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信念逻辑的更新模型

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逻辑与科学方 重庆理工大学学报(社会科学) 2013年第27卷第9期 Journal of Chongqing University of Technology(Social Science)Vo1.27 No.9 2013 doi:10.3969/j.issn.1674-8425(S).2013.09.006 信念逻辑的更新模型 郭向阳 (怀化学院系,湖南怀化418000) 摘要:刻画信念逻辑的关系语义模型中的关系缺乏直观的解释,更新模型用合理性可以给信念 逻辑提供一个更直观的解释。更新模型用动态的更新语义刻画信念算子。用有穷模型的方法 证明信念逻辑相对于更新语义是框架可靠的和框架完全的。 关键词:信念逻辑;更新模型;有穷模型;可靠性;完全性 中图分类号:B815.1 文献标识码:A 文章编号:1674—8425(2013)09—0032—04 ①(W, )是 的更新框架; 信念逻辑和知识的逻辑一样,通常用关系语 义模型来刻画。知识逻辑的关系语义模型直观明 ②[.]:JP ( ) ,使得对所有S W且P 了,它将关系视为认知状态的不可分辨关系,但信 念逻辑的关系语义模型中的关系不要求自反,即 ∈PV,S[P]=Sn [p]。 (3)Frame(B)是所有更新框架的类,Model 实际世界可能不是认知主体信念可及世界 ,这 也不尽合理。我们提出一种基于Veltman更新语 (嚣)是所有更新模型的类。 (4)令(W, )∈Frame(B),我们将更新模型 义 的一种更新模型来解释信念逻辑,我们认为 在这种模型中对关系的解释更为直观。 (W,s,[.])称为更新框架(W, )上的模型。-1 us 的直观意思是:主体认为W至少和u一 样合理(plausibility)。显然 。 更新模型与可靠性定理 定义1.1(语言)令PV:={P 一,P ,…}是 一如果u 且一 ,我们记为 <W,它的意 思是:主体认为 比 更合理. 如果 sM且 W,我们记为 一U,它的意思 集可数的命题变元。语言 由下列所有句子 :=Pl一 I( V )IB ,其中P∈PV。 ( ^ ),( 一 ),( 一 ),T,上,b如通常定 义。_I 是:主体认为'gO与 一样合理。很显然 一 。 我们将可能性集Sc W称为信息状态。 定义1.3(信念状态) 组成: 令(W, ,[.])∈Model(B),S W。 So:={ ∈SI V u∈S,us V 1 :三三uI。 定义1.2(更新框架和更新模型) (1)一个 的更新框架是满足下列条件的二 元组( , ): 我们称s(星)为相对于主体和信息集s的信念 状态。-t 对任一.s(星)中的可能性W,没有比 更合理的 ① ≠ ,W是一集非空的可能性; ② 是一个自反、传递的二元关系。 (2)一个£的更新模型是满足下列条件的三 元组(W,≤,[.]): 可能性,即不存在使得W<u的u。o是一个筛选 机制,排除了一些可能性,这些被排除的可能性是 由于s中有比它更合理的可能性。我们在s相信 的命题是基于so的命题。 收稿日期:2013~06—22 基金项目:国家社科基金项目“信息变化的逻辑研究”(12CZX055);湖南省教育厅项目“信息更新逻辑的完全性研 . .究”(12C0856)。 作者简介:郭向阳(1974一),河南济源人,哲学博士,讲师,研究方向:认知逻辑和逻辑哲学。 郭向阳:信念逻辑的更新模型 33 引理1.4 令(W, ,[.])∈(Model(曰), S W,贝Ⅱ (1)(收缩性)Js⑧ S (据定义1.3), (2)(稳定性)Soo=So, (3)(非谬性)如果s≠ ,则.so≠(2j。_1 定义1.5(更新语义) 令(W, ,[.])∈(Model(B),S W且60, ∈ 。 (1)S[一60]=S—S[60]。 (2)S[60V ]=S[60]uJs[ ]。 ㈩s = 引 O; 定义1.6(有效性定义) (1)令(W, ,[.])∈Model(B),令S W 且 ∈L。在模型(W,≤,[.])中(主体)在S接 受 ,记作.s}= ,甘.s[ ]=S;否则记作S 。 在S中接受 也称为 在Js被接受。 (2)60在更新模型(W, ,[.])上有效,记作 (W, ,[.])}= ,甘对所有S W,Js}= ;否则记 作( , ,[.]) 。 (3) 在更新框架(W, )上有效,记作( , )}=60,铮对更新框架(W, )上的所有更新模 型(W, ,[.])}= ;否则记作(W, ) 。 (4)令 ,…, / 是一个推理规则。 1, …, / 相对更新模型(W, ,[.])保持有效 性甘(W,s,[.])}= ,…,(W, ,[.])}=妒 j (W,≤,[.])}= 。 ,…, / 相对更新框 架(W, )保持有效性铮(W, ,)}= 。,…, (W, )}= (W,s,)}= 。 (5) 是有效公式,记作}= ,甘对所有更新 框架(W, ),(W, )}= ;否则记作# 。-{ 说明:称 在S中可接受( is acceptable in S)甘S[ ]≠ ;否则称60在S中不可接受 。注 意:“ 在S中接受”和“ 在.s中可接受”是两个 不同的概念。当 [ ]= 时, 在 中接受,但 并非 在 中可接受,或者说, 中不可接受。 在直觉上,任给一个信息状态s,我们所考 虑的S中最合理的可能世界的集形成主体的信念 状态 o。主体在S相信5o所接受的事情。 定理1.7(可靠性定理) KD45的内定理都 是更新框架上的有效公式 J。_1 二、完全性定理 我们在本节用有穷模型法证明了KD45相对 于更新框架是完全的。 定义2.1(子公式集和闭包) (1)Sub:L (L)是一个函数使得对任意的 ∈L,Sub(60)是满足下列条件的最小集合: ① ∈Sub(60); ②若一 ∈Sub(60),贝U ∈Sub(60); ③若I V ∈Sub( ),贝U ∈Sub(60)且 ∈ Sub( ); ④若B4"∈Sub(60),则 ∈Sub(60)。 (2)cl:L—p(L)是一个函数使得对任意的 ∈L,cl( )是满足下列条件的最小集合: ①Sub(60) cl( ); ②若 ∈Sub( ),贝U一 ∈cl(60)。 我们把Sub( )叫作 的子公式集,把cl( ) 叫作 的闭包。-1 引理2.2对任意 ∈L,ct(60)是有穷的。_1 当厂为一有穷公式集时,下面我们用^厂表 示厂中所有公式的合取式。 定义2.3( 一极大一致集) 令 是某个公式的闭包。 是 一极大一致 集当且仅当 ①w ; ② 是KD45—一致的,即不存在有穷w , 卜KD45]^w ; ③ 是 一极大的,即对任意的 ∈ , ∈ w或者一 ∈ 。-q 引理2.4( 一Lindenbaum-引理) 令 是某 个公式的闭包。厂 是KD45—一致的,则存在 一极大一致集△,厂 △[ 。'1 定义2.5令 是某个公式的闭包。 I I:={ I 是 一极大一致集使得 ∈ w}。_1 引理2.6 令 是某个公式的闭包且w是 -极大一致集。 (1)如果一 ∈ ,那么一 ∈ 铮 岳w, (2)如果 八 ∈ ,习 么 ^ ∈ 车 ∈ 且 ∈ , (3)如果 V ∈ ,男 么 V ∈ 甘 ∈ 成 ∈w, (4)如果 E ,那么 ∈ 且B4'一 ∈w, (5) ∈2£J且 — ∈ ∈ 。 定义2.7令w是公式集。 重庆理工大学学报(社会科学)http://cqlg.jollrserv.eom B一彬:={ I B ∈ }.Bw::{ I ∈ w}。-1 定义2.8( .典范更新框架和 一典范更新模 型)令 是某个公式的闭包。 (1)R是一个满足下列条件的典范辅助二元 关系:给 ,u是 -极大一致集,wRu,当且仅当, Bw=BIL,且B一 。 (2) 一典范更新框架是一个满足下列条件的 二元组( ,s): ①W={ l W是 一极大一致集}; ② 是 上一个二元关系:任给 ,u∈ , W ,当且仅当,uRw或者u= 。 (3) 一典范更新模型是一个满足下列条件的 三元组( , ,[.]): ①( ,s)是 一典范信念框架; ②对所有S 和P∈PV,s]p]=S n l p I。-1 定义2.9令( ,s)是 一典范更新框架,R 是一个典范辅助二元关系。任给 ∈ 。 :={ ∈ l t"O}, ( ):={ ∈ 1 wRu}。 引理2.10 令( ,≤)是 一的典范信念框 架,( ,s,[.])是 一的典范信念模型, 是一个 典范辅助二元关系,S W且P∈P 。 (1)R是持续、传递和欧性的。 (2) 是自反、传递的。(据s的定义和(1)) (3)M∈R( )j R(u)=R( ),对所有 , u∈W。 (4)11,∈R( )j 11,∈R(u),对所有仲,u∈ 。 (据(3)) (5)sip]=S n W[p]。-{ 引理2.2说明了任何一个公式的闭包都是有 穷集。我们知道有穷集的幂集是有穷的,而 是 的幂集的子集,所以 是有穷的,N-据引理 2.10(2), 是一个自反、传递的二元关系,所以 的典范更新框架是定义1.2意义上的有穷更新框 架,即 的典范更新框架属于Frame(口)。据上 述引理的(5), 的典范更新模型是定义1.2意义 上的更新模型,即 一典范更新模型属于Model (B)。 引理2.11 令( , )是 -的典范更新框 架, 是一个典范辅助二元关系,w∈W且 曰 ∈ [ 。 (1)≤ : (W)U{W}。 (据定义2.9) (2) o=R(W)。 (3)若存在 ∈s (塞), ∈“,则对任意 ∈ ( , ∈ 。 (4)若存在M∈s o,B 岳u,则存在 ∈ 曼 o, 隹 。 (5)R(鲫)o=R( )。 (据(2)和引理1.4) (6) ≠ (据(1)) (6)5 oo= o。 (据(2)和(5))-t 引理2.12 令( ,s)是 一的典范信念框 架,R是一个典范辅助二元关系, ∈ 且 ∈ 。 (1)若B ∈ ,则对任意 ∈s o, ∈ 。 (2)若B 圣W,则存在”∈ (星), 甓 。 证明:(1)如果B ∈ ,据R的持续性和定 义2.8(1),存在 ∈R( ),B 仨 ,据引理 2.11(2),存在 ∈s o,B ∈“,再据2.11 (3),对任意 ∈ o, ∈ 。 (2)如果 隹 ,据R的持续性和定义 2.8(1),存在“∈R( ),B ,据引理2.11 (2),存在Ⅱ∈ o,B 甓 ,再据引理2.11(4), 存在 ∈ o, 。-t 引理2.13令( ,s,[.])是 一典范更新模 型.任给 ∈ 且 ∈ ,则对于任意的u ∈s o, E 舒 ∈ o[ ]。 证明:施归纳于‘p的结构。 当 =P, =一 , = V o时,易证。我 们只给出 = 时的证明,即证明: ∈“甘u( o[B0]。 “ ”: B ∈u 对任意 ∈ (星), ∈∞ (据引理2.12(1)) 对任意 ∈ o, E s (星)[ ](归纳假设) 兰 o[tf,]= (星) (据引理1.4(1)) j≤ o(星)[ ]=s oo (据引理1.4(2)) s o[ ]=≤ o (据定义1.5(3)) ∈ o[ ] (据“∈≤ o) ‘‘乍”: 隹“ 等存在 ∈ ⑧, 岳 (据引理2.12(2)) 存在 ∈≤ ⑧, 岳s o] ] (归纳假设) j o[ ]≠ o (据集合论知识) 郭向阳:信念逻辑的更新模型 35 oo[ ]≠ o(星) (据引理1.4(2)) 5 o[B4"]= (据定义1.5(3)) M o[B4"] (据集合论知识)_1 引理2.14 (可接受引理) 令(W, ,[.]) 是 一典范更新模型。任给W∈W且 ∈ , ∈ 甘 ∈ [ ]。 证明:施归纳于 的结构。 当 =p, =一 , = V 0时,易证。我们只 给出 = 时的证明,即证明: B4,E 甘U∈ [B4,]。 “"= : ∈u 对任意 ∈曼 (星), ∈ (据引理2.12(1)) 对任意 ∈s o, ∈ o[ ] (据引理2.13) (星)[ ]= (星) (据引理1.4(1)) o[B4,]=≤ o (据定义1.5(3)) ∈ o[B4,] (据W E s o) ‘‘乍”: B4,岳 存在 ∈ o, 隹 (据引理2.12(2)) 存在 ∈ ⑧, 岳 o[ ] (据引理2.13) s o[ ]≠ o (据集合论知识) (星)[B4,]: (据定义1.5(3)) 隹5 ⑧[ ] (据集合论知识) 引理2.13和可接受引理2.14形式相似,但 2.13是我们证明2.14的基础,可接受引理2.14 是我们证明框架完全性的关键。 定理2.I5(框架完全性定理) KIM5相对 Frslrlle( )是完全的。 证明:令( ,s)是KD45的典范更新框架。 下证: (袢) Frame(口)# 。 令(W, ,[.])是KD45的典范更新模型。 若 ,则一 是KD45—一致的,再据 一 Lindenbaum一引理,存在 ∈W使得一p∈加。则据 引理2.14,我们有 ∈ [一 ]。据定义1.5(1) 和集合论知识,可以推出≤ [ ]≠≤ 。所以,据 有效性定义,(W, ,[.]) ,因此(W,-%-) 。 再据(W,≤)∈Frme(曰),Frame(曰) 。-t 三、结束语 信念逻辑的更新模型比关系语义模型更好地 刻画了信念。关系语义模型中的关系是持续、传 递和欧性,但不要求自反。当我们获得更多的知 识,去除所有的不确定时,关系语义模型中可能世 界就只有现实世界。由于关系语义并不要求自 反,如果最初的模型中现实世界不自反,则现实世 界此时也不自反,此时认知主体相信任何命题,包 括永假式,即B上为真。更新模型中不会出现接 受B上的情况。 信念逻辑的关系语义模型也不能要求关系自 反,那样的话,信念就变成了知识。 更新模型中的自反、传递的二元比较关系是 受Van Benthem的在可能世界语义中用三元比较 关系刻画信念 的启发,在更新模型中可以用更 简单的二元比较关系来刻画信念。 在刻画信念逻辑的更新模型中,对公式的解 释是一种动态语义。未来还有以下问题值得进一 步研究: (1)当一些认知活动改变了更新模型中的关 系,如何在更新模型中刻画这类认知活动? (2)对于多主体的信念逻辑,尤其是包含公 共信念的信念逻辑的完全性证明,如何用更新模 型亥U画? 参考文献: [1]Fagin R,Halpem J,Moses Y,et a1.Reasoning about Knowledge[M].Boston:The MIT Press,1995:15一l9. [2]Frank Veltman.Defaults in update semantics[J].Jour- nal of Philosophical Logic,1996,25(3):221—261. [3] 郭向阳.信息更新的逻辑[D].广州:中山大学, 2010:48—50. [4] 李小五.模态逻辑[M].广州:中山大学出版社, 2005:88—90. [5] Van Benthem.Dynamic h ̄gic for Belief Revision[J]. Journal of Applied Non—Classical Logics,2007,17(2): 129—156. (责任编辑张佑法) (下转第63页) 俞思义:概念的内涵与外延有着反比(变)关系吗? 63 Are Connotation and notation of Concept Contravariance? YU Si.vi (Nanjing Xiaozhuang University,N蚰jing 21 1 1 12,China) Abstract:In this paper the author holds that the connotation and denotation of concept are not in con- travariance since if we admit that category conception exceeds subordinate conception in connotati0n. the connotation would be as follows:the special features of the target depicted by the concept would be followed up with those of the superior concept and the procedure would extend to the limit of the category.This assumption definitely goes against the definition of the connotation of concept.The re. 1ationship between the connotation and denotation of concept is one between quality and quantity,one in which the qualitative change gives rise to the quantitative change and vice versa.The limitati0n and summarization of concept are also in such a relationship. If we say there is contravariance in the re1a。 tionship between the connotation and denotation of concept,that would mean the relationshiD would become one between one quantity and another. Key words:contravariance;the definition of connotation;quantity and quantitative change;quality and qualitative change .量 (上接第35页) Updated Model for Doxastic Logic GUO Xiang—yang (Department of Politics and Law,Huaihua University,Huaihua 418000,China) Abstract:The relationship in semantic models of relationship semantic for doxastic logic lacks intui。 tive explanation.Update model can provide a more intuitive interpretation for doxastic logic with ra. tionality・Update model features belief operator with dynamic semantic.Doxastic logic is frame s0und and flame complete relative to update semantic by the method of the finite mode1. Key words:doxastic logic;updated model;soundness;reliability;completeness 

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