Mystic Horse: An Elegant Being分享 http://blog.sciencenet.cn/u/gl6866 中国社会科学院哲学研究所研究员

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本体论

已有 7276 次阅读 2013-8-9 21:23 |个人分类:信息哲学|系统分类:科研笔记| 本体论

本体论(ontology)是哲学概念,它是研究存在的本质的哲学问题。但近几十年里,这个词被应用到计算机界,并在人工智能、计算机语言以及数据库理论中扮演着越来越重要的作用。


然而,到目前为止,对于本体论,还没有统一的定义和固定的应用领域。斯坦福大学的Gruber给出的定义得到了许多同行的认可,即本体论是对概念化的精确描述,本体论用于描述事物的本质。


在实现上,本体论是概念化的详细说明,一个ontology往往就是一个正式的词汇表,其核心作用就在于定义某一领域或领域内的专业词汇以及他们之间的关系。这一系列的基本概念如同工程一座大厦的基石,为交流各方提供了一个统一的认识。在这一系列概念的支持下,知识的搜索、积累和共享的效率将大大提高,真正意义上的知识重用和共享也成为可能。就此意义而言,Web语言XML(Extensible Markup Language,可扩展标识语言)就是本体理论的一项典型应用;.xml文档就是一个标签化的词汇表。


本体论可以分为四种类型:领域、通用、应用和表示。领域本体包含着特定类型领域(如电子、机械、医药、教学)等的相关知识,或者是某个学科、某门课程中的相关知识;通用本体则覆盖了若干个领域,通常也称为核心本体;应用本体包含特定领域建模所需的全部知识;表示本体不只局限于某个特定的领域,还提供了用于描述事物的实体,如“框架本体”,其中定义了框架、槽的概念。


可见,本体论的建立具有一定的层次性,在教学领域而言,如果说某门课程中的概念、术语及其关系看成是特定的应用本体,那么所有课程中的共同的概念和特征则具有一定的通用性。


Ontology 这个哲学范畴,被人工智能界赋予了新的定义,从而被引入信息科学中。然而信息科学界对 Ontology 的理解也是逐步发展才走向成熟的。1991 年 Neches 等人最早给出 Ontology 在信息科学中的定义:“给出构成相关领域词汇的基本术语和关系,以及利用这些术语和关系构成的规定这些词汇外延规则的定义。”后来在信息系统、知识系统等领域,随着越来越多的人研究 Ontology,产生了不同的定义。1993 年 Gruber 定义 Ontology 为“概念模型的明确的规范说明”。1997 年 Borst 进一步完善为“共享概念模型的形式化规范说明”。Studer 等人对上述两个定义进行了深入研究,认为 Ontology 是共享概念模型的明确的形式化规范说明,这也是目前对 Ontology 概念的统一看法。


Studer 等人的 Ontology 定义包含四层含义:概念模型(Conceptualization)、明确(Explicit)、形式化(Formal)和共享(Share)。“概念模型”是指通过抽象出客观世界中一些现象(Phenomenon)的相关概念而得到的模型,其表示的含义独立于具体的环境状态;“明确”是指所使用的概念及使用这些概念的约束都有明确的定义;“形式化”是指 Ontology 是计算机可读的,也就是计算机可处理的;“共享”是指 Ontology 中体现的是共同认可的知识,反映的是相关领域中公认的概念集,它所针对的是团体而非个体。Ontology 的目标是捕获相关领域的知识,提供对该领域知识的共同理解,确定该领域内共同认可的词汇,并从不同层次的形式化模式上给出这些词汇(术语)和词汇之间相互关系的明确定义。


尽管定义有很多不同的方式,但是从内涵上来看,不同研究者对于 Ontology 的认识是统一的,都把它当作是领域(领域的范围可以是特定应用中,也可以是更广的范围)内部不同主体(人、机器、软件系统等)之间进行交流(对话、互操作、共享等)的一种语义基础,即由 Ontology 提供一种共识。而且 Ontology 提供的这种共识更主要的是为机器服务,机器并不能像人类一样理解自然语言中表达的语义,目前的计算机也只能把文本看成字符串进行处理。因此,在计算机领域讨论 Ontology,就要讨论如何表达共识,也就是概念的形式化问题。




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