前言：尋找寫作靈感？中文期刊網用心挑選的知識組織邏輯學的作用，希望能為您的閱讀和創作帶來靈感，歡迎大家閱讀并分享。

作者：劉海濤 張秀蘭 單位：遼寧師范大學管理學院

1引言

知識組織是知識的有序化，知識組織的目的就是通過知識的整合、序化，充分挖掘智力資源，促進知識創新。由于目前知識信息量劇增，現有的知識組織方法，如分類主題法、文獻索引方法、導航系統方法、元數據等，已經無法滿足目前大量異構信息的檢索需求，這就需要在知識組織領域研究更具普遍適用性、可重復利用、方便使用的新型的知識組織形式，本體論就在這樣的情況下產生了。邏輯學是人類認識世界和改造世界的準繩和工具，是一切學說和理論中關于判斷和推理規律的提煉和抽象，它被應用于社會科學和自然科學的方方面面。在基于本體的知識組織中人們運用了大量的邏輯學原理，本體和邏輯學密不可分。

2本體論概述

2．1本體的概念

本體的概念起源于哲學，本體一方面研究存在的本質，另一方面研究整個世界的基本特征。這些年，人們將本體的概念引入圖書情報領域，用以解決知識表示、知識重用、知識共享、知識組織體系方面的有關問題。在引入的過程中，本體的內涵也隨之變化。在圖書情報領域，本體是指一套有關某一學科或某一領域的術語詞表，以及術語之間關系的規范和說明［1］。

2．2本體的作用

近年來各個學科漸漸認識到本體在解決知識概念表示和知識組織體系等方面起到的重要作用。經過學者的研究和對比，本體在知識組織中的優勢明顯大于分類法和敘詞表。本體的作用主要有兩方面：一是本體的分析澄清了領域知識的結構，本體的可重用性避免了重復的領域知識分析從而為知識表示打好基礎；二是統一的術語和概念使知識共享成為可能［2］。

2．3本體的類型

根據應用的領域不同，可將本體分為三類：頂級本體、應用本體和領域本體。頂級本體是描述最一般化的概念，如空間、時間、事件、行動等，獨立于特定的問題與領域，作為大眾溝通的工具，可以認為是真實世界的常識性知識［3］。應用本體是描述了既依賴于某個特定領域又依賴于某個課題的知識，它與解決問題的方法相關聯。一個應用本體與用來描述專業領域的概念相關聯，這些概念是解決問題的方法體系的組成部分［4］。領域本體是指以一個特定的領域為描述對象的本體，提供該特定領域的概念定義和概念之間的關系、主要理論和基本原理、領域中發生的活動等［5］。目前對本體的研究，基本集中在領域本體這個分支中，所以本文所涉及的本體領域是以領域本體為代表的。

3邏輯學概述

邏輯學是研究推理、論證及其規律，以及一些邏輯方法的科學［6］。它經過數百年的發展，現在已經成為每個具體學科的理論基礎，被廣泛應用于各個領域和學科之中。邏輯學是一個十分龐大的學科群，本文主要針對本體應用的邏輯學原理———概念邏輯、思維邏輯、謂詞邏輯和歸納推理邏輯，下面分別介紹。

3．1概念邏輯

邏輯學中關于概念的研究和論述是一個重要的組成部分，概念邏輯原理主要包括概念之間的關系原理、概念的劃分原理、概念的概括與限制原理、概念與語詞的關系原理、概念的種類原理和概念的分析與綜合原理等。

3．1．1概念之間的關系原理邏輯學從外延方面研究概念間的關系。根據概念的外延有無重合之處，可把概念間的關系分為相容關系和不相容關系兩種。相容關系指兩個概念在外延上完全重合和部分重合。根據概念外延的重合情況，可分為完全重合和部分重合。因此，概念的相容關系又可分為同一關系、屬種關系和交叉關系。不相容關系指兩個概念在外延上完全不同的關系。概念的不相容關系又可區分為矛盾關系和反對關系。矛盾關系是指這樣兩個概念之間的關系，即兩個概念的外延是互相排斥的，而且這兩個概念的外延之和窮盡了它們屬概念的全部外延。反對關系，是指這樣兩個概念之間的關系，即兩個概念的外延是互相排斥的，而且這兩個概念的外延之和沒有窮盡它們屬概念的全部外延。

3．1．2概念的劃分原理劃分是揭示概念外延，即按一定標準把一個類概念分為若干并列的種概念的邏輯方法。其中被劃分的概念稱為劃分的母項；劃分后所得的概念稱為劃分的子項；進行劃分時所采用的標準稱為劃分的依據。任何一個劃分必須按照這三要素來組成。劃分的方法有一次劃分和連續劃分等。劃分必須遵循以下規則：第一，每次劃分中，根據只能有一個，不能采用兩個或兩個以上的根據；第二，劃分所得的各個子項外延之和必須等于母項的外延；第三，劃分的子項應是互相排斥的，各個子項之間是不相容關系；第四，劃分不能越級。

3．1．3概念的概括與限制原理概念的概括是減少概念的內涵，使外延較小的種概念過渡到外延較大的屬概念的一種邏輯方法。概念的限制是增加概念的內涵，使外延較大的屬概念過渡到外延較小的種概念的一種邏輯方法。概念的概括和限制是人們明確概念的一種邏輯方法。然而要正確對概念概括和限制，就必須遵守以下兩條規則：首先，限制后所得的概念必須是原概念的種概念，概括后所得的概念必須是原概念的屬概念，即不具有屬種關系的概念不能概括和限制。其次，外延最小的種概念不能再限制，因為它下面再沒有種概念了；外延最大的屬概念不能再概括，因為它上面沒有屬概念了。

3．1．4概念與語詞的關系原理概念是反映事物本質屬性的思維形式。任何概念必須借助于語詞來表達，概念是語詞的思想內容，語詞則是表示概念的語言形式。概念與語詞既密切聯系又相互區別，概念與語詞并不是一一對應的。這表現在：第一，同一個語詞可以表達不同的概念。例如：“包袱”這一語詞表達的概念既可以是用布包起來的包兒，又可以是比喻某種負擔。第二，不同的語詞可以表達同一的概念。例如：計算機、電腦、電子計算機等語詞表達的概念都相同。第三，任何概念都必須通過語詞來表達，但不是所有的語詞都能表達概念。語詞分為實詞和虛詞兩類，實詞都是表達概念的，而虛詞一般不表達概念。

3．1．5概念的種類原理概念可以依據其不同的反映對象劃分成不同的種類。根據概念所反映的對象是否為一類事物的集合體，可以把概念分為集合概念和非集合概念。集合概念反映的對象是集合體，而非集合概念反映的對象是組成集合體的個體。根據概念所反映的對象在數量上的不同，也就是說根據概念的外延數量的不同，可把概念分為單獨概念與普遍概念。根據概念所反映的對象是否具有某種屬性，可以把概念分為正概念和負概念。#p#分頁標題#e#

3．1．6概念的分析與綜合原理分析是把整體分解為部分，或把復雜的事物分解為簡單的要素，或把歷史的過程分解為片段來研究的思維方法。其目的在于了解整體各個部分的性質。綜合是把對象的各個部分、各個方面的各種因素結合起來，形成對研究對象的統一整體認識的思維方法。綜合是在分析的基礎上進行的，它的特點在于探求研究對象的各個部分、方面、因素和層次等。綜合必須與分析相結合。綜合要使其成果能真正反映現實的多樣性，就必須以客觀對象整體的分析為依據，沒有分析的綜合，認識只能是抽象空洞的。分析是綜合的基礎，綜合是分析的深入。在思維過程中，分析與綜合是辯證的統一關系，兩者相互獨立，又互為前提，互相滲透，互相轉化。

3．2思維邏輯思維是人腦對客觀事物的一般特性和規律性的一種概括的、間接的反映過程，它反映出客觀事物的一般特性和規律性的聯系和關系。邏輯是關于理性思維和語言能力的學問，并且推理作為一種思維形式是通過語言來表達的，語言的外化凝聚著思維。可以說思維邏輯又是一種抽象邏輯，是邏輯表達的一種高級形式。

3．3一階謂詞邏輯在數理邏輯中，表示一個個體性質的詞稱為一階謂詞［7］。描述邏輯是一階謂詞邏輯的一種。描述邏輯是人工智能領域的一個研究分支，是一種用來描述概念和概念層次關系的知識表示方法，可以看成是謂詞邏輯的子語言，具有嚴格的以邏輯為基礎的語義和良好的推理機制［8］。

3．4歸納推理邏輯探求因果聯系的邏輯方法是歸納推理，其方法是比較相關現象的各種場合，從而概括出關于因果聯系的一般性結論。這種推理的目的在于探求現象發生的因果聯系。一個現象存在必然產生另一個現象，在彼此聯系的現象中，若有一現象出現時必然引起另一現象的出現，我們說前一現象叫原因，后一現象叫結果［9］。

4邏輯學原理在基于本體的知識組織中的應用

4．1邏輯學原理在本體構建方法中的應用本體構建是本體知識獲取的核心，即從某個領域中獲取知識，形成描述該領域數據的語義概念、實例和其間的關系。目前構建本體的方法主要有：基于敘詞表的領域本體構建、基于SKOS的敘詞表到本體的轉換和利用OWL構建本體等幾種方法。下面主要介紹基于敘詞表的領域本體構建方法。在目前階段，包含某一學科領域中相對比較完整的術語（敘詞）的是本學科領域的敘詞表。這些術語（敘詞）都經過該領域許多專家的有序組織，它們為本領域本體中概念的創建提供指導；敘詞表為領域本體創建還提供了線索和指導，這些指導將為領域本體的創建者們節省大量的時間和精力。基于敘詞表構建的領域本體至少在本領域的概念方面應該是比較完整的。基于敘詞表的本體構建的核心思想是：把敘詞轉換成領域本體中的概念；根據敘詞間的層次關系，確定所對應的領域本體中概念間的等級關系；參考敘詞的限義詞、注釋為領域本體中的概念添加屬性；參照敘詞間的關系為領域本體中的概念添加關系、為領域本體中的概念添加實例［10］。根據敘詞間的層次關系，確定所對應的領域本體中概念間的等級關系是指采用自中間展開（Middle－out）的方法，即最先確定最重要的概念，然后再確定其他相關概念。這里應用了邏輯學中的概念之間的關系原理中的屬種關系，即等級高的概念包含若干個等級低的子概念。而這些本體中概念間的等級關系也具有層次關系，這應用了邏輯學中概念的多方面屬性。由于本體作為領域概念模型也具有概念層次的結構，但概念間的關系復雜、交錯，其結構更像一個網絡，所以這應用了邏輯學中的概念之間的關系原理中的交叉關系、矛盾關系和反對關系，即領域概念模型中的概念間的外延有交叉的、有排斥的。可以說本體中概念（類）之間的關系是無限的，任何描述所給定的領域本體的關系都可以使用，這些關系用來消除概念之間的歧義，這對計算機智能地發現知識是非常重要的［11］。參考敘詞的限義詞、注釋為領域本體中的概念添加屬性是指屬性具有繼承性，等級高的概念的屬性，其子概念、子概念的子概念都能繼承，因此還要為其子概念確定其特殊的屬性。這里應用了邏輯學中的概念的種類原理里的正概念和負概念原理，即子概念必須含有其上位概念不具有的屬性，只有這樣才能構成子概念。參照敘詞間的關系為領域本體中的概念添加關系、為領域本體中的概念添加實例是指領域本體中應包含以下幾大類關系：同（近）義關系、反義（相對）關系、上位關系、下位關系、整體部分關系、部分整體關系、因果關系、果因關系、轉指關系、方式關系和位置關系。每類關系中都有多個詞匯，在構建過程中要選擇最能科學表達現實事物（概念）間關系的詞。其中的同（近）義關系、反義（相對）關系、上位關系、下位關系用到了邏輯學中的概念之間關系原理中的全部五種關系原理，具體是同義關系對應邏輯學中的同一關系、近義關系對應邏輯學中的交叉關系、反義關系對應邏輯學中的矛盾關系、相對關系對應邏輯學中的反對關系、上位關系和下位關系對應邏輯學中的屬種關系。其中的整體部分關系、部分整體關系用到了邏輯學中的概念的分析與綜合原理。整體部分關系對應原理中的概念的分析部分，部分整體關系對應原理中的概念的綜合部分。其中的因果關系、果因關系用到了邏輯學中歸納推理原理，即探求現象發生的因果聯系，一個現象存在必然產生另一個現象，在彼此聯系的現象中，若有一現象出現時必然引起另一現象的出現，這里的現象產生對應了領域本體中概念詞匯的因果關系、果因關系。

4．2邏輯學原理在本體檢錯推理中的應用本體檢錯推理是指在本體形式化語言的邏輯基礎上，運用Tableau算法對本體的概念層次、聲明的實例以及實例間復雜的語義關系進行檢測，以保證本體庫結構的邏輯一致性和知識描述的正確性，為后續的蘊涵知識推理、本體庫的拓展和與其他領域本體庫的集成提供邏輯保證［12］。在本體檢錯推理中用到的邏輯學原理是描述邏輯。本體作為一種知識表示方法，其邏輯基礎、形式化語言以及模型驗證問題都與描述邏輯緊密相關。目前主流的本體描述語言DAML、OIL和OWL都以描述邏輯作為形式化的基礎，主流的本體推理引擎也主要是基于描述邏輯實現的，如Fact、Race和Racer就分別是基于描述邏輯SH、描述邏輯SHN與描述邏輯SHIQ。從這個角度看，描述邏輯可以被認為是本體檢錯推理的邏輯基礎［13］。#p#分頁標題#e#

4．3邏輯學原理在本體整合技術中的應用在信息泛濫的今天，因特網、各種搜索引擎和在線檢索工具等盡管能夠提供大量的信息資源，但是如何從如此大量的信息中提取出有用信息，就如同從圖書館中查閱書籍，然后還需要讀者自己閱讀書籍才可以有針對性地獲取相關信息。本體作為知識組織的工具，對其進行整合和提取猶如對大型圖書館進行分類提取整合一般，具有非常深遠的現實意義，是對知識組織工具的組織［14］。要想利用知識計算出針對各種復雜問題的智能回答，必須把這些知識以適合于計算機自動挖掘的數據結構表示出來。當收集關于某一特定主題的時候，通過整合這些數據結構，例如：在原有數據結構的基礎上，加入新進數據結構中新的信息內容、新增細節、精確解釋、同義詞、同音異形詞等，剔除各種冗余因素，實現原有知識體系的提煉和完善［15］。

Adolfo提出的本體的整合技術OM（OntologyMerging）原理是應用算法實現在沒有人工干擾的情況下來自網絡文件的本體融合，在考慮到不一致性、矛盾性和冗余的情況下形成第三種本體，從而得到一種更接近于現實的問題的答案。Adolfo把整個過程表示為：（本體A＋本體B）＝本體C［16］，這里應該注意的是本體C要和本體A、B的知識相一致，本體A、B是基于網絡上的各種不同文獻所得，并且這種知識的積聚要求合并的本體是關于相同主題、相同根概念的等量的本體不斷重復整個本體整合過程。當前層面上的本體整合不僅要求考慮到概念定義詞句的排列問題，還要考慮到概念定義的實際語義表達方面，例如，來源本體中的概念之間的相互關聯；與其他概念的相似度問題等等。這里的本體的整合技術應用了邏輯學中的概念之間的關系原理中的同一關系和矛盾關系。其中本體C的知識要同本體A和本體B的知識的和相一致，這應用了邏輯學中的概念之間的關系原理中的同一關系，這一技術也是本體整合技術中的重要技術。另外，本體A和本體B必須是基于網絡上的各種不同文獻所得，這里的從不同文獻獲得就應用了邏輯學中的概念之間的關系原理中的矛盾關系，即本體A和本體B來源必須是不同的文獻，這一技術是本體整合技術中的關鍵核心技術。本體的整合技術中，本體A和B是關于相同主題、相同根概念的等量的本體不斷重復整個本體的整合過程，所以在這種理想狀態下，它們只有是相同主題、相同根概念的等量關系才可以實現上述過程，這也正是應用了概念之間的矛盾關系。

本體整合技術只有在特定本體數量充足并且可用的情況下才有可能實現知識的自動積聚和組織。一臺掌握大量給定主題相關資料，同時把這些資料以一種計算機可以自動處理的方式存儲的計算機，將會是人類的一個強大的知識（積聚和組織）助手。OM（本體整合技術）需要建立在數量很大的本體集合的基礎之上，對于目前來講是很難實現的，目前公共可用的本體數量非常有限，并且在這有限數量的本體集合中，大部分的本體是“表層的”，即大部分本體在提供節點概念方面并沒有有效地控制和提供限制點。還有一個更加重要可以說最基本的問題就是缺乏足夠的基于同一主題的本體，這都是OM實現存在的限制［17］。

5結語

邏輯學基本理論的廣泛應用，在本體研究中發揮了重要的作用，它為本體的深入發展提供了理論基礎和方法論基礎。本體的發展過程離不開邏輯學的有力支撐。如今，隨著科技環境的日益變化，本體正在不斷地構建一種理想的邏輯思維模式和系統，使其更好地應對科技時展所帶來的沖擊。邏輯學為本體的發展指明了方向，同時也為其發展的正確性提供了保障。在邏輯學的指導下，本體構建方法、本體檢錯推理和本體整合技術等都將不斷完善、創新，最終為人類認識世界、改造世界創造條件。