D0I:10.13374/i.issn1001053x.2004.02.025 第26卷第2期 北京科技大学学报 Vol.26 No.2 2004年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2004 从逻辑全知问题认定看当前基于逻辑 的agent研究的两个认识盲点 李金厚蒋静坪 浙江大学电气学院，杭州310027 摘要通过对当前逻辑全知问题的认定过程进行仔细的分析和严格的逻辑论证后发现， 这一结论的得出主要来源于人们关于模态逻辑用于aget研究的两点模糊认识.在此基础上 进一步指出，如果承认逻辑推理的过程意义，并且不用意识系统的特征来约束逻辑系统，那 么就不会有真正意义上的逻辑全知问题存在.该结论无疑对当前基于模态逻辑的ag心nt形式 化研究具有十分重要的意义. 关键词模态逻辑：可能世界语义：逻辑全知问题：意识系统：基于agent的逻辑推理实现 分类号TP18 关于agent和多agent系统的研究在计算机及 Rao和Georgeff提出的BDI模型.目前，关于模 分布式人工智能等领域都十分活跃.有学者认 态逻辑和可能世界语义的研究已形成了一整套 为，将理性agent当做如人一样的意识系统进行 的相关理论，成为表示和推理认知系统乃至智能 研究是合理和有用的，.人们通常从三个方面看 agent和多agent系统的最有力的形式化工具.一 待系统：(1)物理立场，基于系统的物理特性和 般认为，标准的可能世界语义会带来逻辑全知问 规律；(2)设计立场，基于系统的设计目标：(3)意 题，而他对资源有限的系统来说是一个致命的打 识立场，把系统看作理性主体，通过信念、愿望和 击，因为现实中的系统无一不是资源有限的系 其他意识属性来预测其行为，而上述agent研究 统，已有许多学者研究这一问题，并提出了许多 显然属于这一描述的第三个方面.意识态度和意 不同的改进意见.但是，本文的分析却显示， 识系统概念的引入将有助于研究者以一种自然 这里其实存在严重的认识问题.这不是如何克服 而又直观的方法来解释、描述、规范、推理和预测 模态逻辑和可能世界语义带来逻辑全知现象的 agent的理性行为， 问题，而是要澄清让我们得出逻辑全知结论所基 研究结果表明，信念、目标和意图等意识概 于的模糊认识的问题.通过指出两个重要的能导 念实质上是模态概念.因此，关于agent研究的形 致逻辑全知结论的认识盲点，可以使人们对这一 式化工具，Wooldridge和Jennings指出经典命题和 问题有更准确的认识，这也有利于改进基于逻辑 一阶谓词逻辑是不适宜的.而目前这一研究最 的意识系统或agent研究. 常用的形式化工具是模态逻辑（包括各种时态逻 辑)和可能世界语义，即将意识态度看成是一种 1逻辑全知问题 模态.在语法方面，通过在公式中引入一些模态 逻辑全知问题是指，在认知逻辑或模态逻辑 算子来构成相应的模态语言，在语义方面，用可 中正规模态逻辑的必然规则N和公理K一定有 能世界及其可达关系来解释信念、目标、意图等 效而带来的问题.若引入K和B,分别表示agent,,知 意识概念的含义.这方面的一个代表性的工作是 识算子集合和信念算子集合，该问题可表述为： 收稿日期200306-01李金厚男，39岁，副教投，博士 必然化规则N,p一K,P,Ψ一卜B: *国防科技跨行业基金项目资助No.00J16.6.3.JW040) 公理KK(w+p)一(Kw一Kp),B(Ψ一p)一(B一B0)
第 2 6 卷 第 2 期 2 0 0 4 年 4 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n iv e r s i yt o f S e i e n e e a n d eT c h n o l o gy B e ij in g V匕l 一 2 6 N O 一 2 A P .r 2 00 4 从逻辑全知问题 认定看 当前基于逻辑 的 a g e n t 研究的两个认识盲点 李金厚 蒋静坪 浙江 大学 电气 学院 , 杭州 3 10 027 摘 要 通过 对 当前逻 辑全 知 问题的认 定 过程进 行仔 细 的分析 和严 格 的逻辑 论证 后 发现 , 这 一结 论 的得 出主要 来源 于人们 关 于模态 逻辑 用 于 ag en t 研究 的两 点模 糊认 识 . 在此 基础 上 进 一步 指 出 , 如 果承认 逻辑 推理 的 过程意 义 , 并且 不用 意识 系统 的特 征来 约束 逻辑 系统 , 那 么 就不 会有 真正 意义 上 的逻 辑全 知 问题 存在 . 该 结论 无疑 对 当前基 于模态逻 辑 的 ag e in 形式 化 研究 具有 十分 重要 的意义 . 关 键词 模态逻 辑 ; 可 能世 界语 义 ; 逻 辑全 知 问题 : 意 识系 统 ; 基 于 a g e n t 的逻辑 推理 实现 分 类号 仰 18 关 于 ag e in 和 多 ag e in 系 统 的研 究在 计算 机 及 分 布 式 人 工智 能等 领 域都 十 分 活 跃 . 有 学 者 认 为 , 将 理 性 ag ent 当 做如 人 一样 的 意识 系 统进 行 研 究是 合 理和 有用 的`, ,2] . 人们通 常 从三 个 方面 看 待 系统 `习: ( l) 物理 立 场 , 基 于系 统 的物 理特 性 和 规 律 ; ( 2) 设 计立 场 , 基 于系 统 的设计 目标 ; ( 3) 意 识 立场 , 把 系统 看作 理性 主体 , 通 过信 念 、 愿望 和 其 他 意识 属 性来 预测 其 行 为 . 而上 述 ag e in 研 究 显 然属 于这 一描 述 的第三 个 方面 . 意 识态 度和 意 识 系 统概 念 的 引入 将 有助 于 研 究 者 以一 种 自然 而 又直观 的方法 来解释 、 描述 、 规 范 、 推理 和预 测 ag e nt 的理性 行 为 . 研 究 结果 表 明 , 信 念 、 目标 和 意 图等 意识 概 念 实质 上 是模 态 概念 . 因 此 , 关 于 ag e in 研 究 的形 式 化工 具 , W b o l idr d ge 和 eJ lm in gs 指 出经 典 命题 和 一 阶 谓词 逻 辑是 不适 宜 的 `4] . 而 目前 这 一研 究 最 常 用 的形式 化 工具 是模 态逻 辑 ( 包括 各种 时态 逻 辑 ) 和 可 能世界 语义 `5] , 即 将意 识态度 看成 是一 种 模 态 . 在 语 法 方面 , 通过 在 公式 中引入 一 些模 态 算子 来构 成 相应 的模态 语 言 . 在语 义方 面 , 用 可 能世 界及 其 可达 关 系来 解 释信 念 、 目标 、 意 图等 意识概 念 的含 义 . 这方 面 的一个 代表 性 的工 作是 R ao 和 G e gor e f 提 出 的 B D I 模 型 `6] . 目前 , 关于 模 态 逻 辑和 可 能世 界 语 义 的研 究 己 形 成 了一 整 套 的相关 理论 , 成 为表 示 和推 理认 知系 统乃 至智 能 ag ent 和 多 ag e in 系 统 的最 有 力 的形式 化 工具`7] 一 般 认为 , 标 准 的可 能世 界语 义会 带来 逻辑 全知 问 题 , 而 他对 资源 有 限 的系统 来说 是一 个致 命 的打 击 , 因 为现 实 中 的系 统无 一 不 是 资源 有 限 的系 统 . 已有 许 多学 者研 究这 一 问题 , 并提 出了许 多 不 同 的改进 意见 `下 10] . 但是 , 本 文 的 分析 却显 示 , 这 里其 实存 在严 重 的认 识 问题 . 这不 是如 何克 服 模 态 逻辑 和 可 能 世 界语 义 带 来 逻 辑 全知 现 象 的 问题 , 而是 要澄 清让 我 们得 出逻 辑全 知 结论所 基 于 的模 糊认 识 的 问题 . 通过 指 出两个 重要 的 能导 致 逻辑 全知 结论 的认 识 盲点 , 可 以使 人们 对这 一 问题有 更准 确 的认识 , 这也 有利 于改 进基 于逻 辑 的意识 系 统 或 ag e in 研 究 . 收稿 日期 2 0 03 刁6 . -() 1 李 金厚 男 , 39 岁 , 副教 授 , 博士 * 国防科 技跨 行业 基金项 目资 助困 。 . O O J16 五 3 . -WJ o 4 0) 1 逻辑 全 知 问题 逻辑 全 知 问题 是指 , 在 认 知逻 辑 或模 态逻 辑 中正 规模 态 逻辑 的必然 规 则 N 和 公理 K 一 定有 效而 带来 的 问题 . 若 引入龙 和 B `分别 表 示 ag e nt, 知 识 算子 集合 和信 念算 子集 合 , 该 问题 可表述 为`7] : 必 然 化规 则 N , 日一 队 尹 , 卜尹一 曰 ,叭 公 理 K 尤 (笋一帕一沉梦一凡叻 ,及(尹一 叻一 (B, 少一 B功 . DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2004. 02. 025
·216· 北京科技大学学报 2004年第2期 按照一般的解释，规则N表明一个agent知 ·这样的结论还需依次地经过无穷多次的推理 道和相信所有的命题重言式，这违反了人们的直 过程.这就决定了agent拥有规则N知识并不意 觉，因为命题重言式有无限多个，公理K表明一 味着拥有Ta,上TB,…,Tδ，…等无穷多条定理 个agent的知识和信念在蕴涵意义上是封闭的， (或者说它便知道和相信了所有的命题重言式)， 这就要求agent的知识、信念集是一致的，即不能 因为这既要求该agent在P中拥有了无穷多的重 有矛盾的命题和公式，而人的知识和信念在逻辑 言式a,B,…6,,又要求它能在有限的时间内完成 意义上却不需要（也不可能）保持一致.所以，一 所有无穷多个的推理动作，而这两个条件对实现 些学者认为正规模态算子和可能世界语义是这 意义的agent都无法得到满足的.不难看出，第一 一问题的根源四.但这样的结论并不可靠，原因 个条件得不到满足是显然的，关于第二个条件， 在于，人们没有能够跳出逻辑的圈子来思考这一 其实也不难推得.从人推理的角度看过程，它属 问题.也就是说，当将逻辑系统的概念与方法应 于某种形式的意识过程，而以唯物主义的观点， 用于意识系统或agent研究时，逻辑系统和意识 而不是以二元论(Dualism)的观点看待意识和身 系统两者之间的关系（如意识系统能否简化为单 体关系问题，已是认知科学家的基本共识.从这 纯的逻辑系统来研究等等)以及一些相关的问题 种意义上说，人的意识过程，包括各种的逻辑推 就需要考虑 理过程，实际上也是某种形式的物理过程.若从 逻辑推理的计算机程序实现角度来看，这些逻辑 2当前基于逻辑的agent研究的两 推理过程的计算机程序实现过程也是一些电子 大认识盲点 器件运作的物理过程.它们不可能在无限短的时 间内完成，可见，上述无穷多的逻辑推理过程将 首先考察必然化规则会带来问题的这一说 不可能在有限短的时间内完成，任何agent都不 法.在论述之前，先要指出这样一个基本事实，就 可能在现在时刻知道和相信所有这些重言式.总 是将模态逻辑系统的概念与方法应用于agent研 之，认为必然化规则会导致一个agent知道和相 究本身是一个应用的概念，要研究的agnt或相 信所有的命题重言式的说法，要么忽略了将逻辑 应计算机系统是实现逻辑推理操作的本体.因为 系统应用于agent研究的实现意义，要么忽略了 如果不是如此，agent研究便会失去其在分布式人 逻辑推理的过程特征，而这两者都是不可取的. 工智能研究中的应有地位， 公理K带来问题的原因应先从考虑意识系 学者们指出其表明一个agent知道和相信所 统和逻辑系统两者之间的关系着手，因为既然要 有的命题重言式，但这样的论断即使从逻辑角度 将逻辑系统的概念与方法应用于agent.或意识系 看也是无法站住脚的，若以T表示某一模态算 统研究，其关系问题就不容忽略，事实是，意识系 子，根据规则N有：p一「p.注意，这里的p是 统是比逻辑系统广泛得多的概念.为此这里准备 一个变元，而p一卜「p只是一条形式真a的定 这样简单论证，就是先简单指出意识系统的决策 理或公理而己，如果以文字叙述，它可以这样表 特征，然后再证明现有的逻辑系统并不满足这些 达：如果p是某一逻辑系统中的定理，那么「p是 决策特征的要求，虽然人进行决策的过程是复杂 相应模态逻辑系统中的一条定理，人们利用这条 的，但至少有一点是比较明确的，那就是这种决 定理进行的推理过程可以这样描述，如果给定某 策一般来说不是盲目的，而是建立在它们对现实 个合式公式α，首先需要检验它是不是某个逻辑 世界一定认识的基础之上，这些认识或知识是它 系统中的一条定理.如果是，那么便可以得出Ta 们在与外部世界交互作用的过程中逐步积累起 是相应模态逻辑系统中的一条定理这样的结论； 来的，它们通常又可以以某种语言形式来表达， 否则便不能得出这样的结论.注意Tp和a在逻 例如，西红柿可以吃、酒精可以燃烧等就是两条 辑意义上是完全不同的两个公式，因为其中和 表达形式的知识，而人们对这两条知识的应用情 a有完全不同的指称意义.如果以a,B,…,6,…表 况是，西红柿被用来做菜而有些酒精被用作燃 示某一命题逻辑系统P中无数多条的重言式或 料，人们进行决策的依据通常是一些具有事实真 定理，那么根据前面的讨论可以知道，要根据这 或假的知识.知识真假的重要性在于，它们相当 些前提和规则N依次地得到上Ta,-TB,…,-6, 于知识的标签，标签不同，人们运用有关知识的
. 6 1 2 北 京 - 科 技 大 学 学 报 年 第 期 0 2 2 4 按照 一般 的解释 , 规则 N 表 明 一个 ag en t 知 道和 相信所 有 的命题重 言 式 , 这 违 反 了人 们 的直 觉 , 因 为命题 重 言式 有无 限 多个 . 公 理 K 表 明一 个 ag en t 的知识 和信 念 在蕴 涵 意义 上是 封 闭 的 , 这就 要求 ag e in 的知 识 、 信念 集是 一 致 的 , 即不 能 有矛 盾的命 题和 公式 , 而 人 的知 识和 信念 在逻 辑 意义 上却 不 需要 ( 也不 可 能 ) 保 持一 致 . 所 以 , 一 些学 者 认 为正 规模 态 算 子和 可 能 世 界语 义 是 这 一 问题 的根源 `, 1] . 但 这样 的结论 并 不可 靠 . 原 因 在于 , 人们 没有 能够跳 出逻 辑 的圈子 来思考这 一 问题 . 也就 是说 , 当将 逻辑 系统 的概 念 与方 法 应 用于 意识 系统 或 ag e nt 研 究时 , 逻辑 系 统和 意 识 系统两 者之 间的关 系 ( 如意 识系统 能 否简化 为单 纯 的逻辑 系 统来研 究等 等 ) 以及一 些相 关 的 问题 就 需要 考虑 . 2 当前 基 于 逻 辑 的 a g e nt 研 究 的两 大 认识 盲点 首 先考 察 必 然 化规 则会 带 来 问题 的这 一 说 法 . 在论 述之 前 , 先 要指 出这样 一个 基本 事实 , 就 是 将模 态逻 辑 系统 的概 念与 方法 应 用于 ag e in 研 究 本身 是一 个应 用 的概 念 , 要研 究 的 ag e nt 或 相 应 计算机 系统 是实现 逻辑 推理 操作 的本 体 , 因为 如果 不是如 此 , ag e in 研 究便会 失去 其在 分布式 人 工 智能研 究 中 的应有 地位 . 学者 们指 出其 表 明一个 ag e nt 知道 和相 信 所 有 的命题 重言式 , 但 这样 的论 断即 使从逻 辑角 度 看 也 是 无 法 站 住 脚 的 . 若 以厂表 示 某 一 模 态 算 子 , 根 据规 则 N 有 : 脚一 卜2劝 . 注意 , 这 里 的 p 是 一个 变元 , 而 脚一 日劲只是 一条 形式 真 `川 的 定 理或 公理 而 己 . 如果 以文 字 叙述 , 它可 以这 样 表 达 : 如果价是某 一逻 辑 系统 中 的定 理 , 那 么印 是 相应模 态逻 辑系 统 中的一条 定理 . 人 们利用 这 条 定理进 行 的推理 过程 可 以这 样描 述 , 如果 给定 某 个 合 式公 式a , 首先 需要 检验 它 是不 是某 个逻 辑 系统 中 的一条 定理 . 如 果是 , 那 么便 可 以得 出ar 是相应 模态逻 辑系 统 中的一 条定 理这样 的结 论 ; 否则 便不 能得 出这样 的 结论 . 注 意仰和 ar 在逻 辑意 义上 是完 全不 同的两 个公 式 , 因 为其 中势和 a 有完全 不 同 的指称 意 义 . 如 果 以a 渭 , … , 咨 , … 表 示 某一 命题 逻 辑系 统 P 中无 数 多条 的重 言式 或 定理 , 那 么 根 据前 面 的讨论 可 以知道 , 要 根据 这 些 前提 和 规则 N 依 次地 得到 日五 , 卜珊 , … , 日节 , … 这 样 的结 论 还 需 依 次地 经 过 无 穷 多次的推 理 过程 . 这就 决 定 了 ag e nt 拥 有规 则 N 知识 并不 意 味着 拥 有 日五 , 日万 , … , 卜几 , … 等无 穷 多条 定 理 ( 或 者说 它便知 道和 相信 了所有 的命题 重言 式 ) , 因 为这 既要 求该 ag ent 在 P 中拥有 了无 穷 多 的重 言式 a , 刀 , … 咨 , … ,又 要求 它 能在 有 限的 时间 内完成 所有 无穷 多个 的推理 动作 , 而这 两个 条件对 实现 意义 的 ag e in 都无 法得 到满 足 的 . 不难 看 出 , 第 一 个 条 件得 不 到满足 是 显然 的 . 关于 第二 个条 件 , 其实 也不 难推 得 . 从人 推理 的角 度看过 程 , 它 属 于某 种形 式 的意识 过 程 , 而 以唯物 主义 的观 点 , 而不 是 以二元 论 ( D ua ils m ) 的 观 点看待 意识 和 身 体 关 系 问题 , 己 是认 知科 学 家 的基本 共 识 . 从这 种 意 义上 说 , 人 的意 识 过程 , 包 括 各种的逻 辑推 理 过 程 , 实 际上 也是 某种 形 式 的物理 过程 . 若从 逻 辑推 理 的计 算机 程序 实现 角度 来看 , 这些 逻辑 推 理 过程 的计 算机 程 序 实 现过 程 也是 一 些 电子 器 件运 作 的物 理 过程 . 它们 不可 能在 无 限短 的时 间 内完 成 , 可 见 , 上 述无 穷 多 的逻辑 推理 过 程将 不 可 能在有 限短 的时 间 内完成 , 任 何 ag ent 都不 可 能在现 在 时刻知 道和 相信 所有这 些重 言式 . 总 之 , 认 为必 然化 规 则会 导致 一个 a g e n t 知 道 和相 信所 有 的命题 重言 式 的说法 , 要 么忽略 了将 逻辑 系 统应 用 于 ag e in 研 究 的实 现意 义 , 要 么忽 略 了 逻辑 推 理 的过程 特征 , 而这 两 者都 是不 可取 的 . 公理 K 带来 问题 的原 因应 先从考 虑 意识 系 统和 逻辑 系统两 者 之间 的关系 着手 , 因为既然 要 将逻 辑 系统 的概 念 与方 法应 用于 ag ent 或 意识 系 统研 究 , 其关 系 问题 就不 容忽 略 . 事 实是 , 意 识系 统是 比逻辑 系统 广泛 得多 的概念 . 为此这 里准 备 这样 简单论 证 , 就是 先简单指 出意识 系统 的决 策 特 征 , 然后 再证 明现 有 的逻辑 系统 并不满 足这 些 决策特 征 的要求 . 虽 然人 进行 决策 的过程 是复 杂 的 , 但至 少 有一 点 是 比 较 明确 的 , 那就 是 这种 决 策一般 来说 不是 盲 目的 , 而是 建立在 它们 对现 实 世 界一 定认 识 的基 础之 上 . 这些 认识 或知 识是它 们 在 与 外部 世 界 交互 作 用 的过 程 中逐 步积 累起 来 的 , 它 们 通常 又可 以以某 种语 言形 式 来表 达 . 例 如 , 西 红 柿可 以吃 、 酒精 可 以燃烧 等 就 是两条 表 达形 式 的知识 , 而 人们对 这 两条知 识 的应用情 况 是 , 西 红柿 被用 来 做 菜 而有 些 酒精 被 用 作燃 料 . 人 们进行 决策 的依 据通 常是 一些具 有 事实真 或 假 的知 识 . 知识 真假 的重要 性在 于 , 它们 相 当 于 知 识 的标签 , 标 签 不 同 , 人们 运用 有 关知 识 的
Vol.26 No.2 李金厚等：从逻辑全知问题认定看当前基于逻辑的agnt研究的两个认识盲点 ·217, 方法也会有所不同.这样的论断是显然的，因为 系，矛盾，如果前面的假定改成从该定理可推得 为了给出正确的决策，或者为了能基于一个更正 ”为假，一样会导致矛盾，所以由命题逻辑系统中 确的角度来观察或了解世界，人们常常关心，有 的定理不能断定定理中任何一个命题变元的真 时甚至竭尽全力寻求关于某些重要论断到底是 或假. 证毕 真还是假的答案.如“太阳是我们所处星系的中 因为上述定理的证明中，没有涉及任何语义 心”与“地球是我们所处星系的中心”是两个相互 的问题，所以有关结论可以很容易地直接应用到 排斥的论断，到底哪一个是真的有着不言而喻的 模态逻辑系统，也就是有下面的推论 重要性，如果以p表示“太阳是我们所处星系的中 推论根据模态逻辑系统中的定理并不能推 心”，以q表示“地球是我们所处星系的中心”，那 断该定理中出现的任何一个命题变元的模态真 么人们常常需要知道p真或q假这样的答案，这是 或假. 由意识系统的决策要求决定的. 由上面的定理与推论可知，形式真并不能替 相比较而言，逻辑系统里关心的不是事实真 代事实真，也就是说，从要推理出事实真假知识 或假的知识，而是形式真的公式.也就是说，逻辑 的角度看，这些逻辑系统是不封闭的，为了使这 系统里关心的是形如pAg一qAp这样的定理或重 样的逻辑推理得以进行，就需要在系统中增加具 言式，并不关心P或q事实上的真或假，这是由逻 有事实真假性质的知识，但这又超出了逻辑系统 辑系统的性质所决定的，这些定理是形式真的， 概念的范畴， 因为这种真只与其表示形式有关，与其中的P或 现在问题已经变得比较清楚，公理K是模态 9具体代表什么命题以及它们的真、假没有关系. 逻辑系统的一个概念和要求，将它与意识系统的 如果要求一个纯粹的逻辑系统也具备意识系统 一些特征相提并论是不合适的，严格地说，一些 的决策特征，那么需要能从逻辑系统的形式知识 学者的“人的知识或信念不需要在逻辑意义上封 中有效地推出具有事实真假值的知识才行，但 闭来要求”的说法并不准确，因为人的知识或信 是，下面的定理却指出，从逻辑系统里形式真的 念在逻辑意义上当然应该是封闭的.否则，逻辑 定理并不能得出任何事实真或假的结论. 推理对人们正确思维的意义何在？基于逻辑角 定理根据普通命题逻辑系统中的定理并不 度进行意识系统研究的意义又何在？只是由于 能推断该定理中出现的任何一个命题变元的事 人们赖以建立这些知识和信念的信息来源实际 实真或假. 上无法是完全准确的，所以才会有实际意义不封 证明采用反证法.以Fp,9,,…)简单表示命 闭的情况存在.这样的情况是没有办法根除的， 题逻辑系统中的某个定理，其中的P,9或r等是定 所以人们才会在某种程度上认可它们的存在，换 理中出现的命题变元并按其出现的顺序进行排 句话说，它们的存在往往会促使人们不断寻找正 列，但重复出现的不列入其中.从有关公式的命 确的信息来源或不断发现不正确的知识，以便最 题序列中任取一个命题并设为”，这总是可行的， 终将它们从知识系统中删除掉.总之，因为意识 因为任何一个合式公式中必须包含一个命题，否 系统并不能简化为单纯的逻辑系统来研究，所以 则它是非法的，当然也就不可能是条定理.现在 将作为一个模态逻辑系统里的概念和要求的公 假定由该公式的永真性推得r为真，这一论断过 理K与人允许知识或信念存在某些或某种形式 程可表示为： 的不一致相提并论（从而认为公理K会带来问 Fp,q,r,…)-r 假定 题)的做法显然是不适合的. Fp,q,,…） 定理的性质 通过对逻辑全知问题认定所基于的两个方 结论：r为真 面情况进行讨论，可以看出，当前关于逻辑全知 另一方面，根据假言易位律可以知道，”一 问题的看法是不准确的，它不像一些学者所认为 一Fp,9,）.这表示如果r不真或为假，Fp,q,,…) 的可能世界语义和正规模态算子是这一问题的 的逻辑值也将是假的：或如果将公式FP,9,r,…)出 根源.其实，如果人们能基于正确的立场和观点 现符合r的位置全部代以假的逻辑值，FP,q,,…) 来认识基于逻辑的agent或意识系统研究，那么 的值也会是假的.但是根据条件Fp,q,,…)是永真 就不会出现一些学者所认为的逻辑全知问题，这 的，与其中的命题代入什么样的逻辑值没有关 与模态逻辑和可能世界语义是无关的.相反，这
V6 1 . 2 6 N 0 . 2 李 金厚等 : 从 逻辑 全知 问题 认定看 当前 基于 逻辑 的 ga en t 研 究 的两 个认 识盲点 一 2 17 . 方 法 也会 有 所不 同 . 这 样 的论 断 是显 然 的 , 因为 为 了给出正 确 的决策 , 或 者 为 了能基 于一 个更 正 确 的角度 来观察 或 了解 世 界 , 人 们 常常 关心 , 有 时甚 至 竭尽 全 力 寻 求 关于 某 些 重 要 论 断到 底 是 真 还 是假 的答 案 . 如 “ 太 阳是 我 们所 处 星系 的 中 心 ” 与 “ 地 球 是我们 所处 星系 的 中心 ” 是两 个相 互 排 斥 的论断 , 到底 哪一个 是 真 的有 着 不言 而喻 的 重要 性 . 如 果 以p 表 示 “ 太 阳是我们 所 处星 系 的中 心 ” , 以q 表 示 “ 地 球 是我们 所 处 星 系的 中心 ” , 那 么人 们 常常 需要 知道夕真 或q 假这样 的答案 . 这 是 由意识 系统 的决策 要 求 决 定 的 . 相 比 较而 言 , 逻 辑 系统 里关 心 的不 是事实真 或假 的知 识 , 而 是形 式真 的公式 . 也就 是说 , 逻辑 系统 里关 心 的是形 如p 八 q 一q 印这 样 的定理 或重 言 式 , 并不 关 心p 或 q 事 实 上 的真或假 , 这 是 由逻 辑 系统 的性 质 所决 定 的 . 这 些 定理 是 形 式真 的 , 因为这 种真 只 与其 表 示 形式 有 关 , 与 其 中 的P 或 q 具 体代 表什 么命 题 以及它 们 的真 、 假没 有关 系 . 如 果要 求 一 个 纯粹 的逻 辑 系统 也具 备 意 识系 统 的决 策特 征 , 那 么需 要能 从逻 辑系 统 的形式 知识 中 有效地 推 出 具有 事 实真 假值 的知 识 才 行 . 但 是 , 下 面 的定 理 却指 出 , 从 逻辑 系 统 里形 式真 的 定理 并 不能 得 出任 何 事 实真 或假 的 结论 . 定 理 根 据普 通 命 题逻 辑 系统 中的定 理 并不 能推 断该 定 理 中 出现 的任 何一 个 命 题 变元 的事 实真 或假 . 证 明 采 用 反证 法 . 以卢飞户 , q, r , … )简单 表 示命 题逻 辑 系统 中 的某个 定 理 , 其 中 的p , q 或; 等 是定 理 中 出现 的 命题 变 元 并 按其 出现 的顺序 进 行 排 列 , 但 重复 出现 的不 列入 其 中 . 从 有 关 公式 的命 题序 列 中任取 一 个命 题 并设 为 ; , 这 总是可 行 的 , 因为任 何 一个 合式 公式 中必 须包 含 一个命 题 , 否 则它 是非 法 的 , 当然 也就 不 可 能是 条定 理 . 现 在 假定 由该公 式 的永 真 性推 得 r 为真 , 这一 论 断过 程可 表 示为 : 户如 , q, ’r, .) 一 ; 假 定 尸勿 , q, ’r, .) 定理 的性 质 结论 : : 为真 另 一 方 面 , 根 据假 言易 位律 可 以知道 , 二一 明争 , q, r , … ) . 这 表示 如 果: 不 真或 为 假 沪飞户 , q, r , … ) 的逻辑 值 也将 是假 的 ; 或如 果将 公式月沙 , q, r , … ) 出 现 符合 ; 的位 置 全 部 代 以假 的 逻 辑 值 沪切 ,q r , … ) 的值 也会 是假 的 . 但 是 根据 条件月乡 , q, r , … )是永 真 的 , 与 其 中 的 命题 代 入 什 么样 的逻 辑值 没 有 关 系 , 矛盾 . 如果 前 面 的假 定 改成 从 该定 理可 推 得 : 为假 , 一 样会 导致 矛盾 . 所 以 由命 题逻 辑 系统 中 的定 理 不 能 断定 定 理 中任 何 一 个 命题 变 元 的 真 或假 . 证 毕 因 为上述 定 理 的证 明 中 , 没 有涉 及 任何 语 义 的问题 , 所 以有 关结 论 可 以很 容 易地 直接应 用 到 模态 逻 辑系 统 , 也就 是 有下 面 的推 论 . 推 论 根 据 模态 逻 辑 系统 中 的定 理 并不 能推 断 该 定理 中 出现 的任 何 一 个 命题 变 元 的模 态 真 或假 . 由上 面 的定理 与 推论 可 知 , 形式 真 并不 能替 代 事 实真 , 也 就 是说 , 从要 推 理 出事 实真 假 知识 的 角度 看 , 这 些 逻辑 系 统是 不 封 闭 的 . 为 了使这 样 的逻辑 推理 得 以进行 , 就需 要在 系统 中增 加 具 有事 实真 假性 质 的知识 , 但 这 又超 出 了逻辑 系统 概念 的 范畴 . 现 在 问题 己 经变 得 比较 清 楚 . 公 理 K 是模 态 逻 辑 系统 的一 个概 念和 要求 , 将 它 与意 识系 统 的 一些特 征相 提 并论 是不 合 适 的 . 严 格地 说 , 一 些 学者 的 “ 人 的知识 或信 念 不需 要在 逻辑 意义 上封 闭来 要 求 ” 的说法 并 不准 确 , 因为 人 的知 识或 信 念 在 逻辑 意 义上 当然应 该 是封 闭的 . 否 则 , 逻 辑 推 理 对 人们 正确 思维 的 意 义何 在 ? 基 于逻 辑 角 度 进 行 意 识 系 统研 究 的 意义 又何 在 ? 只 是 由于 人 们 赖 以建 立这 些 知 识 和信 念 的信 息 来源 实 际 上 无法 是完 全准 确 的 , 所 以才会 有 实际 意义不 封 闭 的情 况存 在 . 这 样 的情 况 是 没有 办法 根 除 的 , 所 以人 们才 会在 某 种程 度上 认可 它们 的存 在 . 换 句 话说 , 它 们 的存在 往 往会 促使 人们 不 断寻 找正 确 的信 息 来源 或不 断发 现不 正确 的 知识 , 以便 最 终将 它们 从 知识 系 统 中删 除掉 . 总 之 , 因为意 识 系 统并 不 能简化 为 单纯 的逻 辑系 统来 研究 , 所 以 将 作 为 一个 模 态 逻 辑 系统 里 的概 念 和要 求 的公 理 K 与人 允 许知 识 或信 念 存在 某 些或 某 种形 式 的不 一致 相 提并 论 ( 从 而 认 为公 理 K 会 带来 问 题 ) 的做 法 显然 是 不适 合 的 . 通 过 对 逻 辑 全 知 问 题认 定所 基 于 的两 个 方 面 情 况进 行 讨论 , 可 以看 出 , 当前 关于 逻辑 全 知 问题 的看法 是 不准确 的 . 它 不像 一些 学者 所认 为 的可 能 世界 语 义 和 正规 模 态 算 子 是这 一 问题 的 根 源 . 其 实 , 如果 人 们 能基 于正 确 的立 场和 观 点 来 认识 基 于逻 辑 的 ag e in 或 意识 系 统研 究 , 那 么 就 不会 出现 一些 学者 所认 为 的逻辑 全 知 问题 , 这 与 模态 逻 辑 和可 能世 界 语 义是 无 关 的 . 相 反 , 这
◆218 北京科技大学学报 2004年第2期 一问题的认定恰恰暴露出当前基于逻辑的agent 2 Singh M P.Multiagent Systems:A Theoretical Framework 研究至少存在文中所指出的两大盲点. for Intention,Know-how,and Communication [M].Ber- lin:Springer-Verlag,1994 3结论 3 Dennett D C.The Intentional Stance [M].Cambridge, Mass:MIT Press,1987. 从其他研究者得出逻辑全知结论的两个基 4 Wooldridge M J,Jennings N R.Intelligent agents:theory 本依据出发，对这一问题做了深入的讨论.认为 and practice [J].Knowl Eng Rev,1995,10(2):115 基于模态逻辑和可能世界语义进行agent研究会 5刘大有，杨鲲，陈建中，Agent研究现状与发展趋势 [J.软件学报，2000,11(3)：315 导致逻辑全知问题的看法是不准确的.得出这样 6 Rao A S,Georgeff M P.BDI agent:from theory to practice 的结论主要源自于人们基于逻辑的概念与方法 [A].Georgeff M P,Proceedings of the Ist International 进行意识系统研究时存在的认识盲点.因为将逻 Conference on Multi-Agent Systems (ICMAS-95)[C]. 辑学的概念和方法应用于agent研究是一个应用 San Francisco:ACM Press,1995.312 的概念，此时有关逻辑推理过程的实现是基于 7杨鲲，陈建中，孙德刚，等.认知逻辑中逻辑全知问 agent的逻辑推理实现概念.这样，agent得出这样 题及其解决方法[刀.吉林大学自然科学学报，1999， 或那样结论的过程也是其逻辑推理的实现过程， 23(3:40 另一方面，因为意识系统并不能简化为单纯的逻 8 Levesque H J.A logic of implicit and explicit belief [A]. 辑系统来研究，以意识系统特点去约束逻辑系统 Proceedings of the Fourth National Conference on Artifi- cial Intelligence (AAAI-84)[C].Austin,TX,1984 往往是不合适的，如果能澄清这些认识，邦么模 9 Konolige K.A Deduction Model of Belief [M].London 态逻辑和可能世界语义就不会导致一些学者所 and San Mateo,CA:Pitman Publishing and Morgan Ka- 认为的逻辑全知问题.本文的工作一方面有助于 ufmann,1986. 人们澄清关于逻辑全知问题的认识，另一方面还 10程显毅，石纯一.避免逻辑全知的BDI语义[).软件 有助于改进基于逻辑的agent研究. 学报，2002,13(5)：966 I】胡山立，石纯一.Agent形式化研究的逻辑工具仍 参考文献 计算机科学，1999,26(12)：1 1 Bradshaw W.An introduction to software agents [A].In: 12郑文辉，梁庆寅，吴志雄，等，逻辑导论M广州： Bradshaw M.Software Agents [C].Menlo Park,CA: 中山大学出版社出版，1996 AAAI Press,1997. Two Blind Spots in Recent Logic-Based Agent Study Inferred from the Declaration of Logical Omniscience Problem LI Jinhou,JIANG Jingping Electrical Engineering Department,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China ABSTRACT Through detail analysis and strict argumentation about two main premises based upon that scholars give the declaration of logical omniscience problem,it was found that the conclusion was made in fact according to two obscure ideas related with the approach to agent study based upon modal logic.From those it is pointed out that, if we admit logical reasoning is in fact an executing process of a studied agent or computer,and if we do not reduce an intentional system as a pure logical system,there surely will not be logical omniscience problem,which is an im- portant conclusion for the vigorous study about agent based upon modal logic. KEY WORDS modal logic;possible world semantics;logical omniscience problem;intentional system;agent- based realization of logical reasoning
一 2 18 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 4 年 第 2 期 一 问题 的认 定恰恰 暴 露 出当前基于 逻辑 的 ga e ni 研 究 至少 存在 文 中所指 出的两 大盲 点 . 3 结论 从 其他 研 究 者 得 出逻 辑 全 知 结 论 的两 个 基 本依据 出发 , 对这 一 问题 做 了深 入 的讨论 . 认 为 基 于模态逻 辑 和可 能世 界语 义进 行 a g e n t 研究会 导致逻辑 全 知 问题 的看 法是 不准确 的 . 得 出这样 的结 论 主要 源 自于人 们基 于 逻 辑 的概 念 与方 法 进 行意识 系统 研究 时存在 的认 识盲 点 . 因为将 逻 辑 学 的概念 和 方法 应用 于 ag e in 研 究 是 一个应 用 的概 念 , 此 时有 关 逻辑 推 理 过程 的实 现 是基 于 ag e in 的逻 辑推 理 实现 概念 . 这 样 , ag e in 得 出这 样 或 那样 结论 的过程 也是其 逻辑 推理 的 实现过程 . 另一方面 , 因为意 识系 统并不 能简 化为 单纯 的逻 辑 系统来 研 究 , 以意识 系统特 点去 约束 逻辑 系统 往 往是 不合 适 的 . 如果 能澄 清 这些 认 识 , 那 么 模 态 逻 辑和 可 能世 界 语 义就 不 会 导致 一 些 学者 所 认 为 的逻 辑全 知 问题 . 本文 的工作 一方 面有助 于 人们 澄清 关于逻 辑全 知 问题 的认 识 , 另 一方面 还 有 助于 改进 基 于逻辑 的 ag e in 研 究 . 参 考 文 献 1 B r ad s haw .W A n i ntr o duc t i o n t o s o if w aer ag e n t s [ A ] . I n : B r a d s ha w M . 5 0 介w a er A g e n st 【C ] . M en l o P ar k , C A : A A A I P er s s , 19 9 7 . 2 Si n hg M R M u it iag ent s y set m s : A T五e o ert i e al F r 即. e w o rk fo r I n t e nt i on , nK ow 一 h o w, an d C o m m耐 e at i o n [M ] . B -er li n : S Pir n g e -r Ve ir ag , 19 9 4 . 3 D e n e t D C , T h e l n t e n t ion a l s t a n e e 【M 』 . C am ibr dg e , M as s : M I T P r e s s , 19 8 7 . 4 从O/ 0 1 idr dg e M J , J e nm g s N R . I n t e l lige nt a g e n st : het 衅 an d P acr t i e e [ J ] . K力o w l E ng eR v, 199 5 , 10 (2 ) : 115 5 刘 大有 , 杨鳗 , 陈建 中 . A ge in 研 究现状 与 发展趋 势 { JI · 软件学 报 , 2 0 0 0 , 1 1(3) : 3 1 5 6 R ao A S , G co ger f M .P B DI a g e :nt fr o m het o yr ot P r a c ti ce [A] . G e o gr e f M P, P r o c e e di n g s o f het l s t I n te m a tl o n a l C o n fe r e n c e o n M u lt i 一 A g e in s y s te m s (IC M A s · 9 5) [C ] . S an F r acn i s e o : A C M Per s s , 1 99 5 . 3 12 7 杨鸳 , 陈 建 中 , 孙德 刚 , 等 . 认知逻 辑 中逻 辑 全知 问 题及 其解 决方 法 闭 . 吉林 大学 自然科 学学报 , 19 9 , 2 3 ( 3 ) : 4 0 8 L e ve s q u e H J . A l o ig c o f im P li e i t an d e x P1i c i t be li e f A[ 1 . Por e e e d i n g s o f het F o u rt h N iat o nal C on fe r e n c e on A rt iif - e i a l I n et ll ige nc e ( A A A I 一 8 4 ) [ C ] . A u s int, TX , 19 84 9 K o no Ii g e K . A D e du ct i o n M do e 1 o f B e li e f 【M』 . L o n d o n an d s an M a t e 。 , C :A P imt an P u b lis hi n g an d M o gr an aK - u ifn a n l l , 1986 . 10 程 显毅 , 石 纯一 避 免逻辑 全知 的 B D I语 义 IJ] . 软件 学报 , 2 0 0 2 , 13 ( 5 ) : 9 6 6 1 胡 山立 , 石 纯一 A ge nt 形式 化研 究 的逻 辑 工具 【几 计算机 科 学 , 19 9 9 , 2 6 ( 12 ) : l 12 郑文辉 , 梁 庆寅 , 吴 志雄 , 等 . 逻辑 导论 【M 】 . 广 州 : 中山 大学 出版社 出版 , 19 9 .6 T W o B li n d S P o t s i n R e c e n t L o g i e 一 B a s e d A g e n t S ut 勿 I n fe er d fr o m ht e D e e l a r a t ion o f L o g i e a l O m n i s e i e n c e P r o b l e m LI iJ 月h 口 u, 汤阴 N G iJ n即 翻g El e ictr ca l Egn in e e inr g D eP a rt m e成 Z hej ian g nU i v e sr iyt, Han 乡山 ou 3 10 0 2 7 , C h i n a A B S T R A C T T h r o u gh d e t ia l an aly s i s an d s itr e t 田名u m e n at t ion ab o ut tw o m ian P r e m i s e s b as e d uP on t h at s c ho lars ig v e ht e d e e l a r a tion o f l o g i e a l o m n i s e i e cn e P or b l e m , it w as fo nU d ht at ht e e on e lus ion w as m ad e i n fa c t ac c o r d ign ot wt o Ob s e uer ide as er lat e d iw ht th e aP Por ac h t o ag e in s tu d y b as e d uP on m o dal log i e . F r o r O hot s e it 1 5 op i ent d o ut ht at , if w e a dm it l o g i e a l r e as o n ign 1 5 i n fac t an e x e e iut n g rP o e e s s o f a s tU d i e d ag ent o r e o m Puet ’r an d if w e do n o t er d u e e an int e in ion al sy s t e m as a P uer l o g i e a l s y s t e m , het er s uer ly w ill n o t b e l o ig e a l om s e i e n e e P r o b 1 em , w ih ch i s an 加 - P o 功功 t c o n e lus i o n fOr ht e v i g or us s ot d y a b o ut ag e n t b a s e d uP o n m o d a l l o g i c . K E Y W O R D S m o d a l l o ig e : P o s s i b l e w olr d s e m ant i e s : l o g i e a l o mn i s e i e cn e P or b l em : int e n ti o an l sy s t em : ag ent - b as e d er a li z iat on o f l o g i e a l er a s o n i n g