Страница 35

Традиционная логика формирует критерии, которые гарантируют точность, валидность, непротиворечивость общих понятий рассуждений и выводов. Ее основы заложены еще в «Органоне» Аристотеля в 4 в. до н. э. Большой вклад в развитие логики внес Джон Стюарт Милль (1806-1873).

Инженер по знаниям и сам использует операции традиционной логики и выделяет их в схеме рассуждений эксперта. Это следующие операции:

• определение;

• сравнение и различение;

• анализ;

• абстрагирование;

• обобщение;

• классификация;

• категоризация;

• образование суждений;

• умозаключение;

• составление силлогизмов и т. д.

Однако красота и стройность логической теории не должны заслонять того, что человек редко мыслит в категориях математической логики [Поспелов, 1989]. Теория ассоциаций представляет мышление как цепочку идей, связанных общими понятиями. Основными операциями такого мышления являются:

• ассоциации, приобретенные на основе различных связей;

• припоминание прошлого опыта; пробы и ошибки со случайными успехами;

• привычные («автоматические») реакции и пр.

Однако эти две теории не исчерпывают всего многообразия психологических школ. Большой интерес для инженерии знаний может представлять гештальт-психология. Одним из ее основателей является выдающийся немецкий психолог М. Вертгеймер (1880-1943). Под гештальтом (нем. Gestalt) понимается принцип целостности восприятия — как основа мышления. Гештальт-психологи стараются во всем выделять некий целостный образ или структуру как базис для понимания процессов и явлений окружающего мира. Эта теория близка теории фреймов и объектному подходу и направлена на постижение глубинного знания, которое характеризуется стабильностью и симметрией. При этом важен так называемый «центр ситуации», относительно которого развивается знание о предметной области.

Для инженера по знаниям это означает, что, выявляя различные фрагменты знаний, он не должен забывать о главном, о гештальте фрагмента, который влияет на остальные компоненты и связывает их в некоторую структурную единицу. Гештальтом может быть некий главный принцип, или идея, или гипотеза эксперта, или его вера в силу каких-то отдельных концепций. Этот принцип редко формулируется экспертом явно, он всегда как бы за «кадром», и искусство инженера по знаниям обнаружить этот основной гештальт эксперта.

В гештальт-теории существует закон «стремления к хорошему гештальту», согласно которому структуры сознания стремятся к гармонии, связности, простоте. Это близко к старинному классическому принципу «бритвы Оккама» — «сущности не должны умножаться без необходимости» — и формулируется как принцип прегнантности Вертгеймера [Вертгеймер, 1987]: «Организация поля имеет тенденцию быть настолько простой и ясной, насколько позволяют данные условия». Рассуждения о гештальте подводят вплотную к третьему этапу в структуре познания.

Э_3. Построение идеализированной модели

Для построения модели, отражающей представление субъекта о предметной области, необходим специализированный язык, с помощью которого можно описывать и конструировать те идеализированные модели мира, которые возникают в процессе мышления. Язык этот создается постепенно с помощью категориального аппарата, принятого в соответствующей предметной области, а также формально-знаковых средств математики и логики. Для эмпирических предметных областей такой язык пока не разработан, и поле знаний, которое полуформализованным способом опишет аналитик, может быть первым шагом к созданию такого языка.

Любое познавательное отражение включает в себя условность, то есть упрощение и идеализацию. Инженеру по знаниям необходимо овладение такими специфическими гносеологическими приемами, как идеализация, огрубление, абстрагирование, которые позволяют адекватно отображать в модели реальную картину мира. Эти приемы доводят свойства и признаки объектов до пределов, позволяющих воспроизводить законы действительности в более лаконичном виде (без влияния несущественных деталей).

На тернистом пути познания проверенный диалектический подход оказывается лучшим «поводырем». Инженер по знаниям, который стремится познать проблемную область, должен быть готов постоянно изменять свои уже утвердившиеся способы восприятия и оценки мира и даже отказываться от них. При этом тщательнее всего следует проверять правильность суждений, которые кажутся самыми очевидными.

Э_4. Объяснение и предсказание моделей

Этот завершающий этап в структуре познания является одновременно и частичным критерием истинности полученного знания. Если выявленная система знаний эксперта полна и объективна, то на ее основании можно делать прогнозы и объяснять любые явления из данной предметной области. Обычно базы знаний ЭС страдают фрагментарностью и модульностью (несвязанностью) компонентов. Все это не позволяет создавать действительно интеллектуальные системы, которые, равняясь на человека, могли бы предсказывать новые закономерности и объяснять случаи, не указанные в явном виде в базе. Исключением тут являются обучающие системы, которые ориентированы на генерацию новых знаний и «предсказание».

Предлагаемая методология вооружает аналитика аппаратом, позволяющим избежать традиционных ошибок, приводящих к неполноте, противоречивости, фрагментарности БЗ, и указывает направление, в котором необходимо двигаться разработчикам. И хотя на сегодняшний день большинство БЗ прорабатываются лишь до этапа Э_3, знание полной схемы обогащает и углубляет процесс проектирования.

3.4. Теоретические аспекты

структурирования знаний

Разделение стадий извлечения и структурирования знаний является весьма условным, поскольку хороший инженер по знаниям, уже извлекая знания, начинает работу по структурированию и формированию поля знаний, описанному в параграфе 3.1.

Однако в настоящее время прослеживается тенденция опережения технологических средств разработки интеллектуальных систем по отношению к их теоретическому обоснованию. Практически сейчас существует пропасть между блестящими, но несколько «постаревшими» математическими основами кибернетики (труды Винера, Эшби, Шеннона, Джорджа, Клира, Йордона, Ляпунова, Глушкова и др.) и современным поколением интеллектуальных систем, которые основаны на парадигме обработки знаний (экспертные системы, лингвистические процессоры, обучающие системы и т. п.).