Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Вероятностная логика (также вероятностная логика и вероятностное рассуждение) включает в себя использование вероятности и логики для решения неопределенных ситуаций. Вероятностная логика расширяет традиционные таблицы истинности логики вероятностными выражениями. Трудность вероятностной логики заключается в их склонности умножать вычислительную сложность их вероятностных и логических компонентов. Другие трудности включают возможность противоположных интуитивных результатов, например, в случае слияния убеждений в теории Демпстера и Шафера. Доверие к источникам и эпистемическая неопределенность относительно вероятности, которую они предоставляют, как определено в субъективной логике, являются дополнительными элементами, которые следует учитывать. Необходимость рассмотрения широкого спектра контекстов и вопросов привела к выработке множества различных предложений.
Probabilistic logic (also probability logic and probabilistic reasoning) involves the use of probability and logic to deal with uncertain situations. Probabilistic logic extends traditional logic truth tables with probabilistic expressions. A difficulty of probabilistic logics is their tendency to multiply the computational complexities of their probabilistic and logical components. Other difficulties include the possibility of counter intuitive results, such as in case of belief fusion in Dempster–Shafer theory. Source trust and epistemic uncertainty about the probabilities they provide, such as defined in subjective logic, are additional elements to consider. The need to deal with a broad variety of contexts and issues has led to many different proposals.
Логическая основа
Существует множество предложений вероятностной логики. Очень грубо, они могут быть классифицированы в два разных класса: те логики, которые пытаются сделать вероятностное расширение логического вовлечения, такие как логические сети Маркова, и те, которые пытаются решить проблемы неопределенности и отсутствия доказательств (доказательная логика). То, что понятие вероятности может иметь разные значения, можно понять, отметив, что, несмотря на математизацию вероятности в эпоху Просвещения, математическая теория вероятности остается до сих пор полностью неиспользованной в уголовных судах при оценке "вероятности" вины подозреваемого преступника. Более точно, в доказательной логике, существует необходимость различать объективную истину заявления от нашего решения о правде этого заявления, которое, в свою очередь, должно быть отличено от нашей уверенности в его правде: таким образом, реальная вина подозреваемого не обязательно то же самое, что решение судьи о виновности, что, в свою очередь, не то же самое, что присваивать числовую вероятность совершения преступления и решать, превышает ли он числовой порог вины. Приговор по одному подозреваемому может быть виновным или невиновным с некоторой неопределенностью, так же как подбрасывание монеты может быть предсказано как голова или хвост с некоторой неопределенностью. Учитывая большое количество подозреваемых, определенный процент может быть виновен, так же как вероятность перевернуть "голова" вдвое. Однако неправильно принимать этот закон средних значений в отношении одного преступника (или одного броска монеты): преступник не более "немного виновен", чем предсказывая, что один бросок монеты будет "немного головы и немного хвоста": мы просто не уверены, какой он. Выражение неопределенности как численной вероятности может быть приемлемым при научных измерениях физических величин, но это всего лишь математическая модель неопределенности, которую мы воспринимаем в контексте рассуждений и логики "общего смысла". Как и в рассуждениях в суде, цель использования неопределенного вывода состоит в том, чтобы собрать доказательства для укрепления уверенности в предложении, а не выполнять какой-то вид вероятностного подключения.
There are numerous proposals for probabilistic logics. Very roughly, they can be categorized into two different classes: those logics that attempt to make a probabilistic extension to logical entailment, such as Markov logic networks, and those that attempt to address the problems of uncertainty and lack of evidence (evidentiary logics). That the concept of probability can have different meanings may be understood by noting that, despite the mathematization of probability in the Enlightenment, mathematical probability theory remains, to this very day, entirely unused in criminal courtrooms, when evaluating the "probability" of the guilt of a suspected criminal. More precisely, in evidentiary logic, there is a need to distinguish the objective truth of a statement from our decision about the truth of that statement, which in turn must be distinguished from our confidence in its truth: thus, a suspect's real guilt is not necessarily the same as the judge's decision on guilt, which in turn is not the same as assigning a numerical probability to the commission of the crime, and deciding whether it is above a numerical threshold of guilt. The verdict on a single suspect may be guilty or not guilty with some uncertainty, just as the flipping of a coin may be predicted as heads or tails with some uncertainty. Given a large collection of suspects, a certain percentage may be guilty, just as the probability of flipping "heads" is one half. However, it is incorrect to take this law of averages with regard to a single criminal (or single coin flip): the criminal is no more "a little bit guilty" than predicting a single coin flip to be "a little bit heads and a little bit tails": we are merely uncertain as to which it is. Expressing uncertainty as a numerical probability may be acceptable when making scientific measurements of physical quantities, but it is merely a mathematical model of the uncertainty we perceive in the context of "common sense" reasoning and logic. Just as in courtroom reasoning, the goal of employing uncertain inference is to gather evidence to strengthen the confidence of a proposition, as opposed to performing some sort of probabilistic entailment.
Исторический контекст
Исторически, попытки количественно оценить вероятностные рассуждения восходят к древности. Особенно сильный интерес к этому возник в 12 веке, с работой схоластов, с изобретением полудоказательства (так, что двух полудоказательств достаточно, чтобы доказать вину), разъяснением моральной определенности (достаточной определенности, чтобы действовать, но не достигнув абсолютной определенности), развитием католического вероятности (идея о том, что всегда безопасно следовать установленным правилам доктрины или мнению экспертов, даже когда они менее вероятны), рассуждениями, основанными на казуистике, и скандалом лаксизма (который использовался для поддержки почти любого утверждения, при этом можно было найти экспертное мнение в поддержку почти любого утверждения). Предлагаемая семантическая обобщение вызывает вероятностное логическое включение, которое сводится к обычному логическому включению, когда вероятности всех предложений равны 0 или 1. Это обобщение применимо к любой логической системе, для которой может быть установлена последовательность конечного набора предложений. Центральной концепцией в теории субъективной логики является мнение о некоторых из предложения переменных, участвующих в данной логической предложения. Биномиальное мнение относится к одному предложению и представлено в виде трехмерного расширения одного значения вероятности для выражения вероятностной и эпистемической неопределенности относительно истинности предложения. Для вычисления выведенных мнений, основанных на структуре аргументов мнений, теория предлагает соответствующие операторы для различных логических соединителей, таких как, например, умножение (AND), совместное умножение (OR), деление (UN AND) и со-деление (UN OR) мнений, условный вывод (MP) и похищение (MT), а также теорема Байеса. Приблизительный формализм рассуждений, предложенный нечеткой логикой, может быть использован для получения логики, в которой модели являются распределениями вероятности, а теории - нижними конвертами. В такой логике вопрос о последовательности имеющейся информации тесно связан с вопросом о последовательности частичного вероятностного назначения и, следовательно, с явлениями голландской книги. Марковские логические сети реализуют форму неопределенного вывода, основанную на принципе максимальной энтропии - идее о том, что вероятности должны быть назначены таким образом, чтобы максимизировать энтропию, аналогично тому, как цепочки Маркова присваивают вероятности конечным переходам машин состояния. Такие системы, как Вероятностные логические сети (PLN) Бена Герцеля, добавляют явное ранжирование доверия, а также вероятность атомов и предложений. Правила дедукции и индукции включают в себя эту неопределенность, таким образом, преодолевая трудности в чисто байесовских подходах к логике (включая логику Маркова), а также избегая парадоксов теории Демпстера-Шейфера. Внедрение PLN пытается использовать и обобщать алгоритмы логического программирования, с учетом этих расширений. В области вероятностного аргументации были выдвинуты различные формальные рамки. К примеру, рамка "вероятностных обозначений" относится к пространствам вероятности, где пространство выборки представляет собой набор обозначений графов аргументации. В рамках "пробалитических систем аргументации" вероятности не привязаны непосредственно к аргументам или логическим предложениям. Вместо этого предполагается, что определенное подмножество переменных, участвующих в предложениях, определяет пространство вероятности над соответствующей подалгеброй σ. Это вызывает две различные меры вероятности относительно , которые называются степенью поддержки и степенью возможности соответственно. Степень поддержки можно рассматривать как неадитивные вероятности доказуемости, которые обобщают понятия обычного логического подключения (для) и классических последних вероятностей (для). Математически эта точка зрения совместима с теорией Демпстера-Шейфера. Теория доказательного рассуждения также определяет неаддитивные вероятности вероятности (или эпистемические вероятности) как общее понятие как для логического подключения (доказательности), так и для вероятности. Идея состоит в том, чтобы расширить стандартную пропозициональную логику, рассмотрев эпистемический оператор K, который представляет состояние знаний, которые рациональный агент имеет о м...
Historically, attempts to quantify probabilistic reasoning date back to antiquity. There was a particularly strong interest starting in the 12th century, with the work of the Scholastics, with the invention of the half proof (so that two half proofs are sufficient to prove guilt), the elucidation of moral certainty (sufficient certainty to act upon, but short of absolute certainty), the development of Catholic probabilism (the idea that it is always safe to follow the established rules of doctrine or the opinion of experts, even when they are less probable), the case based reasoning of casuistry, and the scandal of Laxism (whereby probabilism was used to give support to almost any statement at all, it being possible to find an expert opinion in support of almost any proposition.). The proposed semantical generalization induces a probabilistic logical entailment, which reduces to ordinary logical entailment when the probabilities of all sentences are either 0 or 1. This generalization applies to any logical system for which the consistency of a finite set of sentences can be established. The central concept in the theory of subjective logic is opinions about some of the propositional variables involved in the given logical sentences. A binomial opinion applies to a single proposition and is represented as a 3 dimensional extension of a single probability value to express probabilistic and epistemic uncertainty about the truth of the proposition. For the computation of derived opinions based on a structure of argument opinions, the theory proposes respective operators for various logical connectives, such as e. g. multiplication (AND), comultiplication (OR), division (UN AND) and co division (UN OR) of opinions, conditional deduction (MP) and abduction (MT)., as well as Bayes' theorem. The approximate reasoning formalism proposed by fuzzy logic can be used to obtain a logic in which the models are the probability distributions and the theories are the lower envelopes. In such a logic the question of the consistency of the available information is strictly related with the one of the coherence of partial probabilistic assignment and therefore with Dutch book phenomena. Markov logic networks implement a form of uncertain inference based on the maximum entropy principle—the idea that probabilities should be assigned in such a way as to maximize entropy, in analogy with the way that Markov chains assign probabilities to finite state machine transitions. Systems such as Ben Goertzel's Probabilistic Logic Networks (PLN) add an explicit confidence ranking, as well as a probability to atoms and sentences. The rules of deduction and induction incorporate this uncertainty, thus side stepping difficulties in purely Bayesian approaches to logic (including Markov logic), while also avoiding the paradoxes of Dempster–Shafer theory. The implementation of PLN attempts to use and generalize algorithms from logic programming, subject to these extensions. In the field of probabilistic argumentation, various formal frameworks have been put forward. The framework of "probabilistic labellings", for example, refers to probability spaces where a sample space is a set of labellings of argumentation graphs. In the framework of "probabilistic argumentation systems" probabilities are not directly attached to arguments or logical sentences. Instead it is assumed that a particular subset of the variables involved in the sentences defines a probability space over the corresponding sub σ algebra. This induces two distinct probability measures with respect to , which are called degree of support and degree of possibility, respectively. Degrees of support can be regarded as non additive probabilities of provability, which generalizes the concepts of ordinary logical entailment (for ) and classical posterior probabilities (for ). Mathematically, this view is compatible with the Dempster–Shafer theory. The theory of evidential reasoning also defines non additive probabilities of probability (or epistemic probabilities) as a general notion for both logical entailment (provability) and probability. The idea is to augment standard propositional logic by considering an epistemic operator K that represents the state of knowledge that a rational agent has about the world. Probabilities are then defined over the resulting epistemic universe Kp of all propositional sentences p, and it is argued that this is the best information available to an analyst. From this view, Dempster–Shafer theory appears to be a generalized form of probabilistic reasoning.