行动的逻辑（一）

1. 哲学中的行动逻辑

1.1 历史概述

1.2 斯蒂特传奇

1.3 意图

1.4 特殊类型动作的逻辑

2. 语言学中的行动逻辑

2.1 言语行为

2.2 动作句

2.3 动态语义

3.计算机科学中的行动逻辑

3.1 程序推理

4. 人工智能的行动逻辑

4.1 动作的表示和推理

4.2 智能代理的描述和规范

结论

参考书目

学术工具

其他互联网资源

相关条目

1. 哲学中的行动逻辑

1.1 历史概述

圣安瑟姆已经以一种必须归类为逻辑的方式研究了行动的概念。如果他了解符号逻辑，他肯定会使用它（Henry 1967；Walton 1976）。在现代，这一主题由艾伦·罗斯·安德森 (Alan Ross Anderson)、弗雷德里克·B·菲奇 (Frederick B. Fitch)、斯蒂格·康格 (Stig Kanger) 和格奥尔格·亨利克·冯·赖特 (Georg Henrik von Wright) 等人提出。康尔的工作由他的学生 Ingmar Pörn 和 Lars Lindahl 进一步发展。第一个清晰的语义描述是由 Brian F. Chellas (1969) 给出的。 （有关更详细的说明，请参阅 Segerberg 1992 或 Belnap 2001 中的迷你历史。）

今天有两组截然不同的理论可以被描述为属于行动逻辑这一术语。其中之一是 Nuel Belnap 和他的许多合作者创造的结果，可以称为 stit 理论（该术语将在下一段中解释）。另一个是动态逻辑。两者都与模态逻辑相关，但方式不同。 Stit 理论源于模态逻辑的哲学传统。另一方面，动态逻辑是计算机科学家为了分析计算机行为而发明的。只有在事实发生之后，人们才意识到它可以被视为一种非常普遍的模态逻辑。两者之间的一个重要区别是，（在大多数情况下）行为不是在结构理论中直接研究的：本体论（通常）不识别行为或事件的类别。但动态逻辑确实如此。在哲学家中，这种本体论的宽容是不寻常的。赫克托-内里·卡斯塔涅达（Hector-Neri Castañeda）对命题和实践进行了区分，提供了一个值得注意的例外。

本节讨论 stit 传统，下一节讨论动态逻辑。

1.2 斯蒂特传奇

“stit”一词是基于“sees to it that”的缩写。这个想法是在普通的经典命题语言中添加一个新的命题运算符 stit ，解释 stitiphi ，其中 i 代表一个代理， phi 代表一个命题，因为 i 认为 phi 。 （Belnap 学派的官方表示法更加费力：[istit: phi]。）请注意，允许包含 new 运算符的嵌套。

为了开发 stit 运算符 stit 的正式含义条件，定义了语义。一个 stit 框架有四个组成部分：一个集合 T，其节点称为矩； T 的非自反树排序 < ；一组代理；和选择函数 C。穿过树的最大分支称为历史。

树（T，<）似乎对应着我们大家都熟悉的天真的画面：时刻m是暂时的现在；集合 {n:n

为了正式化行动的概念，首先要考虑两个一般性的观察：

通常，代理人无法选择一种可能的未来来成为唯一的实际未来，但是

通过他的行动，他可以确保某些在他的行动之前是可能的未来，在他的行动之后就不再可能了。

这就是选择函数 C 的用武之地：对于每个时刻 m 和代理 i，C 产生通过 m 的所有历史集 Hm 的划分 Cmi。 Cmi 中的等价类称为选择单元。 （请注意，属于同一选择单元的两个历史在所讨论的时刻一致，但不一定在以后一致。）如果 h 是贯穿 m 的历史，我们将 h 所属的选择单元写为 Cmi(h)。很自然地将 Cmi 与代理 i 在 m 处开放的一组操作相关联，并将选择单元格 Cmi(h) 视为代表与 h 相关的操作。

stit 模型还有一个附加组件：估值。事实证明，框架中的评估是一个为变量和每个索引分配 1（真）或 0（假）的函数，其中索引是由历史和该历史上的时刻组成的有序对。现在可以定义关于指数的公式的真假概念。如果 V 是估值，我们就有以下原子 ψ 的基本真值条件：

(h,m)⊨ψ 当且仅当 V(ψ,(h,m))=1。

布尔连接词的真值条件符合预期；例如，

(h,m)⊨ψψ当且仅当(h,m)⊭ψ,(h,m)⊨ψ∧ψ当且仅当(h,m)⊨ψ且(h,m)⊨ψ。

让我们将集合 {h∈Hm:(h,m)⊨ phi} 写为 [[phi]]m，即至少在 m 之前与 h 一致的历史集合，并且 phi 对于由该历史记录和 m 组成的索引。为 stit 算子定义正式的真值条件，至少有两种可能性需要考虑：

(h,m)⊨stitiphi iff Cmi(h)⊆[[phi]]m。

(h,m)⊨stitiΦ 当且仅当 Cmi(h)⊆[[Φ]]m 且 [[Φ]]m≠Hm。

为了区分这些条件定义的两个不同的运算符，前一个运算符称为 Chellas stit，写作 cstit，而后一个运算符称为 deliberative stit，写作 dstit。

换句话说，如果 phi 对于 h' 和 m 为真，且对于 m 与 h 处相同选择单元格中的所有历史 h' 而言，cstitiphi 在索引​​ (h,m) 处为真；这称为积极条件。 dstitiphi 的真值条件更加严格；不仅必须满足肯定条件，还必须满足所谓的否定条件：必须有一些通过 m 的历史，使得 phi 对于该历史和 m 来说不为真。

cstit 和 dstit 均已研究；据称，它们抓住了“确保”这一概念的重要方面。如果还引入“历史上有必要”这一概念，那么这两个运算符就可以相互定义。使用 ◻ 来说明历史的必然性，定义

(h,m)⊨◻phi iff，对于所有 h′∈Hm，(h′,m)⊨phi。

然后是公式

dstitiphi↔(cstitiphi∧Ø◻phi) 和cstitiphi↔(dstitiphi∨◻phi)

对于所有指数都是正确的。

stit 理论的优点之一是对个人行为的 stit 分析可以自然地扩展到涵盖群体行为。

Belnap 2001 卷中收集了许多定义 stit 传统的最初论文。后来的一部重要著作是 John F. Horty 的书 (2001)。徐明（1998）将 stit 的逻辑公理化。

1.3 意图

迈克尔·布拉特曼（Michael Bratman）对意图概念的哲学分析对计算机科学中行为逻辑的发展产生了重大影响。下面将对此进行讨论。

1.4 特殊类型动作的逻辑

在一系列论文中，Carlos Alchourrón、Peter Gärdenfors 和 David Makinson 创造了他们所谓的理论变革逻辑，后来被称为 AGM 范式。两种特殊的变化激发了他们的工作：道义行为（Alchourrón）引起的变化和信念行为（Gärdenfors 和在他之前的艾萨克·莱维（Isaac Levi））引起的变化。道义行为的例子是克减和修正（法律可以废除或修改），而收缩和扩张是类似的信仰行为（可以放弃信念，可以添加新信念）。后来，此类行为的模态逻辑以动态道义逻辑、动态信念逻辑和动态认知逻辑的名义进行了探索。 （有关 AGM 的经典论文，请参阅 AGM 1985。有关动态道义逻辑和动态信念逻辑的介绍，请参阅 Lindström 和 Segerberg 2006。我们将在第 4 节中回到这个主题，从该领域的角度来看待它人工智能的。

2. 语言学中的行动逻辑

在语言学中，动作发挥作用有两种方式：一方面，话语是动作，另一方面，它们可以用来谈论动作。第一个导致对言语行为的研究，这是语用学的一个分支，第二个导致对动作报告的语义的研究，因此具有明显的语义性质。除此之外，还有一种特殊类型的语义，即动态语义，其中意义不被视为状态描述，而是被视为听者状态的变化。

2.1 言语行为

对言语行为的研究可以追溯到 Austin (1957) 和 Searle (1969)。两者都强调使用语言是为了执行某些行为。此外，不只是一个行为，而是一整套行为（奥斯汀自己将这个数字定为 103）。他自己给出的分类涉及现在不被视为独立科学的一部分的行为：仅仅说出一个单词（言语行为）或句子的行为就是语音学（或音系学）的一部分，在这里只受到边缘关注。相比之下，言外行​​为和言后行为一直是深入研究的主题。言外行为是指通过使用该句子进行的语言行为；它本质上是沟通性的。相比之下，言后行为需要周围的社会背景才能成功。例如，为一艘船命名或给婴儿洗礼的行为就是言后行为。 “我特此宣布你们为夫妻”这句话仅在某些明确的情况下才具有使两个人结婚的效果。根据定义，言后行为将我们带出语言和交流的领域。

Searle 和 Vanderveken（1985）发展了一种言语行为逻辑，他们称之为言外逻辑。这在 Vanderveken 1990 和 Vanderveken 1991 中得到了完善。弗雷格已经在他的 Begriffsschrift 中使用了符号“⊢Φ”，其中 Φ 表示命题，“⊢”表示判断符号。因此，“⊢Φ”表示 Φ 是可证明的，但对 ⊢ 的其他解释也是可能的（伴随着不同的符号；例如，“⊨Φ”表示 Φ 为真（在模型中），“⊣Φ”表示 Φ是可反驳的，等等）。基本言语行为的形式为 F(ψ)，其中 F 表示言外观点，ψ 表示命题。反过来，言外之力由七个要素来确定：

一点，

言外要点的实现方式，

言外之意的强度程度，

命题内容条件，

准备条件，

诚意条件，

诚意条件的强弱程度。

根据 Searle 和 Vanderveken (1985) 的说法，有五点：

自信点是说出事情的真相。

承诺点是让说话者承诺做某事。

指导点是让其他人做事。

声明点是通过这样说来改变世界。

表达点是表达感受和态度。

后来对这个问题的处理往往会忽视这种早期方法的大部分复杂性，因为它没有任何预测能力。例如，特别难以处理的是“优势”。现代模型尝试使用更新模型来代替（参见下面的 2.3 节）。 Van der Sandt 1991 使用具有三个不同石板的话语模型（对于每个说话者，以及一个公共石板）。虽然每个发言者都有责任维护自己的名单，但对共同名单的更改只能通过彼此沟通来进行。 Merin 1994 试图将操纵减少为所谓基本社会行为的顺序组合：主张、让步、否认和撤回。

说出一句话就是行动。这一行为可能会产生多种后果，部分是有意为之，部分却并非如此。话语作为行动嵌入到人类之间更大的互动方案中这一事实最近引起了人们的关注（例如，参见 Clark 1996）。最近强调的另一个重要方面是，通过说出一句话，我们可以改变整个智能体组的知识状态，请参阅 Balbiani 等人。 2008年。在公开宣布 phi 之后，phi 成为整个团队的共识。这个想法为格里斯语用学问题提供了新的视角，即只有当说话者和听者之间普遍知道某些事实时，某些言语行为才能成功。说话者可以通过言语来建立这种常识，以防万一它还不存在。

2.2 动作句

Davidson（1967）用现在广为人知的事件来描述动作句子。基本思想是动作句的形式为 (∃e)(⋯)，其中 e 是行为的变量。例如，“Brutus 暴力刺伤凯撒”被翻译（忽略时态）为 (∃e)(stab(e,Brutus,Caesar)∧violent(e))。这可以捕捉到这样一个事实：这句话在逻辑上意味着布鲁图斯刺伤了凯撒。这个想法在语言学中被广泛采用。此外，现在假设基本上所有动词都表示事件（Parsons 1990）。因此，动作句是那些谈论特殊类型事件的句子，称为偶发事件。

Vendler (1957) 将动词分为四组：

状态（“知道”、“坐下”）、

活动（“跑步”、“吃饭”）、

成就（“写一封信”、“盖房子”），以及

成就（“达到”、“到达”）。

Moens 和 Steedman (1988) 添加了第五个类别：

点（“闪光”、“爆发”）。

主要分界线是国家与其他国家之间的界线。 (b)-(e)类型均指变化。这种划分对语言理论产生了重大影响。然而，研究主要集中在它与方面的关系上。例如，需要注意的是，(c) 类型的动词可以与进行体一起使用，而 (d) 类型的动词则不能。为了解释这一点，Krifka 1986 和 Krifka 1992 引入了增量主题的概念。这个想法是，任何意外事件都有一个潜在的活动，可以使用事件的某些潜在参与者来衡量其进展。例如，如果我写一封信，那么进度就以字数来衡量。因此，这封信是“我写一封信”中的增量主题，因为它定义了进展。 Verkuyl (1993) 提出的方面理论是这一思想的一种实现。实现变革理念的另一种方法是转化为命题动态逻辑（参见 Naumann 2001）。 Van Lambalgen 和 Hamm (2005) 将 Shanahan (1990) 的事件演算应用于事件的描述。

2.3 动态语义

许多人独立主张命题不仅可以被视为状态描述，还可以被视为更新。将主体的可能状态视为（在最简单的情况下）理论（即演绎封闭的句子集）。那么理论 T 通过命题 ψ 的更新就是 T∪{ψ} 的演绎闭包。

Gärdenfors 1988 提倡这一观点，特别关注信念修正。 Veltman 1985 开发了处理条件句的更新视图。这个想法的一个优点是可以展示为什么迷你话语“下雨了。”可能不会下雨。”与“可能不会下雨”相比，这是不恰当的。下雨了。”。鉴于更新仅适用于一致的理论，并且“可能 phi”（认知上的“可能”）仅意味着“它是一致的”（写作 ⬦ phi），第一个是带有 phi 和 ⬦Ø 的更新序列。第二步会导致不一致，因为 已经添加了 。在这种方法中，环境不断变化是至关重要的。

Heim 1983 试图让这个想法在处理预设方面取得丰硕成果。在海姆的提议中，一个句子有可能改变上下文，这就是为什么“如果约翰结婚了，他的妻子会很幸福”这句话。并不预设约翰已婚。也就是说，条件句的第二部分（“他的妻子会很高兴”）是根据先行词增加的上下文（“约翰结婚了”）来评估的。这当然是计算机语言中评估条件的标准方式。 Van Eijck 1994 年利用了这种相似之处，另请参见 Kracht 1993。

动态化的想法在动态谓词逻辑（DPL，参见 Groenendijk 和 Stokhof 1991）中得到了进一步发展，其中所有表达式都是动态解释的。该语法的具体见解是存在量词具有动态增长的范围。这在 Kamp 1981 中首次被注意到，其中以中间表示形式给出了语义，即所谓的话语表示结构。 Groenendijk 和 Stokhof 通过将动力学引入公式的评估来取代这些结构，如动态逻辑 (DL) 中所提出的。存在量词被翻译为随机分配“x←？” DL，其解释是分配之间的关系：它是⟨β,γ⟩对的集合，使得对于所有y≠x（在符号β∼xγ中），β(y)=γ(y)。 “一个人走路”这句话的翻译。是

(1)⟨x←?⟩人′(x)∧步行′(x)

这是一个命题，因此被解释为一个集合。然而，我们可以将动态性进一步降低，并使所有含义都具有关联性。然后“一个人走路”。由“程序”解释

(2)x←?;人′(x)?;走′(x)?

在这里，man′(x)？ 使用测试构造函数“？”： phi? 是所有 ⟨β,β⟩ 的集合，使得 β 满足 phi。因此，整个程序（2）的含义也是指派之间的关系。也就是说，它是所有⟨β,γ⟩对的集合R，其中β∼xγ，且γ(x)行走且是人。相比之下，(1) 的含义是所有 β 的集合，使得某些 ⟨β,γ⟩∈R。因此，存在量词具有“副作用”：对不同变量的量词永远不会撤消赋值的变化。因此，存在主义右派具有开放性。这解释了(1)中没有括号的原因。有关动态语义的概述，请参阅 Muskens 等人。 1997年。

3.计算机科学中的行动逻辑

动作逻辑在计算机科学中起着重要作用。一旦人们意识到计算机以执行用某种编程语言编写的程序语句、改变计算机内部结构以及通过与外部世界的接口的形式执行操作，这一点就会变得显而易见。因此，这种行动逻辑提供了一种推理程序的方法，或者更准确地说，推理程序的执行及其效果。这使得人们能够证明程序的正确性。原则上，这是非常理想的：如果我们能够证明我们所有的软件都是正确的，我们就会知道它们将完全按照我们设计的方式运行。图灵（1949）和冯·诺依曼（Goldstein and Von Neumann 1963）等计算机编程先驱已经意识到了这一点。当然，对于所有软件来说，这种理想在日常实践中很难建立。验证是一项不平凡且耗时的工作，而且也存在理论上的局限性。然而，由于替代方案“只是”通过实验对程序进行大规模测试，无法保证 100% 的正确性，因此迄今为止它仍然是一个活跃的研究领域。

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