2.4.3 领域本体语义公理

2.4.3 领域本体语义公理

语义公理(Semantic Axioms)是实现本体重用和推理的基础。公理的表示语言是一阶谓词逻辑。通过形式公理表示的领域实例或概念的性质知识,与通过自然语言表示的领域知识是一致的,不能存在矛盾。公理对本体类别及其关系等领域术语的内涵和性质进行了语义解释和约束。在本节所述的考古学领域本体中,根据所描述的对象将公理分为三种类型:类别隶属公理、类槽公理和类间公理。

2.4.3.1 类别隶属公理

实例隶属概念的判别是构建本体的核心问题,即判断任意实例所隶属的概念。其难点在于同一实例可能隶属于同一学科的多个领域概念,也可能隶属于不同学科的领域概念。对于每个类别,考古学领域本体采用公理来判别实例或个体是否属于该类别。定义类别隶属公理(Membership Axioms of Categories)是一项困难的任务,因为它需要深刻理解考古学领域知识。

考古学物理对象实物分为考古遗址和遗物两大类。二者的区别在于,考古遗址以地理位置为必要条件,而遗物的判别不一定与地理位置有关。本节构建了多种类别隶属公理。例如,如下公理给出了类别“木器(Woodware)”的隶属公理。该公理的含义是指,给定一个对象a,对象a是木器当且仅当a是器物,并且a的生产材料为木头。

(a)公理.Woodware(a)↔Artifact(a)∧(Producing-Material(a,wood)∈Framea

(b)公理.ClaimDevice(a)↔Artifact(a)∧(Producing-Material(a,claim)∈Framea

从类别的隶属公理,本节可以推导出很多命题。例如,给定一个物理对象a,具有以下命题或性质。

(a)命题.Woodware(a)→Artifact(a)

(b)命题.Artifact(a)→∃x(Weight(a,x)∈Framea

(c)命题.Artifact(a)→∃x(Color(a,x)∈Framea

(d)命题.Artifact(a)→∃x(Volume(a,x)∈Framea

(e)命题.Artifact(a)→∃x(FullSection(a,x)∈Framea

(f)命题.Artifact(a)→∃x(HalfSection(a,x)∈Framea

(g)命题.Artifact(a)→∃x(RotatedSection(a,x)∈Framea

(h)命题.Artifact(a)→∃x(PartialSection(a,x)∈Framea

(i)命题.Artifact(a)→∃x(HiddenSection(a,x)∈Framea

(j)命题.Artifact(a)→∃x(AdditionalSection(a,x)∈Framea

(k)命题.Artifact(a)→∃x(DetailedSection(a,x)∈Framea

2.4.3.2 类槽公理

在本节所述考古学领域本体中,类别的槽分为两类:属性和关系。下面公理(a)至公理(c)给出了有关考古学领域墓地遗址类别中的一些公理。公理(a)、公理(b)和公理(c)分别是对属性“时期(Period)”“发现者(Founder)”以及关系“地理位置(Located-In)”的约束。公理(a)是指,如果对象a是类别墓地遗址的一个实例,那么a的属性“时期”的属性值属于时期集合,例如,秦、汉、隋、唐等。公理(d)至公理(g)则是关于三星堆遗址与时间有关的公理。

(a)公理.Tomb-Archaeological-Site(a)→(∃b)((Period(a,b)∈Framea)∧b∈{Sequence of Periods})

(b)公理.Tomb-Archaeological-Site(a)→(∃b)((Founder(a,b)∈Framea)∧Human-being(b))

(c)公理.Tomb-Archaeological-Site(a)→(∃b)((Located-In(a,b)∈Framea)∧Region(b))

(d)公理.Sanxingdui-Archaeological-Culture(a)∧(Upper-Limit-Year(a,x1)∈Framea)∧(Lower-Limit-Year(a,x2)∈Framea)→Earlier-Than(x1,x2)

(e)公理.Sanxingdui-Archaeological-Culture(a)∧(Period(a,b)∈Framea)∧(Upper-Limit-Year(a,x1)∈Framea)∧(Lower-Limit-Year(a,x2)∈Framea)→In(x1,b)∧In(x2,b)

(f)公理.Sanxingdui-Archaeological-Culture(a)∧(Found-Time(a,b)∈Framea)∧(Lower-Limit-Year(a,x2)∈Framea)→Earlier-Than(x2,b)

(g)公理.Sanxingdui-Archaeological-Culture(a)∧(Found-Time(a,b)∈Framea)∧(Excavation-Time(a,x)∈Framea)→Earlier-Than(b,x)∨Same-As(b,x)

根据公理(d)至公理(g),能够推导出下面命题或性质。

命题.给定古文化实例三星堆文化a,

Sanxingdui-Archaeological-Culture(a)∧Found-Time(a,b)∧Upper-Limityear(a,x1)∧Lower-Limit-Year(a,x2)→Earlier-Than(x1,b)

命题.给定古文化实例三星堆文化a,

Sanxingdui-Archaeological-Culture(a)∧Upper-Limit-Year(a,x1)∧Found-Time(a,b)∧Excavation-Time(a,d)→Earlier-Than(x1,d).

命题.给定古文化实例三星堆文化a,

Sanxingdui-Archaeological-Culture(a)∧Lower-Limit-Year(a,x2)∧Found-Time(a,b)∧Excavation-Time(a,d)→Earlier-Than(x2,d).

2.4.3.3 类间公理

为了区分不同粒度的公理,将类间公理分为两类:类别级类间关系和槽级类间关系。类别级类间关系是指该关系不涉及相关类别的槽,主要刻画类之间的语义关系。槽级类间关系是指类别之间的关系由相关类别中槽的关系来刻画。以下描述的公理(a)和公理(b)是类别级类间关系公理。其中,公理(a)是指:当且仅当对象是生产工具(Productive-Tool)、生活用品工具(Living-Appliance)、葬品(Burial-Articles)、武器(Weapon)或装饰品(Decoration)时,一个对象识别为一件器物。

(a)公理.Artifact(a)↔(Productive-Tool(a)∨Living-Appliance(a)∨Burial-Articles(a)∨Weapon(a)∨Decoration(a))

(b)公理.Stoneware(a)→(Polished-Stoneware(a)∨Chipped-Stoneware(a))

以下公理(a)和公理(b)是对槽级类间关系的约束。其中,公理(a)是对如下事实的形式化规范,对于石制品a,若b为其代表石制品,c为其主要石制品,则b为a的主要石制品。另外,公理(b)的含义是,对于石制品a,其制作材料是石头。

(a)公理.Stoneware(a)∧∃b(Representative-Stoneware(a,b)∈Framea)∧∃c(Main-Stoneware(a,b)∈Framea)→(b∈c)

(b)公理.Stoneware(a)→∃b(Manufacturing-Material(a,b)∈Framea)∧Stone(b)