概念知识元的语义融合生成路径与框架.pdf
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1、研究论文作者简介 王子龙,讲师,研究方向为图书馆学理论;戎军涛(通讯作者),博士生,研究方向为语义知识组织与服务,E m a i l:r j t-2 0 51 6 3.c o m。本文引用格式:王子龙,戎军涛.概念知识元的语义融合生成路径与框架J.信息资源管理学报,2 0 2 3,1 3(4):1 1 1-1 2 1.概念知识元的语义融合生成路径与框架王子龙1 戎军涛2(1.石家庄学院文学与历史学院,石家庄,0 5 0 0 3 5;2.中国人民大学信息资源管理学院,北京,1 0 0 8 7 2)摘 要 概念形态知识元的融合是知识创造的一种重要途径,也是自主知识体系创新的基础环节。揭示概念形态知
2、识元的融合生成机理,是知识创造的重要基础理论问题。首先,对概念知识元的内涵、结构和内容描述模型进行了说明;其次,从语义重组视角揭示了概念知识元的生成路径;最后,在上述研究基础上构建了概念知识元的语义融合生成框架。概念知识元的语义融合生成路径主要有外来知识的引入、知识相关关系的发现和知识的选择性进化。概念知识元的语义融合生成框架包括知识元的获取、解析、关联构建和重组生成环节,各个环节由相应的心理机制控制。关键词 概念知识元 语义融合 知识创造 知识元生成 语义重组 知识进化中图分类号G 2 5 4;G 3 5 0 文献标识码A 文章编号2 0 9 5-2 1 7 1(2 0 2 3)0 4-0
3、1 1 1-1 1D O I:1 0.1 3 3 6 5/j.j i r m.2 0 2 3.0 4.1 1 1S e m a n t i c F u s i o n G e n e r a t i o n P a t h a n d F r a m e w o r k o f C o n c ept u a l K n o w l e dge E l e m e n t sW a n g Z i l o n g1 R o n g J u n t a o2(1.S c h o o l o f L i t e r a t u r e a n d H i s t o r y,S h i j i a
4、 z h u a n g U n i v e r s i t y,S h i j i a z h u a n g,0 5 0 0 3 5;2.S c h o o l o f I n f o r m a-t i o n R e s o u r c e M a n a g e m e n t,R e n m i n U n i v e r s i t y o f C h i n a,B e i j i n g,1 0 0 8 7 2)A b s t r a c t A s a f u n d a m e n t a l p a r t o f t h e i n n o v a t i o n o
5、 f i n d e p e n d e n t k n o w l e d g e s y s t e m s,t h e f u s i o n o f c o n-c e p t u a l k n o w l e d g e e l e m e n t s i s a n i m p o r t a n t w a y o f k n o w l e d g e c r e a t i o n.I t i s a n i m p o r t a n t f u n d a m e n t a l l y t h e-o r e t i c a l p r o b l e m o f k
6、 n o w l e d g e c r e a t i o n t o r e v e a l t h e f u s i o n g e n e r a t i o n m e c h a n i s m f o r c o n c e p t u a l m o r p h o l o g i-c a l k n o w l e d g e e l e m e n t s.F i r s t,t h e c o n n o t a t i o n,s t r u c t u r e a n d c o n t e n t d e s c r i p t i o n m o d e l o
7、 f c o n c e p t u a l k n o w l e d g e e l e m e n t a r e d e s c r i b e d.S e c o n d,t h e g e n e r a t i o n p a t h o f c o n c e p t u a l k n o w l e d g e e l e m e n t s i s r e-v e a l e d f r o m t h e p e r s p e c t i v e o f s e m a n t i c r e c o m b i n a t i o n.F i n a l l y,b
8、 a s e d o n t h e a b o v e r e s e a r c h,t h e s e m a n t i c f u s i o n g e n e r a t i o n f r a m e w o r k o f c o n c e p t u a l k n o w l e d g e e l e m e n t s i s c o n s t r u c t e d.T h e g e n e r a t i o n p a t h o f c o n-c e p t u a l k n o w l e d g e e l e m e n t s t h r o
9、 u g h s e m a n t i c f u s i o n i s p r i m a r i l y c o m p r i s e d o f t h e i n t r o d u c t i o n o f f o r e i g n k n o w l e d g e,t h e d i s c o v e r y o f k n o w l e d g e c o r r e l a t i o n a n d t h e s e l e c t i v e e v o l u t i o n o f k n o w l e d g e.T h e s e m a n t
10、 i c f u s i o n g e n e r a t i o n f r a m e w o r k o f c o n c e p t u a l k n o w l e d g e e l e m e n t s i n c l u d e s t h e a c q u i s i t i o n,a n a l y s i s,a s s o c i a-t i o n c o n s t r u c t i o n a n d r e c o m b i n a t i o n o f k n o w l e d g e e l e m e n t s,w h i c h a
11、 r e c o n t r o l l e d b y c o r r e s p o n d i n g p s y c h o-l o g i c a l m e c h a n i s m s.K eyw o r d s C o n c e p t u a l k n o w l e d g e e l e m e n t;S e m a n t i c f u s i o n;K n o w l e d g e c r e a t i o n;K n o w l e d g e e l e m e n t g e n e r a t i o n;S e m a n t i c r e
12、 c o m b i n a t i o n;K n o w l e d g e e v o l u t i o n1111 引言科学研究旨在通过创新性的科学探索活动揭示事物的本质和规律,为人类更好地认识世界和改造世界提供新的理论、观点和方法,其核心是知识的生产、创造。知识创造是指产生创新知识的过程,包括新发现、新规律、新学说、新方法、新技术和新发明,是促进科技进步和经济增长的革命性力量。揭示知识创造的内部机理,发现知识创造的规律成为知识管理、知识学、认知科学、人工智能等领域突出的热点和难点问题。认知主 体 如 何 融 合 生 成 知 识 是 一 个 高级、复杂的心理过程,是解决科学创新问题的
13、核心机制。从科学理论的建构过程来分析,知识的创造是一个形成概念、范畴并将其序列化、体系化的过程;从知识体系结构来分析,概念是知识体系的最小组成单位,是内容结构的知识元;从逻辑思维形式来分析,概念是思维的最小单位,是思维的逻辑起点。因此,关于概念形态知识元的融合生成机理研究,就成为知识创造领域的基础理论问题。知识融合是知识创造的一种重要途径。概念形态知识元的产生就是不同知识元之间相互融合的结果。这种融合机制恰恰是不同知识元之间的交互、碰撞、融汇的过程。本文以概念知识元为研究对象,旨在从知识元的结构层面揭示新概念生成的语义融合机制,从而在微观层面解释知识创造的内部机理。2 相关研究综述知识创 造
14、是 哲 学 领 域 知 识 论 的 核 心 命题,围绕知识的生成、确证形成了经验论和唯理论两大经典路线。近代以来,知识创造命题 更 是 吸 引 了 心 理 学、认 知 科 学、语 言学、人工智能、管理学、科学学等众多学科的关注,产生了众多理论模型。关于知识创造机理的解释,影响最为广泛的是S E C I知识转化模型和以耗散论、协同学、突变论为基础的知识涌现学说,但这些理论只是着眼于对知识创造外在过程的描述,未能进一步对其内在机理予以揭示。值得关注的是,知识基因学说、知识发酵学说和知识整合学说均从微观层面探索了知识创造问题,为我们的研究提供了基础。2.1 知识基因学说英国著名哲学家波普尔1在深入研
15、究了达尔文的进化论后发现,知识的发展与生物进化有着惊人的相似之处,并提出人类知识是长期进化的产物,这一点符合达尔文的进化论模式,知识进化中蕴含着“基因”。国内外学者围绕知识中的“基因”展开研究探索,提出了思想基因、情报基因、知识基因等概念,研究了知识基因的重组、遗传、变异与进化等问题。如我国学者刘植惠2的知识基因理论,阐明了知识遗传和变异的机制和规律 性,提 出 科 学 概 念 是 知 识 的 基 本 单位知识基因,进而构成知识D N A、知识纤维、知识细胞,最终形成知识体系;系统地研究了知识基因的遗传方式和变异途径。许志强等3指出,知识变异主要是由于知识D N A复制发生差异造成的,因而提出
16、知识基因突变的三种机制,即要素置换、缺失基因突变和插入基因突变。刘福林等4采用仿生学演绎和实证方法提出了知识基因的自由组合规律。知识基因论揭示了知识的进化进程,是知识创造的重要理论基础,具有很大的研究空间。2.2 知识发酵学说研究人员将知识创新和生物发酵进行类比后,提出知识发酵理论。天津大学管理学院和金生教授等5-6结合仿生学原理,提出了“知识发酵”理论并构建了“知识发酵”模型。该理论认为,知识发酵类型分为消化型发酵、适应型发酵、会战型发酵、演进型发酵和再造型发酵。知识发酵模型的要素包括知识菌株、知识母体、知识酶、知识技术、环境、知识发酵吧、知识源和更新的知识等。知识发酵模型解释了知识创造的内
17、在机理,在一定程度上弥补了现有知识管理中有关知识创造的不足。2.3 知识整合学说美国认知语言学家福柯尼耶和特纳7提出了概念整合理论(c o n c e p t u a l b l e n d i n g t h e o r y),指出概念整合在四个基本空间中进行,即类211属空间、输入空间、输入空间、整合空间。类属空间向两个输入空间映射,整合反映输入空间共同的、常见的抽象的组织与结构,规定核心跨空间映射;输入空间映射具有部分与选择的属性,当输入空间与输入空间 部 分 地 投 入 到 合 成 空 间 后 通 过“组合”“完善”和“提炼”三个彼此关联的心智认知活动的相互作用产生新创结构,在新创结构
18、中完成意义的产生。2.4 述评知识基因学说和知识发酵学说都从仿生学视角对知识创造进行了研究,特别是知识基因突 变 思 想,揭 示 了 知 识 演 化 的 内 部 动因,在知识创造原理的系统解释方面显示出比较独特的视角。知识基因理论试图建立一个知识基因的研究框架体系,但后续研究未能持续跟进,理论缺乏进一步实证,缺乏成熟度,未能深入说明知识创造的微观机理。知识整合学说把不同认知域的框架结合起来进行考察,认为框架整合产生了新结构,生成新意义。知识整合学说从认知理论视角揭示了知识创造意义的生成过程,为我们的研究提供了参考的框架。整体上就目前研究现状看,知识创造机理揭示得并不十分清楚、明朗,多侧重宏观的
19、、外在的阐释说明,缺乏内在的、微观的研究解释,没有从知识结构本身进行深入探索。3 概念知识元的表征模型3.1 概念知识元界定知识元是一定语境中相对独立的、具有完备 知 识 表 达、最 小 粒 度 的 语 义 内 容 单元8。概念知识元就是以概念形态存在的知识最小单位。概念是思维的最小单位,其定义方式通常是直接揭示概念所反映的思维对象及其所特有的属性或本质属性。概念知识元通常具有语义完备性、独立性和最小粒度三个特征。语义完备性主要指知识元的内容表达要有实际意义,不存在语义结构缺失问题,能够完整表达、说明、解决5 W 1 H(w h o、w h e r e、w h e n、w h a t、w h
20、y、h o w)问题。独立性指知识元是知识运动形式一个相对独立的实体,可以脱离知识单元体系单独存在,可以游离运动和自由结合。最小粒度是指知识元相对于它所表达的知识而言,具有语义逻辑上的不可再分性。3.2 概念知识元的结构概念知识元内部存在着有序的结构,承载了大量、丰富的语法信息、语义信息和语境信息。概念知识元结构就是由语义元和语义键组成的复杂概念结构,见图1。语义元是组成知识元内容的概念对象,也就是网络节点,是知识元的内容因子,如时间、地点、人名、机构、术语等实体对象。知识元不是语义元的简单罗列,而是一组语义元的逻辑组合。语义键指语义元之间的关联关系,大量的语义逻辑关系和情景信息都包含在语义键
21、中。语义键所包含的关联类型多样,如并列、承接、顺序、因果、条件、方式、比较、让步、目的等。知识元包含的语义元和语义键的数量越多,则排列组合形成的结构越复杂。语义元排列组合的不同是造成知识元差异的根源。图1 概念知识元的结构3.3 概念知识元的内容描述模型概念知识元仅仅是一种符号表达,其所表现的是一幅在认知图式参与下构建起来的语义场景,一方面这种场景以网络形态的心理结构存在于意义世界,另一方面该场景的内容指向现实世界。依据场景的活动要素和逻辑语义关系,我们将概念知识元的内容表达模型抽象为主体、客体两个类别,这两个类别属 于 语 义 元,见 图2。主 体 拥 有 认 识论、价值论、方法论属性。客体
22、拥有领域、本质、规律属性。主体表示场景事件活动的施动者,在认识论、方法论、价值论的驱动下实施活动。认识论是主体活动的理论依据。价值论表示主体活动的价值行为取向,包括问题、目标、价值等要素。方法论是主体所依据的技术、方法、工具、途径、路线、框架等手段。客体表示主体活动指向的对311象,属性包括领域、本质和规律。领域表示客体所归属的主题范畴,本质表示客体的特有的特征,规律表示客体的运动规律和演化规律。图2 概念知识元的内容描述模型4 概念知识元的语义融合生成路径4.1 语义融合的本质语义融合是人类的基本思维方式和认知形式,其本质是构成知识的内容因子的结构重组,其意义生成过程是认知层面认知主体对结构
23、重组的心理解读,是认知主体在意义层面的心理操作。知识的语义融合代表着旧的知识在新的知识体系中的继承、扬弃,意味着新的知识的产生。事实上,任何一种科学创造过程,都是先把结晶的知识单元游离出来,然后再在全新的思维势场上重新结晶的过程。这种过程不是简单地重复,而是在重组中产生全新的知识系统,全新的知识单元9。因此,概念知识元的生成过程就是构成概念知识元的内容因子语义元的重组过程。4.2 语义元的重组方式遗传学的伟大创始者格雷戈尔约翰孟德尔,于1 8 6 5年提出的生物基因自由组合规律,揭示了产生生物新性状的规律之一。从仿生学演绎的角度看,该规律为揭示知识元融合机理提供了启发。语义元是构成知识元的内容
24、因子。语义元重组是产生知识元的重要途径。重组的方式主要有语义元的替换和结合。语义元替换指外来的语义元与当前语义结构中的语义元的代替、更换,主要发生在研究方法、活动手段、认知工具、行为规则、理论框架等语义实体层面。语义元的结合指外来的语义元与当前语义结构中的语义元的结合,主要发生在认知主体、客体等语义实 体 层 面,体 现 为 复 合 形 态 的 关 系 组合。交叉学科领域有大量的复合概念,具体类型实例见表1。4.3 概念知识元的语义融合生成路径概念知 识 元 生 成 的 逻 辑 是 语 义 元 的 重组。围绕语义元重组而形成的具体操作手段、方式、环节、流程就构成了概念知识元的语义融合生成路径。
25、具体路径包括外来知识的引入、知识相关关系的发现和新生成知识的选择性进化。其中,外来知识的引入是语义元重组的前提条件,知识相关关系的发现是语义元重组的核心,知识的选择性进化则是保证知识为真的控制条件。(1)外来知识的引入。任何新知识的产生都 不 是 凭 空 的,必 然 存 在 多 个 知 识 的“母体”和“父体”,因此知识的重组必须要有外来知识的引入,这是保证知识携带有新鲜语义元的前提和先决条件。影响知识引入的因素主要有知识的交流和知识的异质性。一方面,知识交流、共享、转移要遵循知识的自由组合原则;另一方面,要引入异质性较大的知识。研究表明,知识的异质性对知识的创造有显著的影响1 7。通过引文观
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