalysis第七十九页，共九十四页，编辑于2023年，星期五802007BeijingExample第八十页，共九十四页，编辑于2023年，星期五812007Beijing第八十一页，共九十四页，编辑于2023年，星期五822007Beijing趋势分析与预测第八十二页，共九十四页，编辑于2023年，星期五832007Beijing第八十三页，共九十四页，编辑于2023年，星期五842007Beijing时间推理第八十四页，共九十四页，编辑于2023年，星期五852007Beijing逻辑的作用使用混合逻辑（HybridLogic）与事态逻辑描述性质：如InternalDisagrement等详情见论文http://www.cs.vu.nl/~wva/pub/HL.pdf第八十五页，共九十四页，编辑于2023年，星期五862007Beijing/第八十六页，共九十四页，编辑于2023年，星期五872007Beijing三大领域：工业，教育，和科研OutreachtoIndustry.Topromotegreaterawarenessandfastertake-upofSemanticWebtechnologywithinEuropeinfullsynergywiththeresearchactivity.Thisoutreachwillhelptoreducetimeneededtotransferthetechnologytoindustryandtomarket.

·OutreachtoEducation.ActastheprincipalfocusforeducationalactivitiesonSemanticWeb.

·CoordinationofResearch.Toensurethattheresearchasperformedbytheleadinggroupsinthisareawillbesufficientlycoordinatedtoavoidbothduplicationandfragmentation.第八十七页，共九十四页，编辑于2023年，星期五882007BeijingWorkpackagesIndustrialWorkpackages

WP1.1:IndustrialApplicationNeedsWP1.2:EvaluationfortechnologyselectionWP1.3:TechnologyRecom