ISOIEC 21838-32023 信息技术.顶级本体论（TLO）.第3部分语言和认知工程的描述本体论（DOLCE）标准立项发展报告

信息技术顶级本体论（TLO）第3部分：语言和认知工程的描述本体论（DOLCE）标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology-Top-levelOntologies(TLO)-Part3:DescriptiveOntologyforLinguisticandCognitiveEngineering(DOLCE)摘要随着人工智能、知识图谱和语义网技术的迅猛发展，本体论作为实现知识形式化表达与共享的关键基础设施，其标准化需求日益迫切。ISO/IEC21838系列标准由国际标准化组织（ISO）与国际电工委员会（IEC）联合制定，旨在规范顶级本体论的设计原则与应用要求，为各领域本体的开发与互操作提供统一框架。其中，ISO/IEC21838-3:2023作为该系列标准的第三部分，专注于语言和认知工程的描述本体论（DOLCE），为认知科学、语言学及自然语言处理领域提供了形式化的高层本体模型。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、核心特征及其应用价值，重点介绍了主要参与起草单位意大利国家研究委员会认知科学与技术研究所的学术贡献与技术方案，并对该标准在未来人工智能语义技术发展中的重要作用进行了展望。本报告旨在为相关领域的科研人员和工程技术人员提供权威、翔实的标准解读与参考。关键词：顶级本体论；DOLCE；知识表示；语义互操作；ISO/IEC21838；本体工程；人工智能Keywords:Top-levelOntology;DOLCE;KnowledgeRepresentation;SemanticInteroperability;ISO/IEC21838;OntologyEngineering;ArtificialIntelligence一、引言本体（Ontology）作为共享概念模型的明确形式化规范，是知识工程、语义网和人工智能领域的核心研究内容。自20世纪90年代以来，各行业和学科领域相继开发了众多领域本体，但由于缺乏统一的上层框架，这些本体在概念界定、关系定义和实例描述等方面存在显著差异，导致跨系统、跨领域的知识共享与语义互操作面临严峻挑战。国际标准化组织深刻认识到这一问题的紧迫性，于2018年前后启动了ISO/IEC21838系列标准的制定工作，旨在为顶级本体论的开发和应用提供统一规范。ISO/IEC21838-3:2023正是这一系列标准的重要组成部分。该标准聚焦于DOLCE本体，这是一种以认知和语言学为导向的描述性本体论，其核心理念是从人类认知和自然语言出发，描述现实世界中的各类实体及其关系，而非预设客观实在的形而上学结构。这一设计理念使得DOLCE在自然语言处理、认知建模、信息检索等应用场景中具有独特的适用性和实用价值。本报告将从标准概况、技术内容、核心特征、应用价值、主要参与单位以及未来展望等多个维度，对ISO/IEC21838-3:2023进行系统深入的解析，以期为相关领域技术人员和标准化工作者提供全面参考。二、标准概况2.1基本信息ISO/IEC21838-3:2023《信息技术顶级本体论（TLO）第3部分：语言和认知工程的描述本体论（DOLCE）》由ISO/IECJTC1（信息技术联合技术委员会）负责制定，具体由SC32（数据管理与交换分技术委员会）下属的WG2（元数据工作组）组织起草。该标准于2023年9月19日正式发布，标准状态为现行。其国际标准分类号（ICS）归属于“信息技术、办公机械设备（词汇）”类目，这体现了该标准作为信息技术基础性术语和概念规范的性质。值得说明的是，ISO/IEC21838系列标准的制定汇聚了全球本体论研究领域的顶尖专家资源。自标准制定工作启动以来，来自美国、意大利、德国、英国、法国、日本、中国等多个国家的标准化专家参与了系列标准的研讨与起草工作，历经多轮委员会草案（CD）、国际标准草案（DIS）和最终国际标准草案（FDIS）等阶段，最终形成了一套体系完整、逻辑严密的技术规范。2.2系列标准体系框架ISO/IEC21838系列标准构成了一套完整的顶级本体论标准体系。具体结构如下：-ISO/IEC21838-1:2021：作为系列标准的基础部分，规定了顶级本体论的要求与框架，明确了顶级本体应满足的建模规范、文档化要求和评价准则。该部分为后续各具体顶级本体的标准化提供了统一框架与指导。-ISO/IEC21838-2:2021：规范了基本形式化本体（BasicFormalOntology,BFO），该本体以实在论为导向，广泛应用于生物医学、国防等领域的科学知识建模。-ISO/IEC21838-3:2023：作为系列标准的第三部分，聚焦描述性本体论DOLCE，其以认知主义和描述主义为哲学立场，与BFO形成互补，服务于语言、认知及社会科学等领域的语义建模需求。DOLCE作为该系列标准之一的定位具有重要意义：它提供了一种与BFO在哲学假设上不同的顶级本体方案，使得标准用户可以根据自身应用场景的特征选择合适的顶级本体框架，同时也为不同顶级本体之间的映射和对齐研究提供了标准化的基础对象。ISO/IEC21838-3所使用的合规性术语和规范引用均遵循ISO/IEC21838-1所定义的框架要求，保证了系列标准之间的体系一致性。2.3制定过程与发布状态ISO/IEC21838-3的制定过程经过了严格的标准化工作程序。项目于2018年正式立项，经历了多轮草案讨论、国际标准草案评审和最终投票等环节。在此过程中，起草工作组广泛征集了来自学术界、工业界和标准化组织的反馈意见，对DOLCE本体的形式化表达、文档化规范和合规性要求进行了多轮修改完善。标准于2023年9月19日正式发布，标志着DOLCE本体完成了从学术研究成果到国际标准的转化。三、标准技术内容解析3.1DOLCE本体的设计初衷与哲学基础DOLCE（DescriptiveOntologyforLinguisticandCognitiveEngineering）的起源可追溯至20世纪末欧洲人工智能领域的重要研究计划——WonderWeb项目。该项目的目标是为语义网的建设提供本体论基础设施，其中DOLCE作为第一个被系统开发并公开发布的顶级本体，于2002年前后正式发布其第一版理论框架。DOLCE的哲学立场可概括为“描述主义”与“认知主义”。与以BFO为代表的“实在论”立场不同，DOLCE并不声称直接描述世界的终极实在结构，而是致力于描述人类认知和自然语言中所呈现的世界图景。换言之，DOLCE关注的是“我们如何谈论和认知世界”，而非“世界本身如何存在”。这一立场使DOLCE在设计上具有以下显著特征：其一，它尊重自然语言中隐含的范畴区分，包括物質实体、过程、性质、状态等功能性概念；其二，它承认认知主体的视角依赖性，允许多种相异而合理的领域建模方案存在。3.2DOLCE核心分类体系DOLCE的核心分类体系包含一个层次化的类别结构，其顶层区分可以概括为以下主要分支：端续体与持续体：DOLCE区分了“端续体”（Endurant）与“持续体”（Perdurant）两大基本实体类别。端续体指在时间中完整存在的实体（如一个人、一座建筑），它们在其存在的每个时刻都是全部存在的；持续体则指在时间中展开的实体（如一个过程、一个事件），它们只能通过时间片段来把握。这一区分为描述动态场景与静态对象提供了基础范畴框架。物质实体与抽象实体：在端续体内部，DOLCE进一步区分了物质实体（如物理对象、物质团块）与抽象实体（如空间区域、时间区间）。这一区分支持对物理世界与时空框架的分离建模。性质与质量：DOLCE将“性质”（Property）视为类别层面的谓词表达，而将“质量”（Quality）视为个体的特殊属性（如某个具体对象的特定颜色）。DOLCE特别设计了“质量空间”（QualitySpace）的概念，用以形式化描述质量之间的相似性和差异性关系。关系与部件：DOLCE提供了丰富的形式化关系定义，包括部分-整体关系（Part-Whole）、构成关系（Constitution）、参与关系（Participation）等。其中，对部分-整体关系的细致刻画是DOLCE的理论强项之一。3.3形式化语言与表达DOLCE采用一阶谓词逻辑作为其形式化框架基础，并结合描述逻辑的某些表达便利性。ISO/IEC21838-3:2023在附录中提供了DOLCE的正式公理化表达，涵盖类别定义、关系公理、约束规则等。这些公理在逻辑上保证了本体的一致性，为基于DOLCE的推理应用提供了理论保障。标准的规范性附录还规定了DOLCE与其他顶级本体（尤其是BFO）之间的映射方式，为异构系统之间的互操作提供了重要桥梁。3.4核心本体设计原则ISO/IEC21838-3:2023强调了以下DOLCE的设计原则，这些原则共同构成其技术方案的基石：-描述性而非规范性：DOLCE旨在描述概念结构，而非规定世界应该如何被建模。-认知可追溯性：DOLCE的类别区分应当能够追溯到人类认知或语言使用中的经验根据。-最小承诺原则：DOLCE在保持表达力的前提下，尽可能减少对领域建模的预设约束。-多层次可扩展性：DOLCE允许领域本体在其基础上进行模块化扩展，通过细化或特化方式建立领域专属的类别体系。四、标准的核心应用场景与价值4.1自然语言处理与语言工程DOLCE的设计目标明确指向语言和认知工程，因此在自然语言处理（NLP）领域有着天然的应用优势。DOLCE中的类别区分深刻反映了自然语言中名词、动词、形容词等词类背后的概念结构，其质量空间理论为形容词和副词语义的形式化表达提供了有力工具。在语义角色标注、文本蕴含识别、机器阅读理解等NLP任务中，DOLCE可以作为语义表示的基础框架，支持从非结构化文本到形式化知识表示的转换。4.2知识图谱构建与语义互操作4.3认知建模与人机交互DOLCE从认知角度出发的建模策略使其特别适合用于认知建模领域。在人机交互系统、智能教育系统、智能辅助决策系统等应用中，DOLCE可以帮助系统建立对人类认知模式的计算机化理解，从而提升系统的智能性和用户体验。DOLCE对“描述性”的坚持也为多视角建模提供了理论支持——不同的认知主体（如不同文化背景的用户群体）可以对同一领域采用不同的概念化方式，而这些方式都可以在DOLCE框架内得到合理表达。4.4标准间互补与协同ISO/IEC21838系列标准的设计初衷是提供互补的顶级本体方案。BFO以实在论为基础，在生物医学、国防等追求客观知识表征的领域具有优势；DOLCE以认知和语言为导向，适合处理自然语言理解、社会科学建模等关注主体视角的应用。两个标准共同构成了一套完整的顶级本体工具箱，用户可以基于实际需求选择适当的框架，也可以在系统集成时通过标准映射机制实现两者之间的语义桥接。五、主要参与制定单位介绍ISO/IEC21838-3:2023的制定汇聚了全球本体论研究领域的顶尖学术力量，其中意大利国家研究委员会（NationalResearchCouncilofItaly,CNR）下属的认知科学与技术研究所（InstituteofCognitiveSciencesandTechnologies,ISTC）是该标准制定的核心贡献单位。成立于2002年的ISTC是欧洲认知科学领域的重要研究机构，其前身为多个相关研究所的整合成果。ISTC下设的“应用本体论实验室”（LaboratoryforAppliedOntology,LAO）由国际知名本体论学者尼古拉·瓜里诺（NicolaGuarino）教授领导，是DOLCE本体的原创研究和持续发展的主要学术基地。瓜里诺教授及其团队自20世纪90年代起便致力于形式本体论的基础理论研究，并在WonderWeb项目中率先提出了DOLCE本体的理论框架。ISTC在DOLCE本体的标准化过程中承担了多项关键技术工作：一是负责DOLCE本体公理化体系的系统梳理和形式化完善，确保其逻辑一致性和表达充分性；二是主导编写标准的技术附件和示例内容，为标准的可读性和可实施性提供了重要保障；三是组织多轮国际学术研讨和标准评审会议，协调各国专家意见，推动标准技术内容的逐步成型。此外，ISTC还持续开展DOLCE在生物医学信息学、文化遗产数字化、地理信息科学等领域的应用验证研究，为标准的技术可行性提供了大量实证支撑。六、标准实施要点与下载事项6.1实施要点实施ISO/IEC21838-3:2023时，用户组织应注意以下方面：首先，应将DOLCE与ISO/IEC21838-1中规定的基本要求进行对照，确保合规使用；其次，应评估DOLCE的哲学假设和分类体系是否适合自身的应用场景——对于以语言处理、认知建模和信息检索为主要场景的系统，DOLCE往往是比BFO更为适合的顶级本体选型；最后，应充分利用标准中提供的映射关系，处理好DOLCE与已有领域本体之间的对齐与集成工作。6.2标准文本获取ISO/IEC21838-3:2023标准文本由国际电工委员会（IEC）发布，目前提供电子版加密PDF格式。用户可通过IEC官网或授权经销商渠道购买下载。该标准文本的电子版有明确的使用限制：文件需安装FileOpen插件方可打开，电脑需保持联网状态以验证授权，累计限制在3台电脑上使用且共计可打印5次。标准售价为541.0元人民币（或等值外币），用户购买后应妥善管理使用授权。七、结论与展望ISO/IEC21838-3:2023的发布是本体论标准化进程中的重要里程碑。该标准将经过二十余年学术发展的DOLCE本体正式确立为国际标准，为语言和认知工程领域的语义建模提供了权威的顶层框架。作为ISO/IEC21838系列标准的组成部分，DOLCE与BFO共同构建了一套兼顾实在论与认知主义视角的互补性顶级本体标准体系，为各行业领域本体的开发提供了坚实的概念基础。展望未来，随着大语言模型和生成式人工智能技术的迅猛发展，语义表示与知识形式化的需求将更加迫切。DOLCE基于认知和语言的建模理念，与当前以自然语言为中心的AI技术路线高度契合，有望在大模型知识增强、语义对齐、可解释人工智能等新兴方向发挥更大作用。与此同时，ISO/IEC21838系列标准的持续完善也将为跨本体互操作、本体演化管理和多语言语义基础设施的建设提供更加健全的标准化支撑。可以预见，在知识驱动的新一代人工智能技术浪潮中，以DOLCE为代表的顶级本体论标准将持续释放其基础性、战略性的技术价值。参考文献[1]ISO/IEC21838-1:2021,Informationtechnology—Top-levelontologies(TLO)—Part1:Requirements[2]ISO