3.3.3. Гносеологічний аспект витягу знань

Гносеологія – це розділ філософії, зв'язаний з теорією пізнання, чи теорією відображення дійсності у свідомості людини. Гносеологічний аспект (АЗ) витягу знань поєднує методологічні проблеми одержання нового наукового знання, оскільки при створенні БЗ експерт часто уперше формулює деякі закономірності, до того моменту зіставляючі його особистий досвід.

Пізнання часто супроводжується створенням нових понять і теорій. Іноді експерт породжує нові знання прямо в ході бесіди з аналітиком. Така генерація знань корисна і самому експерту, що до того моменту міг не усвідомлювати ряд співвідношень і закономірностей предметної області. Аналітику може допомогти отут і інструменти системної методології, що дозволяє використовувати відомі принципи логіки наукових досліджень, понятійної ієрархії науки. Ця методологія змушує його за часткою завжди прагнути побачити загальне, тобто будувати ланцюжок.

Гносеологічний ланцюжок: факт узагальнений факт емпіричний закон теоретичний закон.

Не завжди вдається дійти до останньої ланки цього ланцюжка, але вже саме прагнення до руху буває надзвичайно плідним. Такий підхід цілком погодиться зі структурою самого знання, що має два рівні:

1. Емпіричний (спостереження, явища).

2. Теоретичний (закони, абстракції, узагальнення).

АЗ = {S31, S32, S33} = (внутрішня погодженість, системність, об'єктивність, історизм).

Внутрішня погодженість (S31)

Основні характеристики емпіричного знання:

S31 = {s31_i} = (модальність, суперечливість, неповнота).

Модальність (s31_1) знання означає можливість його існування в різних категоріях, тобто в конструкціях існування і повинності. Таким образом, частина закономірностей можлива, інша обов'язкова і т.д. Крім того, приходиться розрізняти такі відтінки модальності, як:

• експерт знає, що...;

• експерт думає, що...;

• експерт хоче, щоб...;

• експерт вважає, що....

Можлива суперечливість (s31_2) емпіричні знання – природний наслідок з основних законів діалектики, і протиріччя ці не завжди експерт повинні дозволятися в полі знань, а навпроти, саме протиріччя служать найчастіше відправною точкою у міркуваннях експертів.

Неповнота (s31_3) знання зв'язана з неможливістю повного опису предметної області. Задача аналітика цю неповноту обмежити визначеними рамками “повноти”, тобто звузити границі предметної області або ввести ряд обмежень і допущень, що спрощують проблему.

Системність (S32)

Системно-структурний підхід до пізнання орієнтує аналітика на розгляд будь-якої предметної області з позицій закономірностей системного цілого і взаємодії складових його частин.

Сучасний структуралізм виходить з багаторівневої ієрархічний організації будь-якого об'єкта, тобто всі процеси і явища можна розглядати як безліч більш дрібних підмножин (ознак, деталей) і, навпаки, будь-які об'єкти можна (і потрібно) розглядати як елементи більш високих класів узагальнень. Наприклад, системний погляд на проблематику структурування знань дозволяє побачити його ієрархічну організацію.

Об'єктивність (S33)

Процес пізнання глибоко суб'єктивний, тобто він істотно залежить від особливостей самого суб'єкта, що пізнає. “Факти існують для одного ока і відсутні для іншого. Таким чином, суб'єктивність починається вже з опису фактів і збільшується в міру поглиблення ідеалізації об'єктів.

Отже, більш коректно говорити про глибину розуміння, чим про об'єктивності знання. Розуміння – це співтворчість, процес тлумачення об'єкта з погляду суб'єкта.

Історизм (S34)

Цей критерій зв'язаний з розвитком. Пізнання сьогодення – є пізнання породившого його минулого. І хоча більшість експертних систем дають “горизонтальний” зріз знань – без обліку часу (у статиці), інженер по знаннях повинний завжди розглядати процеси з урахуванням тимчасових змін – як зв'язок з минулим, так і зв'язок з майбутнім.

Розглянувши основні критерії науковості пізнання, спробуємо тепер описати його структуру.

Параметри {S3i} органічно вписуються в цю структуру пізнання, що може бути представлена як послідовність етапів, описаних далі з позицій інженера по знаннях:

• Э_1: опис і узагальнення фактів;

• Э_2: установлення логічних і математичних зв'язків, дедукція й індукція законів;

• Э_ 3: побудова ідеалізованої моделі;

• Э _4: пояснення і пророкування явищ.

Е_1. Опис і узагальнення фактів

Старанність і повнота ведення протоколів під час процесу витягу і пунктуальна “домашня робота” над ними – от застава продуктивного першого етапу пізнання і матеріал для опису й узагальнення фактів.

На практиці виявляється важким дотримувати принципів об'єктивності і системності, описаних вище. Найчастіше на цьому етапі факти просто збирають і як би кидають у “загальний мішок”; досвідчений інженер по знаннях часто відразу намагається знайти “поличку” чи “шухлядку” для кожного факту, тим самим попутно готуючись до етапу концептуалізації.

Е_2. Установлення зв'язків і закономірностей

У пам'яті експерта всі поняття ув'язані і закономірності встановлені, хоча часто і неявно задача інженера – виявити каркас умовиводів експерта. Реконструюючи міркування експерта, інженер по знаннях може спиратися на дві найбільш популярні теорії мислення – логічну й асоціативну. При цьому якщо логічна теорія завдяки гарячим шанувальникам в особі математиків широко цитується і всіляко експлуатується в роботах по штучному інтелекті, то друга, асоціативна, набагато менш відома і популярна, хоча має також древні корені.

Інженер по знаннях і сам використовує операції традиційної логіки і виділяє їх у схемі міркувань експерта. Це наступні операції:

• визначення;

• порівняння і розрізнення;

• аналіз;

• абстрагування;

• узагальнення;

• класифікація;

• категоризація;

• утворення суджень;

• умовивід;

• складання силогізмів і т.д.

Теорія асоціацій представляє мислення як ланцюжок ідей, зв'язаних спільними поняттями. Основними операціями такого мислення є:

• асоціації, придбані на основі різних зв'язків;

• пригадування минулого досвіду; проби і помилки з випадковими успіхами;

• звичні (“автоматичні”) реакції й ін.

Е_3. Побудова ідеалізованої моделі

Для побудови моделі, що відбиває представлення суб'єкта про предметну область, необхідна спеціалізована мова, за допомогою якої можна описувати і конструювати ті ідеалізовані моделі світу, що виникають у процесі мислення. Мова ця створюється поступово за допомогою категоріального апарата, прийнятого у відповідній предметній області, а також формально-знакових засобів математики і логіки. Для емпіричних предметних областей така мова поки не розроблена, і поле знань, що напівформалізованим способом опише аналітик, може бути першим кроком до створення такої мови.

Будь-яке пізнавальне відображення містить у собі умовність, тобто спрощення й ідеалізацію. Інженеру по знаннях необхідне оволодіння такими специфічними гносеологічними прийомами, як ідеалізація, огрубіння, абстрагування, що дозволяють адекватно відображати в моделі реальну картину світу. Ці прийоми доводять властивості й ознаки об'єктів до меж, дозволяючих відтворювати закони дійсності в більш лаконічному виді (без впливу несуттєвих деталей).

Е_4. Пояснення і прогнозування моделей

Цей завершальний етап у структурі пізнання є одночасно і частковим критерієм істинності отриманого знання. Якщо виявлена система знань експерта повна й об'єктивна, то на її підставі можна робити прогнози і пояснювати будь-які явища з даної предметної області. Звичайно бази знань ЕС страждають фрагментарністю і модульністью (незв'язаністю) компонентів. Усе це не дозволяє створювати дійсно інтелектуальні системи, що рівняючись на людину, могли б пророкувати нові закономірності і пояснювати випадки, не зазначені в явному виді в базі. Виключенням отут є навчальні системи, що орієнтовані на генерацію нових знань і “прогнозування”.

Пропонована методологія озброює аналітика апаратом, що дозволяє уникнути традиційних помилок, що приводять до неповноти, суперечливості, фрагментарності БЗ, і вказує напрямок, у якому необхідно рухатися розроблювачам. І хоча на сьогоднішній день більшість БЗ проробляються лише до етапу Э_3, знання повної схеми збагачує і поглиблює процес проектування.