人工智能一阶谓词逻辑表示法

一阶谓词逻辑表示法是一种重要的知识表示方法，它以数理逻辑为基础，是到目前为止能够表达人类思维活动规律的一种最精准形式语言。它与人类的自然语言比较接近，又可方便存储到计算机中去，并被计算机进行精确处理。因此，它是一种最早应用于人工智能中的表示方法。

知识的谓词逻辑表示法

人类的一条知识一般可以由具有完整意义的一句话或几句话表示出来，而这些知识要用谓词逻辑表示出来，一般是一个谓词公式。所谓谓词公式就是用谓词联接符号将一些谓词联接起来所形成的公式。

用谓词公式既可以表示事物的状态、属性和概念等事实性的知识，也可以表示事物间具有确定因果关系的规则性知识。对事实性知识，谓词逻辑的表示法通常是由以合取符号（∧）和析取符号（∨）联接形成的谓词公式来表示。例如，对事实性知识“张三是学生，李四也是学生”，可以表示为：

ISSTUDENT（张三） ∧ ISSTUDENT（李四）

这里， ISSTUDENT（x）是一个谓词，表示x是学生；对规则性知识，谓词逻辑表示法通常由以蕴涵符号（→）联接形成的谓词公式（即蕴涵式）来表示。例如，对于规则：

如果x，则y

可以用下列的谓词公式进行表示：

x→y

用谓词公式表示知识的步骤

由上述介绍可知，可以用以合取符号（∧）和析取符号（∨）联接形成的谓词公式表示事实件知识，也可以用蕴涵符号（→）联接形成的谓词公式表示规则性知识。下面是用谓词公式表示知识的步骤。

①定义谓词及个体，确定每个谓词及个体的确切含义。

②根据所要表达的事物或概念，为每个谓词中的变。

③根据所要表达的知识的语义，用适当的联接符号将各个谓词联接起来，形成谓词公式。

谓词公式表示知识的举例

设有下列事实性知识：

张晓辉是一名计算系的学生，但他不喜欢编程序。

李晓鹏比他父亲长得高。

请用谓词公式表示这些知识。

解：按照表示知识的步骤，用谓词公式表示上述知识。

首先定义谓词如下：

COMPUTER（x）：x是计算机系的学生。

LIKE（x，y）：x喜欢y。

HIGHER（x，y）：ェ比y长得高。

这里涉及的个体有：张晓辉（zhangxh），编程序（programming），李晓鹏（lixp），以函数father（lixp）表示李晓鹏的父亲。

第二步：将这些个体代入谓词中，得到

COMPUTER(zhangxh),~LIKE(zhangxh, programming), HIGHER(lip, father（lixp）)

第三步：根据语义，用逻辑联接词将它们联接起来，就得到了表示上述知识的谓词公式：

COMPUTER(zhangxh) ∧~LIKE(zhangxh, programming)

HIGHER(lixp, father( lixp))

一阶谓词逻辑表示法的特点

一阶谓词逻辑是一种形式语言系统，它用数理逻辑的方法研究推理的规律，即条件与结论之间的蕴涵关系，其有以下一些特点。

①自然性。谓词逻辑是一种接近于自然语言的形式语言，用它表示问题易于被人理解和接受。

②适宜于精确性知识的表示，而不适宜于不确定性知识的表示。用谓词逻辑表示的问题是以谓词公式的形式为结果的，谓词公式的逻辑值只有“真”和“假”两种结果，而对某一知识有百分之几的可能为“真”或为“假”的情况无法表示，因此它适于表示那些精确性的知识，而不适于表示那些具有不确定性和模糊性的知识。

③易实现。用谓词逻辑法表示的知识可以比较容易地转换为计算机的内部形式，易于模块化，便于对知识的添加、删除和修改。

④与谓词逻辑表示法相对应的推理方法。在用谓词逻辑对问题进行表示以后，求解问题就是要以此表示为基础进行相应的推理。与谓词逻辑表示法相对应的推理方法称为归结推理方法或消除法。