逻辑学与网络环境下的知识组建论文
1 引言
逻辑学是一种推理与判断的学问，经过数百年的发展,现在已成为各个具体学科的理论基础，被广泛应用于各个领域之中。知识组织的理论基础深厚而丰富,逻辑学便是其中之一。从传统的分类、标引到现在的本体、元数据，知识组织发展的每一步都离不开逻辑学的指导。逻辑学为知识组织的深入发展提供了理论基础和方法论基础，拓宽了人们的思路。逻辑学和知识组织是紧密联系的，可以说，没有逻辑学也就没有知识组织。概念逻辑是形式逻辑学的一个重要组成部分，主要包括概念的划分原理、概念之间的关系原理以及概念的概括与限制原理等。本文以分类组织法、基于本体的知识组织法和元数据组织法为例,具体讨论知识组织的逻辑学基础问题。
2 知识组织的概念之间关系原理
概念间的关系可分为相容关系或不相容关系。相容关系指两个概念的外延至少有一部分重合，它包括同一关系，属种关系，交叉关系三种情况。不相容关系，指两个概念间的外延没有任何部分重合的关系，又称全异关系。2.1 分类组织法分类组织法是指依据客观世界的各种物质运动形式、运动规律及相互关系等将知识分门别类地加以归纳和聚集。传统意义上的分类法和主题法就分别属于按学科分类和按主题概念分类的分类组织法。2.1.1 按学科分类的分类组织法以文献分类法中的体系分类法为例,类目之间的关系主要有从属关系，并列关系，交替关系等。其中，从属关系，并列关系，交替关系的划分采用了逻辑学中概念的属种关系;矛盾关系和对立关系;全同关系原理。分类法中的上位类与下位类之间的关系基本上是从属关系。类目等级结构是显示从属关系的主要方式。比如，从属关系中的属种关系，当上位类所表达概念的外延完全包含下位类所表达概念的外延时，它们之间的关系就是属种关系。例如S 农业科学S1 农业基础科学S15 土壤学各个同位类之间的关系基本是并列关系，包括并列关系的两种特殊形式，矛盾关系和对立关系，这些同位类之间，在内涵上互有联系，但是在外延方面互相排斥，互不相容。交替关系是指表达相同主题概念的正式使用类目与非正式使用的交替类目之间的关系，其实质是等同关系,体现了逻辑学中的全同关系，是概念全同关系原理在分类法中的应用。所以说体系分类法中的类目关系完全展现了逻辑学的概念关系原理在分类系统中的应用。2.1.2 按主题概念分类的分类组织法主题法中叙词语言采用了多种方法显示词间关系，如设立严密的参照系统、编制范畴索引、词族索引等等。其中，参照系统是叙词语言显示词间关系的主要方法。它用规定的参照符号，将叙词语言中词语之间的语义等同关系、等级关系和相关关系予以显示，从而形成完整的语义网络，提高检索效率。叙词语言中的等同关系指正式叙词与非正式叙词之间的关系是同义或准同义关系,借用了概念逻辑中概念等同关系原理,即两个概念的外延完全相同。在参照系统中用字母“Y”和“D”表示，分别用于非正式和正式叙词之下。如 酒精 乙醇Y 乙醇 D 酒精等级关系，上位叙词和下位叙词之间是属种关系，与逻辑学中概念属种关系相对应，即下位叙词的概念外延完全包含在上位叙词的概念外延中，用符号“S”、“F”和“Z”来表示。相关关系则是指叙词之间存在的除等级关系之外的比较密切的关系，包括了概念逻辑中所述的交叉关系、对立关系、并列关系等等。用参照符号“C”来表示。叙词之间的这种参照关系，不仅方便标引人员选准标引用词，更重要的是方便检索者选准、选全表达检索课题的叙词，提高检索效率。逻辑学概念关系原理在主题系统中的应用，将叙词表中被字顺排列所分割的词与词之间的关系清晰地揭示出来，大大提高了查词、标引、检索效率。2.2 基于本体的知识组织法本体(Ontology)是在语义层次上描述知识的概念体系,着眼于定义概念,并揭示概念的内涵。本体最具代表性的特点之一就是其概念层次结构。概念是本体中的最基本单元，通常用类(Class)来定义。类用于描述抽象的实体对象，代表着一类具有共性的实例对象。类具有传递继承性和层次结构性，最高层的类代表着最抽象的实体概念，子类继承了其父类的抽象特性，代表比其父类更具体或范围更小的实体概念。因此，本体的概念层次结构实际上就是一种类层次结构。在概念的层次结构中，类与类之间的关系多种多样，包括父子关系、兄弟关系等。而父子关系就是逻辑学中概念属种关系在本体论概念层次结构中的典型应用。以“临床医学”这个概念层次结构为例，“临床医学”这个父类概念与“诊断学”、“治疗学”、“护理学”等这些子类概念是一种属种关系，子类概念的外延完全包含在父类概念的外延之中，且仅仅是父类概念外延的一部分。所以说类层次结构中类与类之间的父子关系借用了形式逻辑学的概念属种关系原理。
3 知识组织的概念划分原理
3.1 分类组织法划分是把一个概念所反映的一类对象的全部外延按一定的属性作为标准，分为若干小类或总概念的一种方法。[5]划分由三个要素组成，即划分的母项、划分的子项和划分的依据。在分类系统中，类是一些具有某种或某些相同属性的事物的集合。因某一属性相同而成为一类的一些事物，可以依据其它属性的不同进行划分，即分类。分类采用的是逻辑学中连续划分的原理，即对一类事物经一次划分所得的子类，依据另一属性进行再次划分，如此继续，直至划分结果满足要求为止。这样逐级划分，层层隶属，便能形成具有从属、并列关系的类目等级体系。如，“文学”依“体裁”这一属性划分之后，可以依“内容”这一属性继续划分，因而“文学”的子类“诗歌”可以划分为“叙事诗”、“抒情诗”等等。这样被划分的类称为上位类或母类，划分出的类称为下位类或子类、子目。上位类和下位类之间具有从属关系，各个下位类之间互称为同位类。由同一上位类划分出的一组同位类称为一个类列。如此连续划分，在不断产生类列的同时，会逐级增加具有从属关系的类目，一组具有从属关系的类目就称为一个类系。分类方法的实质就是划分，一方面，按照某一标准将概念外延分成若干便于研究与识别的部分，另一方面，依据某一标准将内涵相同或相近的概念聚集起来形成序集性的系统。因此可以说分类系统是逻辑学的概念划分原理在知识组织中的最典型的应用。3.2 基于本体的知识组织法本体的类层次结构实质上采用了逻辑学中的划分原理，按一定的属性作为标准，把一个概念所反映的一类对象的全部外延，分为若干小类。如此连续划分，不断增加类的层次结构，直到划分结果满意为止。最高层的类，即父类为划分母项，而子类为划分子项。比如：最高层的张秀兰 王一真：逻辑学与网络环境下的知识组织类—文献，子类—内容、形式、语言、载体等，形式的子类—期刊、图书、特种文献等等。类层次结构是概念划分原理在本体知识组织中的体现。
4 知识组织的概念
概括与限制原理通过减少概念的内涵以扩大概念的外延，这个过程即为概念的概括。反之，通过增加概念的内涵以缩小概念的外延即为概念的限制。概念的概括与限制是一种明确概念外延的逻辑方法，使人们在表述思想时，概念更加明确。4.1 分类组织法4.1.1 按学科分类的分类组织法分类系统即采用分类的方式组织信息资源的体系。分类是一种根据事物之间的“共性”与“特性”聚集相同事物 ，区分不同事物的方式与手段。根据概念逻辑原理，分类是一种揭示概念内涵和外延的方法，在分类过程中运用了大量的概念概括与限制原理。以体系分类法为例，体系分类法中的类目体系是对各领域的主题概念进行收集、选择、安排、组织而形成。由于一个概念的外延通常包含有若干对象，因此一个上位类概念就是依据概念的限制原理，不断对其限定、细分，直至形成外延最小的概念。例如，能源学、动力工程—电能学—电的产生—直流电。反之则是概念概括的过程。类目体系的纵向逐级区分，层层展开是概念从一般到特殊，概念外延从大到小的过程，是概念限制原理的具体应用。4.1.2 按主题概念分类的分类组织法使用叙词语言进行主题标引时，主题概念的分解至关重要。而概念的概括和限定分解是主题概念分解的一个重要方法，同时也是逻辑学在主题系统中应用的一个恰当的表现。概念的概括分解法是一种逐渐减少复杂概念内涵、不断扩大复杂概念外延，根据词表收词情况进行概念分解的方法。如果主题概念用自然语言的偏正结构表达，进行概念概括时，一般是从前往后，逐一分解出有相应叙词表达的最复杂概念因素。如，“农村住房结构设计”这一概念，可以从前往后逐一分解出“农业建筑”、“居住建筑”、“建筑结构”和“结构设计”四个因素。概念限定限制法，是从被分解的复杂概念中找出最上位的属概念，然后从这个概念入手，利用词表中的等级关系显示,逐一找出能表达被分解概念中最专指因素的叙词,进行概念分解。这是与概念概括正好相反的分解方法。对于表达主题概念的自然语言短语，概念限定分解一般是从后往前分解出有相应叙词表达的最复杂概念因素。因此 ,可以说主题概念分解的概括和限定限制法是形式逻辑的概念概括与限制原理的具体应用。4.2 基于本体的`知识组织法在定义类层次结构时，一般采用自底向上或自顶向下等方式。[8]自底向上法：自底向上法的定义过程从类层次结构的底层开始，首先定义最细化、最专指的叶子结点类，然后逐步将这些类概括，形成较综合的上层概念类。自底向上法运用了逻辑学中概念概括的原理，以“内科学”这个概念层次结构为例，甲型病毒性肝炎—病毒性肝炎—传染病—内科学，这些概念自下向上，概念的内涵不断减少，外延逐级扩大，是一个概念概括的过程。而自顶向下法：从顶向下法的定义过程从类层次结构的顶层开始，首先定义最通用的概念类，然后逐步将通用概念分解，形成专指概念。这个过程则是逻辑学中概念限制的过程，从上例中的内科学到甲型病毒性肝炎，概念的内涵逐渐增加，外延却不断缩小。可以说，定义类层次结构的自底向上法和自顶向下法是逻辑学中概念的概括与限制原理的具体应用。4.3 元数据组织法知识组织中常用的元数据系统有 Dublin Core、MARC、CORC 系统等，其中 Dublin Core(简称 DC)是目前应用最广、影响最大的元数据系统之一。DC 共设置了 15个数据元素，主要用来描述资源的特征。随着 DC 在世界各国及各个学科和领域的广泛应用，都柏林核心元数据计划(Dublin Core Metadata Initiative，简称 DCMI)为了进一步描述资源的详细特征，又在 15 个数据元素的基础上，提出了 DC 内容元数据限制属性的概念(即 DC 修饰词), 通过这些限制属性来对内容元素的某一特别子类进行描述，[9]以缩小元素含义范围，使其更具有专指性。DC修饰词遵循“向上兼容”的原则，即修饰词的语义包含于未修饰词之中，在范围上，对未修饰词的语义进行限定，在深度上对未修饰词的语义进行延伸。DC 修饰词有两种类型：元素修饰词和编码体系修饰词，其中元素修饰词缩小了元素的含义范围，使其更具有专指性，元素修饰词的设置体现了逻辑学的概念限制原理，概念外延被缩小，内涵被扩大(DC的元素修饰词见表 1)。可以说 DC 元素修饰词的形成是形式逻辑学的概念限定原理在知识组织中具体应用的结果。
5 结语
逻辑学的发展在于应用，它的生命也在于应用。逻辑学和知识组织是紧密相连的。知识组织是一门对知识元素的本质内容和知识元素之间的关联进行揭示和序化活动的科学。这个序化过程是依据知识内容的内在模式和规律性，应用知识逻辑和知识处理方法来实现的。无论哪种知识组织方法都离不开逻辑学的指导。讨论知识组织中的逻辑学应用问题的意义在于，知识组织将以逻辑学为重要理论基础，向着更高、更深层次发展。逻辑学为知识组织发展指明了方向，同时也为其发展的正确性提供了保障。在逻辑学的指导下，知识组织的每一过程，包括知识获取、知识表示、知识重组、知识存储都将得到不断完善、创新，最终为人类认识世界、改造世界创造条件。
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