杭州电子科技大学：《人工智能导论》课程教学资源（PPT课件讲稿）第五讲 不确定性知识的表示与推理

第5进不确定性知识的表示与推理

Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 第5讲 不确定性知识的表示与推理

不确定性理论 不确定性理论 发展历史，为什么要讲不确定性 不确定性基本概念 不确定性概念 基本概念、基本分类，基本方法 不确定知识表示 不确定知识表示 个 不确定性/不确切性知识表示与推理. 贝叶斯推理 贝叶斯推理 贝叶斯公式、贝叶斯网络. 模糊推理 模糊推理 模糊集合、模湖逻辑、模胡推理 Hang2 ou Dianzi乙versity抗州电子科技大学 School of Computer Science and Techmology计算机学院周文晖

Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 不确定性理论 贝叶斯推理 不确定性基本概念 不确定知识表示 模糊推理 不确定性理论 发展历史， 为什么要讲不确定性… 不确定性概念 基本概念、基本分类，基本方法 不确定知识表示 贝叶斯推理 贝叶斯公式、贝叶斯网络… 模糊推理 ？ 模糊集合、模糊逻辑、模糊推理 不确定性／不确切性知识表示与推理…

不确定性理论 不确定性理论 发展历史，为什么要讲不确定性 不确定性基本概念 不确定性概念 基本概念、基本分类，基本方法 不确定知识表示 不确定知识表示 个 不确定性/不确切性知识表示与推理… 贝叶斯推理 贝叶斯推理 贝叶斯公式、贝叶斯网络. 模糊推理 模糊推理 模糊集合、模湖逻辑、模胡推理 Hang2 ou Dianzi乙versity抗州电子科技大学 School of Computer Science and Techmology计算机学院周文晖

Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 不确定性理论 贝叶斯推理 不确定性基本概念 不确定知识表示 模糊推理 不确定性理论 发展历史， 为什么要讲不确定性… 不确定性概念 基本概念、基本分类，基本方法 不确定知识表示 贝叶斯推理 贝叶斯公式、贝叶斯网络… 模糊推理 ？ 模糊集合、模糊逻辑、模糊推理 不确定性／不确切性知识表示与推理…

为什么要研究不确定性？ 世界是确定的还是不确定的？ 无论在科学界还是哲学界，这都是一个长期争论的重要问题. 计算机使用、表述的是确定的数字量。 传统科学，从牛顿到拉普拉斯，到爱因斯坦描绘的都是一幅幅完全确定的科学世界图景： 他们也承认不确定性，但是认为产生不确定的原因是对初始条件的测量误差，或人类自身认知的 局限性和知识的不完备，而并非事物的本来面貌： Hang2 ou Dianzi乙versity抗州电子科技大学 Schoof of Computer Science and Techinology计算机学院周文晖

Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 为什么要研究不确定性？ 世界是确定的还是不确定的? 无论在科学界还是哲学界,这都是一个长期争论的重要问题. 计算机使用、表述的是确定的数字量。 传统科学，从牛顿到拉普拉斯,到爱因斯坦描绘的都是一幅幅完全确定的科学世界图景. 他们也承认不确定性,但是认为产生不确定的原因是对初始条件的测量误差,或人类自身认知的 局限性和知识的不完备,而并非事物的本来面貌

确定性与不确定性之争 物理学上的四大神兽.… 1、拉普拉斯兽一一经典力学 2、薛定谔猫一一量子力学 3、芝诺龟一一微积分 4、麦克斯韦妖一一热力学第二定律 Hang2 ou Dianzi乙versity抗州电子科技大学 Schoof of Computer Science and Techmology计算机学皖周文晖

Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 确定性与不确定性之争 物理学上的四大神兽... 1、拉普拉斯兽——经典力学 2、薛定谔猫——量子力学 3、芝诺龟——微积分 4、麦克斯韦妖——热力学第二定律

拉普拉斯兽一一经典力学 愚鑫的人类 1814年法国数学家拉普拉斯构想了一种神 兽，名叫拉普拉斯兽。 在拉普拉斯的设想中，这个神兽可以清楚地知道这个宇宙中每一个微观粒子的运动数 据与运动状态。这时，我们就可以用简单基本的牛顿定律去计算所有微观粒子之前与 之后的状态。换句话说，这只拉普拉斯兽可以预知未来。 Hang2 ou Dianzi乙versity抗州电子科技大学 School of Computer Science and Technology计算机学皖周文晖

Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 拉普拉斯兽——经典力学 1814年法国数学家拉普拉斯构想了一种神 兽，名叫拉普拉斯兽。 在拉普拉斯的设想中，这个神兽可以清楚地知道这个宇宙中每一个微观粒子的运动数 据与运动状态。这时，我们就可以用简单基本的牛顿定律去计算所有微观粒子之前与 之后的状态。换句话说，这只拉普拉斯兽可以预知未来

拉普拉斯：一切已确定！ 牛顿引力论的巨大成功，使得不少学者认为数学一物 理方法可以解释一切问题，包括人和人的智能本身。 概括了这一思潮的，就是著名的拉普拉斯决定论 (Laplacian determinism),即宇宙的一切已被决定。 拉普拉斯在19世纪初的《天体力学》著作： 头景⑧数学经纬网 我们可以把目前的宇宙状态看作是过去的结果和将来的原因。如果一个有理性的 人知道某时刻生物界的一切力和所有生物的相互位置，而他的才智又足以分析一 切资料，那么它就能用一个方程式表达宇宙中最庞大的物体和最轻微的原子的运 动。对他来说，一切都是确定的，将来与过去都呈现在他眼前。 Hangzhou Dianzi Universit内抗州电子科技大学 School of Computer Science and Technology计算机学皖周文晖

Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 拉普拉斯：一切已确定！ 牛顿引力论的巨大成功，使得不少学者认为数学－物 理方法可以解释一切问题，包括人和人的智能本身。 概括了这一思潮的，就是著名的拉普拉斯决定论 （Laplacian determinism），即宇宙的一切已被决定。 拉普拉斯在19世纪初的《天体力学》著作： 我们可以把目前的宇宙状态看作是过去的结果和将来的原因。如果一个有理性的 人知道某时刻生物界的一切力和所有生物的相互位置，而他的才智又足以分析一 切资料，那么它就能用一个方程式表达宇宙中最庞大的物体和最轻微的原子的运 动。对他来说，一切都是确定的，将来与过去都呈现在他眼前

拉普拉斯决定论 拉普拉斯决定论(Laplacian determinism): 宇宙像时钟那样运行，某一时刻宇宙的完整信息能够决定它 在未来和过去任意时刻的状态。关于宇宙的过程可以在一个 简单的数学方程式中表现出来的理论。 爱因斯坦说过一句在物理学史上鼎鼎有名的话：“上帝不会 跟宇宙玩骰子。”他觉得几率在基础物理学中出现是因为某 种说不出的理由，像在轮盘赌中那样，几率出现是因为我们 的认识从根本上说还不够完备。 Hang2 ou Dianzi乙versity抗州电子科技大学 School of Computer Science and Technology计算机学皖周文晖

Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 拉普拉斯决定论 拉普拉斯决定论（Laplacian determinism）： 宇宙像时钟那样运行，某一时刻宇宙的完整信息能够决定它 在未来和过去任意时刻的状态。关于宇宙的过程可以在一个 简单的数学方程式中表现出来的理论。 爱因斯坦说过一句在物理学史上鼎鼎有名的话：“上帝不会 跟宇宙玩骰子。”他觉得几率在基础物理学中出现是因为某 种说不出的理由，像在轮盘赌中那样，几率出现是因为我们 的认识从根本上说还不够完备

首先对决定论的质疑（与神学的争辩) 掷骰子是一类随机事件，是不确定的吗？ 骰子是6面体，掷出以后，1、2、3、4、5、6点任意一面朝上的可能性应当是相同的， 即为1/6，即说它的概率是1/6。 争辩： 【神甫】每次掷出几点，人类没法确定。拉普拉斯决定论不对？这结果是上帝确定的。 【拉普拉斯】非也！骰子的运动仍然是确定的，只不过掷子的手的力量、姿态、骰 子在手中确切位置、骰子落下桌面的状况等数据难以测定而已！一旦数据齐全，就可 以算出骰子如何翻滚、碰撞，最后应该是哪一面朝上！ Hang2 ou Dianzi乙versity抗州电子科技大学 Schoof of Computer Science and Technology计算机学皖周文晖

Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 首先对决定论的质疑（与神学的争辩） 掷骰子是一类随机事件，是不确定的吗？ 骰子是6面体，掷出以后，1、2、3、4、5、6 点任意一面朝上的可能性应当是相同的， 即为1/6，即说它的概率是1/6。 争辩： 【神甫】每次掷出几点，人类没法确定。拉普拉斯决定论不对？这结果是上帝确定的。 【拉普拉斯】非也！骰子的运动仍然是确定的，只不过掷骰子的手的力量、姿态、骰 子在手中确切位置、骰子落下桌面的状况等数据难以测定而已！一旦数据齐全，就可 以算出骰子如何翻滚、碰撞，最后应该是哪一面朝上！

科学的尽头是神学？ “当科学家们爬上一个又一个的山顶时，总发现佛学大师们早已在那里等着了。” “当科学家爬上山顶的时候，发现哲学家已经在那里等着他了。” “当科学家爬上山顶的时候，发现神学家已经在那里等着他了。” “当科学发展到他的尽头，才发现神已在那里等了它几千年。” 我们应该如何理解这些话？ 1、认识到神学是为了维护自身利益去质疑决定论 2、神学毫无道理可言，科学需要实验和证据的发现。 Hag2 hou Dianzi University抗州电子科技大学 School of Computer Science and Techmology计算机学院周文晖

Hangzhou Dianzi University 杭州电子科技大学 School of Computer Science and Technology 计算机学院 周文晖 科学的尽头是神学？ “当科学家们爬上一个又一个的山顶时，总发现佛学大师们早已在那里等着了。” “当科学家爬上山顶的时候，发现哲学家已经在那里等着他了。” “当科学家爬上山顶的时候，发现神学家已经在那里等着他了。” “当科学发展到他的尽头，才发现神已在那里等了它几千年。” 我们应该如何理解这些话？ 1、认识到神学是为了维护自身利益去质疑决定论 2、神学毫无道理可言，科学需要实验和证据的发现