邏輯學與網絡環境下的知識組建論文
1 引言
邏輯學是一種推理與判斷的學問，經過數百年的發展,現在已成為各個具體學科的理論基礎，被廣泛應用于各個領域之中。知識組織的理論基礎深厚而豐富,邏輯學便是其中之一。從傳統的分類、標引到現在的本體、元數據，知識組織發展的每一步都離不開邏輯學的指導。邏輯學為知識組織的深入發展提供了理論基礎和方法論基礎，拓寬了人們的思路。邏輯學和知識組織是緊密聯系的，可以說，沒有邏輯學也就沒有知識組織。概念邏輯是形式邏輯學的一個重要組成部分，主要包括概念的劃分原理、概念之間的關系原理以及概念的概括與限制原理等。本文以分類組織法、基于本體的知識組織法和元數據組織法為例,具體討論知識組織的邏輯學基礎問題。
2 知識組織的概念之間關系原理
概念間的關系可分為相容關系或不相容關系。相容關系指兩個概念的外延至少有一部分重合，它包括同一關系，屬種關系，交叉關系三種情況。不相容關系，指兩個概念間的外延沒有任何部分重合的關系，又稱全異關系。2.1 分類組織法分類組織法是指依據客觀世界的各種物質運動形式、運動規律及相互關系等將知識分門別類地加以歸納和聚集。傳統意義上的分類法和主題法就分別屬于按學科分類和按主題概念分類的分類組織法。2.1.1 按學科分類的分類組織法以文獻分類法中的體系分類法為例,類目之間的關系主要有從屬關系，并列關系，交替關系等。其中，從屬關系，并列關系，交替關系的劃分采用了邏輯學中概念的屬種關系;矛盾關系和對立關系;全同關系原理。分類法中的上位類與下位類之間的關系基本上是從屬關系。類目等級結構是顯示從屬關系的主要方式。比如，從屬關系中的屬種關系，當上位類所表達概念的外延完全包含下位類所表達概念的外延時，它們之間的關系就是屬種關系。例如S 農業科學S1 農業基礎科學S15 土壤學各個同位類之間的關系基本是并列關系，包括并列關系的兩種特殊形式，矛盾關系和對立關系，這些同位類之間，在內涵上互有聯系，但是在外延方面互相排斥，互不相容。交替關系是指表達相同主題概念的正式使用類目與非正式使用的交替類目之間的關系，其實質是等同關系,體現了邏輯學中的全同關系，是概念全同關系原理在分類法中的應用。所以說體系分類法中的類目關系完全展現了邏輯學的概念關系原理在分類系統中的應用。2.1.2 按主題概念分類的分類組織法主題法中敘詞語言采用了多種方法顯示詞間關系，如設立嚴密的參照系統、編制范疇索引、詞族索引等等。其中，參照系統是敘詞語言顯示詞間關系的主要方法。它用規定的參照符號，將敘詞語言中詞語之間的語義等同關系、等級關系和相關關系予以顯示，從而形成完整的語義網絡，提高檢索效率。敘詞語言中的等同關系指正式敘詞與非正式敘詞之間的關系是同義或準同義關系,借用了概念邏輯中概念等同關系原理,即兩個概念的外延完全相同。在參照系統中用字母“Y”和“D”表示，分別用于非正式和正式敘詞之下。如 酒精 乙醇Y 乙醇 D 酒精等級關系，上位敘詞和下位敘詞之間是屬種關系，與邏輯學中概念屬種關系相對應，即下位敘詞的概念外延完全包含在上位敘詞的概念外延中，用符號“S”、“F”和“Z”來表示。相關關系則是指敘詞之間存在的除等級關系之外的比較密切的關系，包括了概念邏輯中所述的交叉關系、對立關系、并列關系等等。用參照符號“C”來表示。敘詞之間的這種參照關系，不僅方便標引人員選準標引用詞，更重要的是方便檢索者選準、選全表達檢索課題的敘詞，提高檢索效率。邏輯學概念關系原理在主題系統中的應用，將敘詞表中被字順排列所分割的詞與詞之間的關系清晰地揭示出來，大大提高了查詞、標引、檢索效率。2.2 基于本體的知識組織法本體(Ontology)是在語義層次上描述知識的概念體系,著眼于定義概念,并揭示概念的內涵。本體最具代表性的特點之一就是其概念層次結構。概念是本體中的最基本單元，通常用類(Class)來定義。類用于描述抽象的實體對象，代表著一類具有共性的實例對象。類具有傳遞繼承性和層次結構性，最高層的類代表著最抽象的實體概念，子類繼承了其父類的抽象特性，代表比其父類更具體或范圍更小的實體概念。因此，本體的概念層次結構實際上就是一種類層次結構。在概念的層次結構中，類與類之間的關系多種多樣，包括父子關系、兄弟關系等。而父子關系就是邏輯學中概念屬種關系在本體論概念層次結構中的典型應用。以“臨床醫學”這個概念層次結構為例，“臨床醫學”這個父類概念與“診斷學”、“治療學”、“護理學”等這些子類概念是一種屬種關系，子類概念的外延完全包含在父類概念的外延之中，且僅僅是父類概念外延的一部分。所以說類層次結構中類與類之間的父子關系借用了形式邏輯學的概念屬種關系原理。
3 知識組織的概念劃分原理
3.1 分類組織法劃分是把一個概念所反映的一類對象的全部外延按一定的屬性作為標準，分為若干小類或總概念的一種方法。[5]劃分由三個要素組成，即劃分的母項、劃分的子項和劃分的依據。在分類系統中，類是一些具有某種或某些相同屬性的事物的集合。因某一屬性相同而成為一類的一些事物，可以依據其它屬性的不同進行劃分，即分類。分類采用的是邏輯學中連續劃分的原理，即對一類事物經一次劃分所得的子類，依據另一屬性進行再次劃分，如此繼續，直至劃分結果滿足要求為止。這樣逐級劃分，層層隸屬，便能形成具有從屬、并列關系的類目等級體系。如，“文學”依“體裁”這一屬性劃分之后，可以依“內容”這一屬性繼續劃分，因而“文學”的子類“詩歌”可以劃分為“敘事詩”、“抒情詩”等等。這樣被劃分的類稱為上位類或母類，劃分出的類稱為下位類或子類、子目。上位類和下位類之間具有從屬關系，各個下位類之間互稱為同位類。由同一上位類劃分出的一組同位類稱為一個類列。如此連續劃分，在不斷產生類列的同時，會逐級增加具有從屬關系的類目，一組具有從屬關系的類目就稱為一個類系。分類方法的實質就是劃分，一方面，按照某一標準將概念外延分成若干便于研究與識別的部分，另一方面，依據某一標準將內涵相同或相近的概念聚集起來形成序集性的系統。因此可以說分類系統是邏輯學的概念劃分原理在知識組織中的最典型的應用。3.2 基于本體的知識組織法本體的類層次結構實質上采用了邏輯學中的劃分原理，按一定的屬性作為標準，把一個概念所反映的一類對象的全部外延，分為若干小類。如此連續劃分，不斷增加類的層次結構，直到劃分結果滿意為止。最高層的類，即父類為劃分母項，而子類為劃分子項。比如：最高層的張秀蘭 王一真：邏輯學與網絡環境下的知識組織類—文獻，子類—內容、形式、語言、載體等，形式的子類—期刊、圖書、特種文獻等等。類層次結構是概念劃分原理在本體知識組織中的體現。
4 知識組織的概念
概括與限制原理通過減少概念的內涵以擴大概念的外延，這個過程即為概念的概括。反之，通過增加概念的內涵以縮小概念的外延即為概念的限制。概念的概括與限制是一種明確概念外延的邏輯方法，使人們在表述思想時，概念更加明確。4.1 分類組織法4.1.1 按學科分類的分類組織法分類系統即采用分類的方式組織信息資源的體系。分類是一種根據事物之間的“共性”與“特性”聚集相同事物 ，區分不同事物的方式與手段。根據概念邏輯原理，分類是一種揭示概念內涵和外延的方法，在分類過程中運用了大量的概念概括與限制原理。以體系分類法為例，體系分類法中的類目體系是對各領域的主題概念進行收集、選擇、安排、組織而形成。由于一個概念的外延通常包含有若干對象，因此一個上位類概念就是依據概念的限制原理，不斷對其限定、細分，直至形成外延最小的概念。例如，能源學、動力工程—電能學—電的產生—直流電。反之則是概念概括的過程。類目體系的縱向逐級區分，層層展開是概念從一般到特殊，概念外延從大到小的過程，是概念限制原理的具體應用。4.1.2 按主題概念分類的分類組織法使用敘詞語言進行主題標引時，主題概念的分解至關重要。而概念的概括和限定分解是主題概念分解的一個重要方法，同時也是邏輯學在主題系統中應用的一個恰當的表現。概念的概括分解法是一種逐漸減少復雜概念內涵、不斷擴大復雜概念外延，根據詞表收詞情況進行概念分解的方法。如果主題概念用自然語言的偏正結構表達，進行概念概括時，一般是從前往后，逐一分解出有相應敘詞表達的最復雜概念因素。如，“農村住房結構設計”這一概念，可以從前往后逐一分解出“農業建筑”、“居住建筑”、“建筑結構”和“結構設計”四個因素。概念限定限制法，是從被分解的復雜概念中找出最上位的屬概念，然后從這個概念入手，利用詞表中的等級關系顯示,逐一找出能表達被分解概念中最專指因素的敘詞,進行概念分解。這是與概念概括正好相反的分解方法。對于表達主題概念的自然語言短語，概念限定分解一般是從后往前分解出有相應敘詞表達的最復雜概念因素。因此 ,可以說主題概念分解的概括和限定限制法是形式邏輯的概念概括與限制原理的具體應用。4.2 基于本體的`知識組織法在定義類層次結構時，一般采用自底向上或自頂向下等方式。[8]自底向上法：自底向上法的定義過程從類層次結構的底層開始，首先定義最細化、最專指的葉子結點類，然后逐步將這些類概括，形成較綜合的上層概念類。自底向上法運用了邏輯學中概念概括的原理，以“內科學”這個概念層次結構為例，甲型病毒性肝炎—病毒性肝炎—傳染病—內科學，這些概念自下向上，概念的內涵不斷減少，外延逐級擴大，是一個概念概括的過程。而自頂向下法：從頂向下法的定義過程從類層次結構的頂層開始，首先定義最通用的概念類，然后逐步將通用概念分解，形成專指概念。這個過程則是邏輯學中概念限制的過程，從上例中的內科學到甲型病毒性肝炎，概念的內涵逐漸增加，外延卻不斷縮小。可以說，定義類層次結構的自底向上法和自頂向下法是邏輯學中概念的概括與限制原理的具體應用。4.3 元數據組織法知識組織中常用的元數據系統有 Dublin Core、MARC、CORC 系統等，其中 Dublin Core(簡稱 DC)是目前應用最廣、影響最大的元數據系統之一。DC 共設置了 15個數據元素，主要用來描述資源的特征。隨著 DC 在世界各國及各個學科和領域的廣泛應用，都柏林核心元數據計劃(Dublin Core Metadata Initiative，簡稱 DCMI)為了進一步描述資源的詳細特征，又在 15 個數據元素的基礎上，提出了 DC 內容元數據限制屬性的概念(即 DC 修飾詞), 通過這些限制屬性來對內容元素的某一特別子類進行描述，[9]以縮小元素含義范圍，使其更具有專指性。DC修飾詞遵循“向上兼容”的原則，即修飾詞的語義包含于未修飾詞之中，在范圍上，對未修飾詞的語義進行限定，在深度上對未修飾詞的語義進行延伸。DC 修飾詞有兩種類型：元素修飾詞和編碼體系修飾詞，其中元素修飾詞縮小了元素的含義范圍，使其更具有專指性，元素修飾詞的設置體現了邏輯學的概念限制原理，概念外延被縮小，內涵被擴大(DC的元素修飾詞見表 1)。可以說 DC 元素修飾詞的形成是形式邏輯學的概念限定原理在知識組織中具體應用的結果。
5 結語
邏輯學的發展在于應用，它的生命也在于應用。邏輯學和知識組織是緊密相連的。知識組織是一門對知識元素的本質內容和知識元素之間的關聯進行揭示和序化活動的科學。這個序化過程是依據知識內容的內在模式和規律性，應用知識邏輯和知識處理方法來實現的。無論哪種知識組織方法都離不開邏輯學的指導。討論知識組織中的邏輯學應用問題的意義在于，知識組織將以邏輯學為重要理論基礎，向著更高、更深層次發展。邏輯學為知識組織發展指明了方向，同時也為其發展的正確性提供了保障。在邏輯學的指導下，知識組織的每一過程，包括知識獲取、知識表示、知識重組、知識存儲都將得到不斷完善、創新，最終為人類認識世界、改造世界創造條件。
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