演繹的言語

演繹言語は、プログラムが述語 (「事実」) とそれらをつなぐ規則の集合であるコンピュータプログラミング言語です。このような言語は、与えられた事実に規則を適用することで問題セットの答えを演繹できる知識ベース システムまたはエキスパート システムを作成するために使用されます。演繹言語の例としては、 Prologや、そのデータベース クエリの類似言語であるDatalogがあります。

名前が示すように、演繹言語は演繹的推論の原理、つまり現在の知識に基づいて推論するという原理に基づいています。コンピュータ プログラムを表現するために節形式のロジックを使用することを最初に推奨したのは、スタンフォード研究所 (現在のSRI インターナショナル) のコーデル グリーン(1969 年) です。このアイデアは、初期の人工知能システムにおける手続き型と宣言型の情報表現の争いにも結び付けられます。演繹言語と論理プログラミングでのその使用は、フォスターとエルコックが最初の演繹/論理プログラミング言語である Absys を発表したのと同じ年にさかのぼります。その直後、最初の Prolog システムが、ロバート コワルスキーとの共同作業により、1972 年にコルメラウアーによって発表されました。

演繹言語の構成要素は、形式論理のシステムと、その論理が適用される 知識ベースです。

形式論理学は、形式的な内容に関する推論の研究です。形式論理学と非形式論理学の際立った特徴は、形式論理学の場合、内容に適用される論理規則が特定の状況に特有ではないことです。法則は、状況の変化に関係なく適用されます。演繹言語の使用法を示すために、以下の例では一階論理について説明していますが、形式的なシステムは義務付けられておらず、特定のシステムの使用は言語規則または文法内で定義されています。

述語は、入力として、対象ドメイン内の任意のオブジェクトを受け取り、2 つのブール値 (true または false) のいずれかを出力します。たとえば、「バラク オバマは第 44 代大統領です」と「今日雨が降ったら傘を持っていきます」という文を考えてみましょう。最初の文は、関連する真理値を持つ文です。2 番目の文は、他の文の値に依存する条件文です。これらの文はどちらも、比較して演繹言語の知識ベースを形成できる述語に分解できます。

さらに、「バラク・オバマ」や「大統領」などの変数は、量化することができます。たとえば、「バラク・オバマ」を変数「x」とします。「「x」が大統領であれば、「x」は最高司令官であるような「x」が存在する」という文は、第一階述語論理における存在量化子の例です。「大統領」を変数「y」とします。「すべての「y」について、「y」は国家の指導者である」という文は、全称量化子の例です。

演繹言語の知識ベースは、「事実」または述語と変数の集合から構成されます。言語によっては、知識ベース内でのこれらの述語の宣言順序が、論理ルールを適用した結果に影響を与える場合と影響を与えない場合があります。特定の「ルール」または推論を適用すると、新しい述語が知識ベースに追加されることがあります。新しい事実が確立または追加されると、新しい推論の基礎が形成されます。初期のエキスパート システム、つまり専門家のような判断ができる人工知能システムの中核として、知識ベースはデータベースよりも多くの情報を提供しました。知識ベースには、クラス、サブクラス、インスタンスを含む構造化データが含まれていました。

Prolog は、知識ベースに第一階論理を適用する演繹的、宣言的言語の例です。Prolog でプログラムを実行するには、クエリを発行し、推論エンジンと知識ベース内の特定の事実に基づいて結果を返します。結果は、エンジンと型システムに応じて、新しい関係または述語からブール値 (true/false) などのリテラルまで、適切なものになります。