bannerbannerbanner
полная версияСемантическая алгебра

Владимир Евгеньевич Липатов
Семантическая алгебра

Полная версия

В диалектике нет определения "противоположностей".

В семантической алгебре – есть 8 типов противоположностей с определениями и примерами.

«Закон перехода количества в качество».

В семантической алгебре есть отношение качества типа:

тишина – звук, темнота – свет, покой – движение.

Здесь нет никакого количества. Качество даётся аксиоматически.

Аксиоматический метод познания на основе построения семантических моделей требует соблюдения нескольких правил.

Семантическая модель предметной области должна удовлетворять ряду условий:

1. Противоположность и симметрия,

2. Ортогональность и параллельность,

3. Многомерность и компактность,

4. Подобие и проецирование.

На таких принципах можно строить семантический тензор.

Часть Третья, Учебная

3.0. 

Урок вводный, про антонимы

В современном мире нас окружают большие потоки информации.

Чтобы в них ориентироваться – нужны методы анализа текста.

Семантическая алгебра – это фундаментальный подход к работе со смыслами и понятиями языка. Он основан на бинарной комбинаторике, линейной алгебре, на методе подбора семантических ассоциаций и на объектно-ориентированном моделировании. Семантическая алгебра – это не только базис для новых информационных технологий, это определённая культура мышления.

Известно, что в языке есть слова синонимы и антонимы. Синонимы мы пока оставим в покое. Давайте поговорим о роли антонимов.

Мы знаем, что в языке бывают просто слова, а бывают слова парные, как «верх – низ», «мужчина – женщина», «чёрное – белое».

Их называют антонимами, потому что они противоположны друг другу по смыслу. Антонимы играют важнейшую роль в образовании новых слов. Если есть основная пара противоположностей, то они могут выступать в качестве признаков в других словах.

Например, понятие пола: «мужчина – женщина», определяет окончание большой группы слов: «школьник – школьница», «учитель – учительница», «работник – работница». Видите, как одно слово указывает сразу на два признака: на профессию и на половую принадлежность.

Другой пример. Такие понятия, как: «верх – низ», имеют приставки «над- и под-». В словах «надводный – подводный», сразу указывается признак среды и признак вертикального расположения.

Это очень удобно.

Или так: «надгробие», «подставка». Парный признак не всегда порождает парные понятия.

Вопрос: Может ли одно понятие породить новое понятие самостоятельно? И если да, то приведите пример.

3.1. 

Урок про умножение признаков

Многим известно понятие ассоциации. Это когда одно понятие вызывает массу связанных образов. Например, слово «дом», вызывает такие образы, как: «кухня», «кровать», «строение», «семья» и т.д. Обратите внимание, что слова «строение» и «семья», являются здесь определяющими признаками.

Можно записать такое выражение:

«Дом = Строение * Семья». Здесь значком умножение мы записали операцию объединения признаков. Таким же способом можно записать:

«Склад = Строение * Запасы».

Помните про роль частей слова на прошлом уроке? Вспомним примеры и запишем их с помощью умножения:

«Надводный = Верх * Вода»,

«Подставка = Низ * Стоять».

Таким образом, одни слова играют роль признаков при образовании других слов. А операцию объединения признаков назовём семантическим умножением.

Теперь разберём вопрос прошлого урока: «Может ли одно понятие породить новое понятие самостоятельно?»

Ответ: Да, может, если применить операцию семантического умножения. Например:

«Точка * Точка = Отрезок»,

«Полка * Полка = Шкаф».

Вот ещё интересный пример. Некоторые слова можно умножать на числа! Например: «3 * угол = треугольник».

Задание: Если слова можно семантически умножать, то можно ли и как их семантически делить?

3.2. 

Урок о типах антонимов

Разберём задание прошлого урока: «Если слова можно семантически умножать, то можно ли и как их семантически делить?»

Делить слова можно, но далеко не всякие, только если семантическое уравнение составлено корректно. Для этого надо иметь под рукой хороший толковый словарь. Читаем определение слова, точнее понятия, и выделяем его определяющие признаки. Это будет разложением слова на семантические множители. Делитель должен быть среди этих признаков. Здесь используется полная аналогия с целочисленной арифметикой. Как в составном числе простые множители сохраняются как информационные единицы, также и в производном понятии сохраняются его признаки.

Вернёмся к антонимам. Можно ли все антонимы разделить на какие-то группы?

Да. Антонимы можно разделить на несколько групп. Для начала рассмотрим следующие три группы: качественные, противоположные и сравнительные.

1. Качественные антонимы. Это похоже на отношение 0 и 1 в арифметике. 0 – это пустота, 1 – это наличие. Например: «покой – движение», «тишина – звук». Важно то, что одно понятие не несёт никаких качеств, а понятие парное имеет целый спектр характеристик и свойств. Например, понятие «движение» имеет свойства направление и скорость. Понятие «звук», имеет свойства громкость и тональность.

2.      Противоположные антонимы. В отличии от качественных антонимов, эти антонимы равноправны, но полностью противоположны. Это похоже на пары положительных и отрицательных чисел. Например: «левое – правое», «верх – низ», «чёрное – белое» и т.д.

Обратите внимание, что в таких парах одно понятие несёт позитивную, а другое – негативную эмоциональную окраску. Например: «правое, верх и белое» имеет позитивную окраску.

3. Сравнительные антонимы. Такие антонимы означают явно разную степень, силу, интенсивность чего-либо. Например: «много > мало», «сильно > слабо», «ярко > тускло». Здесь использован значок сравнения, чтобы показать характер и направление этих пар.

Обратите внимание, что мы имеем почти полный семантический аналог арифметического аппарата. У нас есть 0 и 1, есть положительные и отрицательные величины, и есть средства сравнения. Ранее были определены операции семантического умножения и деления.

Теперь, когда мы знаем, что антонимы могут быть разных типов, то надо задать вопрос: «Можно ли из слов создавать не только пары, но и квадраты или даже кубы?». Если да, то приведите примеры. Это задание на следующий урок.

3.3. 

Урок о семантических тензорах

На прошлом уроке мы поставили вопрос: «Можно ли из слов создавать не только пары, но и квадраты или даже кубы?»

Да, можно. Вот интересные примеры:

«Цифра – Число»,

«Буква – Слово»;

«Истина – Ложь»,

«Правда – Вымысел».

А вот пример куба:

Храбрый – Трусливый,

Богатый – Бедный,

Сильный – Слабый,

Умный – Глупый,

Как видно из этих примеров, мы использовали более разнообразные отношения, чем говорили об этом ранее. Дело в том, что существует 12 типов семантических отношений. Об этом будет сказано на следующем уроке.

Обратим внимание на то, что мы получили новые объекты для изучения. Геометрически они похожи на квадраты и кубы. Записывать их удобно в виде таблиц. Однако они обладают инвариантностью. Это значит, что перекатывание таких квадратов и кубиков с боку на бок, не изменит их сути.

В математике есть раздел – линейная алгебра. Он посвящён изучению таких объектов. Пары называют вектор. Квадраты называют матрицами. А общее название – тензоры. Тензоры – это многомерные объекты. Их размерность называют рангом.

Если ранг=0, то это скаляр, как одно слово.

Если ранг=1, то это вектор, как пара слов (бислово).

Если ранг=2, то это матрица, как квадрат слов (квадрослово).

Если ранг=3 и более, то это тензор.

Общее название таких объектов в семантической алгебре – семантический тензор.

Семантические тензоры можно перемножать. Это соответствует перемножению групп признаков. Вот примеры для матриц:

«Истина – Ложь»

«Добро – Зло»

Перемножаем и получаем 4-ре варианта понятий:

1. Истина и Добро – Мотиватор, Стимул,

2. Истина и Зло – Стражник, Закон,

3. Ложь и Добро – Утешитель, Забава,

4. Ложь и Зло – Монстр, Страшилка.

Другой пример. Есть пара антонимов:

«Согласие – Сомнение»,

«Понимание – Противоречие»

Перемножаем их и получаем 4-ре варианта:

Согласие и Понимание, – Риторический вопрос,

Согласие и Противоречие, – Познавательный вопрос,

Сомнение и Понимание, – Воспитательный вопрос,

Сомнение и Противоречие, – Провокационный вопрос.

Рекомендация: Поупражняйтесь в составлении семантических матриц.

3.5. Урок про 12 типов семантических отношений

Теперь пора вспомнить о типах отношений. Отношения или связи слов в семантических тензорах основаны на симметрии разного рода. Рассмотрим эти типы отношений (в скобках дано обозначение):

КАЧЕСТВО (+). Это означает появление качества, образование смысловой оси. Примеры: «Покой + Движение», «Тишина + Звук», «Темнота + Свет», «Точка + Прямая + Плоскость + Пространство». Там где «Отсутствие», там качества нет или его мало. Там где «Наличие» – качество проявляется в большем спектре и многообразии. Для «движения» – это направление и скорость. Для «звука» – это громкость, продолжительность и тональность.

ВАРИАЦИЯ (&). Это разновидность. Пара однородных и равноранговых слов. Например: «Озеро & Пруд», «Листва & Хвоя», «Стол & Стул», «Собака & Кошка», «Ложка & Вилка», «Товар & Услуга».

ПОЛЯРНОСТЬ (-). Это зеркальная антисимметрия, противоположность, компенсация. Здесь неявно фигурирует эмоциональная оценка. Например: «Чёрное – Белое», «Верх – Низ», «Левое – Правое», «Горячее – Холодное», «Позитивное – Негативное», «Положительное – Отрицательное», «Способность – Потребность».

 

СРАВНЕНИЕ (> или <). Это градация. Пара слов обозначает интенсивность, силу, степень или превосходство. Здесь тоже присутствует эмоциональная оценка. Например: «Много > Мало», «Сильно > Слабо», «Ярко > Тускло», «Кресло > Стул > Табурет», «Громадный > Большой > Маленький», «Очень > Чуть».

ДОПОЛНЕНИЕ (#). Это ортогональность. Пары слов дополняют друг друга до появления смысловой плоскости. Одно предназначено для другого. Например: «Форма # Содержание», «Причина # Следствие», «Мужчина # Женщина», «Вопрос # Ответ», «Задача # Решение», «Цель # Средства», «Процесс # Результат», «Свойство # Состояние».

УСТРОЙСТВО (%). Это агрегация. Пара слов типа «Часть % Целое». Например: «Квартира % Дом», «Буква % Слово», «Деталь % Устройство», «Ветка % Дерево».

ТРАНСГРЕССИЯ (\ или /). Пара означает асимметричную противоположность имеющую характер либо упадка и ущерба, либо восстановления и компенсации. Например: «Рождение \ Смерть», «Сигнал \ Помеха», «Постройка \ Развалины». Или, например: «Ущерб / Компенсация», «Поломка / Ремонт», «Болезнь / Лечение», «Ошибка / Исправление».

НАСЛЕДОВАНИЕ (^). Это отношение типа «Вид ^ Подвид» или «Абстрактное ^ Конкретное». Например: «Дорога ^ Улица», «Постройка ^ Здание», «Водоём ^ Озеро».

МНОЖЕСТВЕННОСТЬ (…). Это отношение типа «Количество … Качество». Например: «Капля – Дождь», «Снежинка – Снег», «Полка – Шкаф», «Книга – Библиотека».

СОСЕДСТВО (_). Указывает местонахождение или расположение. Соседство уточняется предлогами и глаголами. Например: «Платок на Голове», «Ковёр лежит на Полу», «Покрывало постелено на Кровати», «Полотенце весит на Вешалке», «Страница расположена на Сайте».

ПРИНАДЛЕЖНОСТЬ (@). Принадлежность или авторство уточняется глаголами. Например: «Книга написана Автором», «Танец исполнен Танцором», «Музыка написана Композитором», «Стихи сочинил Поэт».

НАЗНАЧЕНИЕ ($): Связывает существительные глаголами. Например: «Шуруп – Отвёртка – Крутить», «Гвозди – Молоток – Забивать», «Деталь – Станок – Обрабатывать», «Тарелка – Еда – Кушать».

Базис семантических отношений:

Абстрактные – Конкретные,

Абсолютные – Относительные,

Однородные – Структурные.

На основании базиса из трёх осей строится куб, рёбра которого образуют 12 типов семантических отношений.

Отношения:

Качество                  абсолютное, структурное,

Вариация                  конкретное, однородное,

Полярность            абсолютное, однородное,

Сравнение                  относительное, однородное,

Дополнение            абстрактное, однородное,

Устройство            конкретное, относительное,

Трансгрессия            относительное, структурное,

Наследование            конкретное, структурное,

Множественность      абстрактное, абсолютное,

Соседство                  абстрактное, структурное,

Принадлежность            конкретное, абсолютное,

Назначение            абстрактное, относительное,

Однозначные отношения образуют пары, многозначные образуют множество вариантов. Общие отношения имеют общее характеризующее слово. Например: «Тишина + Звук» – акустика, «Верх – Низ» – вертикаль, «Озеро & Пруд» – водоём. Частные отношения не имеют такого общего характеризующего слова.

Задание: Определите тип отношений между словами.

1. Скряга ? Транжира

2. Удар ? Блок

3. Любовь ? Война

4. Спокойствие ? Волнение

5. Город ? Село

6. Дом ? Подъезд

7. Ложка ? Вилка

8. Ограждение ? Стена

9. Банка ? Вода

10. Кресло ? Табуретка

.6. 

Урок второй, про типы семантических отношений

Ответы на задание 5-го урока:

1. Скряга < Транжира, это Сравнение,

(Тратит * Мало) < (Тратит * Много),

2. Удар – Блок, это Полярность,

(Вид * Действия) – (Вид * Реакции),

3. Любовь \ Война, это Трансгрессия

(Причина * Рождения) \ (Причина * Смерти),

4. Спокойствие + Волнение, это Качество,

(Вид * Покоя) + (Вид * Движения),

5. Город > Село, это Сравнение,

(Жителей * Много) > (Жителей * Мало),

6. Дом % Подъезд, это Устройство,

Подъезд = (Часть * Дома), Дом % Подъезд,

7. Ложка & Вилка, это Вариация,

(Ложка & Вилка) = Столовый прибор,

8. Ограждение ^ Стена, это Наследование,

Ограждение ^ (Стена = Вид * Ограждения),

9. Банка # Вода, это Дополнение,

(Вид * Формы) # (Вид * Содержания),

10. Кресло > Табуретка, это Сравнение,

(Комфорт * Больше) > (Комфорт * Меньше)

Отношения можно рассматривать как операции над словами. Это значит, что указав слово и тип операции можно получить другое слово. Так ли это?

Операции над словом могут дать разный результат, могут не дать результат, а в некоторых случаях они недопустимы. Итак, пара, слово и операция бывают:

Однозначные,       Многозначные,

Общие,                  Частные,

Структурные,            Однородные,

Неопределённые,      Недопустимые.

Могут возникнуть сомнения относительно парной природы понятий. Ведь есть такие слова, которые обозначают центральное или промежуточное значение. Тогда получается, что надо рассматривать не пары, а тройки понятий? Однако это не так. Дело в том, что центральные или промежуточные понятия сами образуют пары. Например: «Центр – Периферия», «Норма – Исключение», «Серый – Цветной», «Середина – Край», «Нейтральное – Значимое» и так далее.

Задание: Приведите примеры для каждого случая пар слово-операция.

.7. 

Урок про семантические модели

Семантические тензоры – это интересный аппарат моделирования предметных областей, знаний. На прошлом уроке мы рассмотрели 12 типов семантических отношений. Их роль очень важна для правильного построения семантических моделей.

Запомните правило: В семантической модели параллельные связи должны быть одного типа и иметь одинаковую направленность.

Теперь посмотрите, как семантическая модель (тензор 4-го ранга, гиперслово) отражает схожесть математики и семантики:

Цифра,            Буква,

Число,            Слово,

Знак,            Значение,

Выражение,      Предложение,

Вычисление,      Размышление,

Результат,       Идея,

Задача,            Произведение,

Решение,             Смысл.

Рекомендация: Постарайтесь построить семантическую модель из какой-либо области знаний. Это может быть тензорная классификация. Не забывайте про правило параллельных связей.

.8. 

Урок про шаблоны рассуждений

При построении семантических тензоров нужно иметь правильно поставленный вопрос для исходного понятия или ряда понятий. 12 семантических отношений, операции семантического умножения и сложения, а также работа с рядами понятий, позволяют составить шаблоны для постановки вопросов:

Какими неотъемлемыми качествами, признаками или свойствами обладает это понятие?

Что является наиболее близким аналогом этого понятия?

Что является противоположностью этого понятия?

Какие понятия проявляются в большей или меньшей степени, чем данное понятие?

Какое понятие дополняет это понятие?

Какое понятие является частью или целым от данного понятия?

Какое понятие компенсирует или уравновешивает данное понятие?

Какое понятие является частным случаем или более общим от данного понятия?

Как называется то, что обладает этими свойствами одновременно?

Какой результат даёт объединение этих понятий?

Какой признак отличает эту пару понятий?

Какой признак объединяет эту пару понятий?

Какие понятия, сходные с этим понятием, образуют ряд понятий?

Какие понятия выходят из данного ряда понятий?

Какие признаки отличают понятия этого ряда друг от друга?

Какие признаки объединяют часть понятий этого ряда?

При построении семантической матрицы должна получиться структура со следующим (бинарным) распределением признаков:

А 0 0,

Б 0 1,

В 1 0,

Г 1 1.

Часть Четвёртая, Теоретическая

4.1. Концепция

Понятия языка образуют семантическое множество. Это множество похоже на числа. Есть простые понятия (как простые числа), которые можно использовать как признаки, для получения сложных понятий. Для этого введём операцию перемножения понятий.

Семантическое умножение – это процедура обнаружения такого понятия, определение которого состоит из слов, соответствующих перемножаемым понятиям. Такие множители играют роль признаков.

Например:

Дом * Женщина = Хозяйка.

Работа * Мужчина = Мастер.

Сложные понятия можно раскладывать на множители. Например:

Дом = Строение * Семья.

Склад = Строение * Запасы.

Некоторые слова можно возводить в степень:

Точка ^ 2 = Линия,

Точка ^ 3 = Плоскость,

Точка ^ 4 = Объём.

Семантическое деление – это сложная операция, в силу многомерности и дискретности семантического пространства. Однако иногда её можно выполнить. Например так:

«Зернохранилище / Зерно = Хранилище».

В принципе, для определения признаков (множителей) слова, достаточно посмотреть его толкование. В хорошем определении все признаки понятия должны присутствовать.

Семантическая алгебра похожа на: булеву алгебру (потому что работает с парными объектами), и на линейную алгебру (потому что перемножение семантических объектов увеличивает их мерность так, как увеличивается ранг тензоров).

Из семантического перемножения не следует, что словарное определение понятия всегда состоит из понятий-множителей. Определение простых понятий часто состоит из перечисления произведений по ассоциациям.

Простые парные понятия с антонимами соответствуют вектору (семантический вектор). Они позволяют получать семантические матрицы и тензоры.

Семантическая алгебра – это метаязык, потому что компоненты тензоров могут быть записаны практически на любом развитом языке. Это подтверждается более сотней примеров структур языка, в которых смысл и понятия образуют многомерные кубы (семантические тензоры).

Понятия внутри предметной области структурируются по ортогональным признакам-факторам и образуют строгую математическую форму в виде куба или гиперкуба. Мерность гиперкуба определяется количеством признаков-факторов. В данной работе есть примеры 3,4,5 и 6 мерных семантических объектов. А смысловые структуры формируются на основе бинарной комбинаторики признаков-факторов.

Существует множество попыток классифицирования слов, построения иерархий, составление тезаурусов (словарей синонимов) и идеографических словарей. Это очень важная и сложная работа. Важная потому, что такой словарь можно переводить на любой другой язык. При этом, работа сложна, так как словарь представляет собой семантическую сеть. Потянул такую сеть за одно слово – построил иерархию, потянул за другое слово – получил другую иерархию. Такая работа неоднозначна и может иметь множество трактовок.

Мне удалось обнаружить двойственную природу языка. Двойственную – это как минимум. Оказывается, что в языке есть слова-понятия, которые отражают ДАННОСТЬ, а ещё есть слова-факторы, которые отражают ВОЗМОЖНОСТЬ. Дуализм, как минимум.

Понятия образуют многомерный куб и факторы, также образуют многомерный куб. Эти кубы вложены друг в друга таким образом, что понятия опираются на структуру факторов, а факторы опираются на структуры понятий. Это можно представить как вершину одного куба в центре другого куба. Вот пример дуализма Русского языка:

Длина – Жизни,

Широта – Души,

Глубина – Мысли,

Высота – Духа,

Как видно, слова образуют устойчивые пары, которые мы частенько употребляем в письме и речи с давних времён. Однако никакой объективной, никакой прямой логической связи в таких соответствиях нет. Это пример того, как две независимые системы слов проникают друг в друга. Связь между такими системами есть, она косвенная. Эта связь отражает скрытые законы природы. Именно благодаря такому дуализму, язык способен накапливать и хранить знания.

Хочу привести ещё пример аксиоматического (дедуктивного) способа построения структур. Имеем две пары понятий:

Есть Истина и Ложь = Воспроизводимость и Работоспособность.

Есть Добро и Зло = Полезность и Приятность.

Перемножаем и получаем 4-ре варианта понятий:

1. Истина и Добро – Мотиватор, Стимул,

2. Истина и Зло – Стражник, Закон,

3. Ложь и Добро – Утешитель, Компенсация,

4. Ложь и Зло – Монстр, Страшилка.

Аналогичным образом строится классификация вопросов. Есть пара антонимов:

Согласие, Сомнение, – соответствуют Эмоции,

Понимание, Противоречие, – соответствуют Информации.

 

Перемножаем их и получаем 4-ре варианта:

Согласие и Понимание, – Риторический вопрос,

Согласие и Противоречие, – Познавательный вопрос,

Сомнение и Понимание, – Воспитательный вопрос,

Сомнение и Противоречие, – Провокационный вопрос.

Откуда берётся такая классификация? Сколько элементов она содержит? – Словарь не даст ответы на такие вопросы.

Здесь я привёл пару примеров строгого построения матриц из пар векторов. Однако на практике, при исследовании темы, приходится действовать индуктивным подбором, чтобы составить тензор. И только потом можно выявлять общие свойства и комбинации признаков.

Рейтинг@Mail.ru