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模态逻辑最初是被当成非经典逻辑的一个分支而逐步发展起来的.目前,模态逻辑已经被广泛用于人工智能的知识表示以及计算机科学的其他领域.
本文首先考虑目前一阶模态逻辑研究中所面临的一个关键问题--变量的严格指称问题.我们认为对变量的指称应该是非严格的,因为变量的严格指称会带来很多无法避免的问题.但是,变量的非严格指称也不是说变量在每个可能世界中可以取论域中任意一个元素,不受任何的限制.虽然变量可以在不同可能世界有不同的取值,但是这些取值之间必须具有某种符合客观实际的联系,即变量的取值必须受到某种限制.然而这种符合客观实际的联系不是模态逻辑本身所能刻画的.这是因为模态逻辑与现实世界相差太远,它与客观实际之间存在着一条鸿沟.要解决变量的严格指派问题,我们有必要借助于其他的工具.因此,我们选择了本体这个工具.相对于逻辑来说本体更加贴近现实世界,我们可以把本体中概念之间的关系,本体中的公理引入到模态逻辑的构建过程中,从而利于本体来限制模态逻辑的框架和模型.通过本体对模型中的指派进行限制,从而使得变量的严格指称问题得到很好的解决.
接着,本文考虑将本体引入到Fitting的一阶内涵逻辑(FOIL)当中,用来解决一阶内涵逻辑中无法确定内涵论域应该包括哪些从可能世界集合到对象论域的函数.在一阶内涵逻辑中,对于如何确定模型的内涵论域,目前没有一个好的办法.与变量的严格指称问题相似,这个问题也不是模态逻辑本身所能解决的.我们有必要借助于本体这个工具,利于本体来限制一阶内涵逻辑的模型.通过本体对内涵论域进行限制,从而可以确定内涵论域中应该包括哪些从可能世界集合到个体对象论域的函数.
前面所讨论的都是基于某个给定的本体来构建模态逻辑系统.然而,很多时候我们可能要涉及到多个本体,比如说在考虑命题态度报告难题时.我们发现很多命题态度报告的难题是由于混淆了不同主体之间的认知上的差异而造成的.这是因为在处理命题态度报告时,我们必须考虑相信、知道等等模态.而这些模态算子通常要涉及到多个主体.所以,很自然的在这些主体之间就会产生认知上的差异.只有当我们能够严格的区分这些差异,这些命题态度报告难题才可以被解决.因此,我们需要一种方法来有效的表示这些差异.同样的,不同主体之间认知上的差异不是模态逻辑本身所能表示的.我们需要借助于本体这个工具,通过为不同的主体分别构造一个特定的本体从而利用它们的本体之间的差异来表示主体之间的认知差异.再通过这些本体来构建模态逻辑系统,这些差异就可以体现在模态逻辑的模型当中.因此,这时为了表示不同主体之间的认知差异,我们必须基于多个而不是一个本体来构建我们的一阶模态逻辑系统.
本文的主要研究成果包括以下五个部分:
(1)提出了一个本体系统,给出了该本体系统的语言,本体的形式定义以及本体系统的推理规则.并且通过定义一个类转化函数,刻画出本体中各个类之间的转化关系.另外,通过引入一种翻译机制,将所有本体(集合)中的断言以及本体(集合)中各个类之间的转化关系统一变换成基于本体(集合)的一阶模态逻辑系统的公式.
(2)我们所提出的基于本体的一阶Kripke系统可以解决Kripke的一阶模态逻辑语义中变量的严格指称问题.我们在Kripke语义的基础上,提出了基于本体的一阶Kripke系统.给出了带存在谓词的基于本体的一阶K系统Q<'E>.Ko的语法和语义,并证明了它的可靠性和完备性.在基于本体的一阶Kripke系统中,通过给定的本体对模型中的指派进行限制,从而使得变量的严格指称问题得到解决.
(3)我们所提出的基于本体的一阶内涵逻辑可以解决Fitting的一阶内涵逻辑中无法确定内涵论域的问题.我们在Fitting的一阶内涵逻辑的基础上,提出了基于本体的一阶内涵逻辑.给出了带存在谓词和等词的基于本体的一阶内涵K系统I<'E=>.Ko的语法和语义,并证明了它的可靠性和完备性.在基于本体的一阶内涵逻辑中,通过给定的本体对内涵论域进行限制,从而解决了Fitting的一阶内涵逻辑中无法确定内涵论域的问题.
(4)通过在基于本体的一阶Kripke系统以及基于本体的一阶内涵逻辑的模型中引入一个基于本体的counterpart关系的集合,我们可以解决一阶模态逻辑中对象的跨界同一性和跨界识别问题.
(5)基于本体集合的一阶Kripke系统可以解决Aloni等人所讨论的七个命题态度报告难题.通过分析Frege,Quine以及Aloni等人对于命题态度报告难题的研究,我们发现这些难题形成的主要原因是没有很好的区分在命题态度报告中所涉及到的多个主体之间的认知差异.在基于本体集合的一阶Kripke系统中,我们为每一个主体分别构造出一个特定的本体.再利用这些本体来构建模态逻辑系统,主体之间的认知差异就可以通过它们的本体之间的差异来表示.这样,在基于本体集合的一阶Kripke系统中就不会混淆主体之间的认知差异,从而可以解决Aloni等人所讨论的七个难题.