[Michael r. genesereth,__nils_j._nilsson__(auth.),(book_zz.org)

  • View
    416

  • Download
    5

Embed Size (px)

Text of [Michael r. genesereth,__nils_j._nilsson__(auth.),(book_zz.org)

  • 1. Michael R. Genesereth Nils J. Nilsson Logische Grundlagen der Knstlichen Intelligenz

2. Artificial Intelligence Knstliche Intelligenz herausgegeben von Wolfgang Bibel und Walther von Hahn Knstliche Intelligenz steht hier fr das Bemhen um ein Ver- stndnis und um die technische Realisierung intelligenten Verhaltens. Die Bcher dieser Reihe sollen Wissen aus den Gebieten der Wissensverarbeitung, Wissensreprsentation, Expertensysteme, Wissenskommunikation (Sprache, Bild, Klang, etc.), Spezial- maschinen und -sprachen sowie Modelle biologischer Systeme und kognitive Modellierung vermitteln. Bisher sind erschienen: Automated Theorem Proving von Wolfgang Bibel Die Wissensreprsentationssprache OPS 5 von Reinhard Krickhahn und Bernd Radig Prolog von Ralf Cordes, Rudolf Kruse, Horst Langendrfer, Heinrich Rust LISP von Rdiger Esser und Elisabeth Feldmar Logische Grundlagen der Knstlichen Intelligenz von Michael R. Genesereth und Nils J. Nilsson 3. Michael R. Genesereth Nils 1. Nilsson Logische Grundlagen der Knstlichen Intelligenz bersetzt und bearbeitet von Michael Tamowski Friedr. Vieweg & Sohn Braunschweig / Wiesbaden 4. Dieses Buch ist die deutsche bersetzung von Michael R. Genesereth und Nils J. Nilsson, Logical Foundations of Artificial Intelligence. Morgan Kaufmann Publishers, Los Altos, California 94022 Copyright 1987 by Morgan Kaufmann Publishers Inc. bersetzt aus dem Amerikanischen von Michael Tarnowski, Stuttgart Das in diesem Buch enthaltene Programm-Material ist mit keiner Verpflichtung oder Garantie irgend- einer Art verbunden. Die Autoren, die Herausgeber der Reihe, der bersetzer und der Verlag ber- nehmen infolgedessen keine Verantwortung und werden keine daraus folgende oder sonstige Haftung bernehmen, die auf irgendeine Art aus der Benutzung dieses Programm-Materials oder Teilen davon entsteht. Der Verlag Vieweg ist ein Unternehmen der VerJagsgruppe Bertelsmann. Alle Rechte vorbehalten Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH, Braunschweig 1989 Das Werk einschlielich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschtzt. Jede Verwertung auerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulssig und strafbar. Das gilt insbesondere flir Vervielfltigungen, bersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Umschlaggestaltung: Peter Lenz, Wiesbaden ISBN 978-3-528-04638-5 ISBN 978-3-322-92881-8 (eBook) DOI 10.1007/978-3-322-92881-8 5. v DANKSAGUNG Wir danken der Universitt Stanford und unseren zahlreichen Kol- legen und Studenten fr ihre Hilfe und Untersttzung. Der zweite Autor dankt auch SRI International fr die hervorragende For- schungsatmosphre ber viele Jahre hinweg sowie dem Palo Alto La- boratory des Rockwell Scientific Center fr die wertvolle Hilfe. Viele Leute haben die ersten Entwrfe dieses Buches gelesen. Einige schlugen wesentliche Vernderungen vor, andere entdeckten kleine, aber gefhrliche Feh;Ler. Ihnen allen danken wir und hof- fen' da die nachfolgende Liste nicht allzu viele von ihnen uner- whnt lt. James Allen Benjamin Grosof Karen Myers Mario Aranha Haym Hirsch Pandu Nayak Marianne Baudinet Jane Hsu Eunok Paek Edward Brink J osef J acobs Judea Pearl Peter Cheeseman Leslie Pack Kaelbling Donald Perlis Jens Christensen Doanld Knuth Liam Peyton Lai-Hen Chuan Kurt Konolige Charles Restivo Michael Dixon Ami Kronfeld Stan Rosenschein David Etherington Vladimir Lifschitz Dave Singhal David Fogelsong John Lowrance David Smith Peter Friedland Kim McCall Devida Subramanian Matthew Ginsberg Bill McClung Tom Strat Andrew Golding Andreas Modet Richard Waldinger Jamie Gray John Mohammed Elizabeth Wolf Yoram Moses 6. VII VORWORT Dieses Buch basiert auf zwei zentralen Annahmen: Fr den wissen- schaftlichen und technischen Fortschritt einer wissenschaftlichen Disziplin ist erstens ein geeignetes mathematisches Handwerkszeug zur Formulierung und Zusammenfassung neuer Ideen ntig. Zweitens ist die symbolische Logik ein sehr wesentlicher Bestandteil der in der Forschung ber Knstliche Intelligenz (KI) verwendeten Mathe- matik. Beide Behauptungen mssen begrndet werden. Man sollte allerdings meinen, unser erster Grundsatz fnde ei- gentlich allgemeine Zustimmung. Dennoch gibt es in neuen Wissen- schaftsgebieten, in denen das Wissen hauptschlich an die Praxis und empirische Fallstudien gebunden ist, vehemente Einwnde gegen die Versuche einer Mathematisierung. (Einer der Autoren erinnert sich beispielsweise daran, wie sich in den 50-er Jahren einige Elektroingenieure darber beklagten, da zum Verstndnis von elek- trischen Schaltkreisen und Kontrollsystemen Differentialglei- chungen doch vllig unntig seinen!) Wir behaupten nicht, da das Wissen um die mathematischen Grundlagen und Techniken einer Diszi- plin allein ausreicht, um in der Forschung oder in der Praxis er- folgreich zu sein. Wir sind allerdings der Meinung, da zu einem 7. VIII Vorwort erfolgreichem Studium der modernen, insbesonders technisch orien- tierten Wissenschaftsdisziplinen immer auch ein solides mathema- tisches Handwerkszeug der jeweiligen Disziplin gehrt. Das Studium dieser Grundlagen bietet die Voraussetzungen, um die jeweilige Disziplin interpretieren, verstehen und ausbauen zu knnen. Da die KI eine noch relativ junge Disziplin ist, ist es nicht verwunderlich, da es hitzige und geistreiche Debatten zwischen "Formalisten" und "Experimentalisten" gibt. Die Formalisten mei- nen, die Experimentalisten kmen schneller voran, wenn sie ein tieferes Verstndnis der theoretischen Grundlagen der KI besen. Die Experimentalisten sind dagegen der Ansicht, die Formalisten tten besser, sich weniger mit den formalen als vielmehr mit den inhaltlichen Problemen zu beschftigen. Auch wenn wir zugeben, da die meisten Fortschritte in der KI (oder in einer anderen tech- nischen Disziplin) durch Experimentalisten angeregt worden sind und die Formalisten meist nachtrglich dazu dienten, "aufzurumen und zu gltten", so sind wir dennoch der berzeugung, da die bedeutenden und neuen Ergebnisse in der KI von Forschern erzielt wurden, die ihren Experimenten eine fundierte theoretische Grund- lage zugrundegelegt hatten. Die theoretischen Gedanken der lteren Ingenierswissenschaften sind in der Sprache der Mathematik formuliert. Wir behaupten, da fr die KI die mathematische Logik die Grundlage jeder Theorie bildet. Obwohl zahlreiche Informatiker die Logik als grundlegend ansehen, stufen wir jedoch die Bedeutung der Logik noch sehr viel hher ein. In den Kapiteln 1 und 2 behaupten wir, da sich die KI hauptschlich mit dem Problem der Reprsentation und des Gebrauchs von deklarativem (im Gegensatz zum prozeduralen) Wissen befat. Dieses deklarative Wissen wird in Stzen formuliert. Die KI ver- langt daher nach einer Sprache, in der diese Stze auch darstell- bar sind. Weil die Sprachen (natrliche Sprachen wie Deutsch und Englisch), in denen diese Stze gewhnlich ausgedrckt sind, fr 8. Vorwort IX eine Computerreprsentation ungeeignet sind, mu man andere Spra- chen mit den bentigten Eigenschaften verwenden. Unserer Meinung nach wir es sich zeigen, da diese Eigenschaften mindestens auch dieselben sind, die die Logikern bei der Entwicklung formalisier- ter Sprachen wie dem Prdikatenkalkl intendierten. Unserer An- sicht nach mu daher jede Sprache, die in KI-Systemen bei der Wis- sensreprsentation Verwendung findet, mindestens auch die Aus- drucksstrke des Prdikatenkalkls besitzen. Wenn wir also zur Reprsentation von Wissen eine Sprache wie den Prdikatenkalkl verwenden, so mu die Theorie, die wir ber solche Systeme bilden, auch Teile der Beweistheorie und der logi- schen Modelltheorie enthalten. Unsere Ansichten sind in diesem Punkt sehr strikt: jeder, der ohne die Bercksichtigung der theo- retischen Ergebnisse der Logiker versucht, einen theoretischen Be- schreibungsapparat fr Systeme aufzustellen, die deklarativ repr- sentiertes Wissen bentzen und manipulieren sollen, der luft Ge- fahr, (bestenfalls) die Arbeit der besten Kpfe noch einmal zu wiederholen, und (schlimmstenfalls) dieses falsch zu machen! Von diesen beiden Voraussetzungen ausgehend stellt das Buch in der Sprache und mit der Technik der Logik die zentralen Gebiete der KI dar. Dies sind die Wissensreprsentation (knowledge repre- sentation) , Schlufolgern (reasoning) , die Induktion (induction) als eine Form des Lernens und verschiedene Architekturen fr schlufolgernde, wahrnehmende und handelnde Agenten. Allerdings zeigen wir nicht die einzelnen Anwendungsmglichkeiten dieser Gebiete, wie beispielsweise in Expertensystemen (expert systems), bei der Verarbeitung natrlicher Sprache (natural language proces- sing) oder beim Bildverstehen (vision). Hierber gibt es spezielle Bcher. Unser Ziel ist es vielmehr, uns auf die all diesen Gebie- ten gemeinsamen und grundlegenden Gedanken zu konzentrieren. Als Reprsentationssprache fr das Wissen, das ein schlu- folgernder Agent ber seine Welt besitzt, schlagen wir den Prdi- 9. x Vorwort katenkalkl erster Stufe vor. Dabei gehen wir davon aus, da der Agent in einer Welt von Objekten, Funktionen und Relationen exi- stiert, die die Basis fr ein Modell der Stze des Agenten im Pr- dikatenkalkl bilden. Als zentrale Inferenztechnik eines intelli- genten Agenten stellen wir die deduktive Inferenz vor. Die Kapitel 1 bis 5 sind daher einer kurzen aber vollstndigen Darstellung der Syntax und Semantik des Prdikatenkalkls erster Stufe, der log- ischen Deduktion im allgemeinen und der Resolution im besonderen gewidmet. Der Stoff der Kapitel Ibis 5 und der Kapitel 11, 12 (der sich mit Schlufolgerungen ber Handlungen und Plne befat) gehrt heute schon zum klassischen Lehrgut der KI. Viele Aspekte aus den restlichen Kapiteln stammt aus der aktuellen Forschung. Wir haben dabei versucht, solche aktuellen Ergebnisse zusammenzustellen, von denen wir glauben, da sie in nchster Zeit ebenfalls zu den Klassikern gehren werden. Wir glauben, da unser Buch, das erste Lehrbuch ist

Recommended

View more >