归结原理

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归结原理英语:resolution principle),将普通形式逻辑中充分条件的假言联锁推理形式符号化,并向一阶谓词逻辑推广的一种推理法则,又称归结法则分解法则消解法则。从应用的角度出发,可以从充分条件的假言联锁推理、命题逻辑的归结原理,一阶谓词逻辑的归结原理等三个方面来分析归结原理的基本思想。

应用归结原理证明定理或求解问题时采用反证法,即先假设与结论相反的命题是成立的,然后根据前提和否定结论的假设(都以子句形式出现),求出一系列中间结论(以归结式的形式出现),如果最后得到两个相互矛盾的命题(以互补句元形式出现的一对单句元子句),即表明与结论相反的假设不能成立,因而原结论的正确性得证,此时归结式是空子句□。可以从理论上证明一阶谓词逻辑的归结原理是完备的,即一个子句集 S(前提和结论否定式合取形成的全体子句)不可满足的充要条件是从子句集S 中能推导出空子句□。

应用归结法则的具体步骤是:①将定理或问题用逻辑形式表示。②消去存在量词,使公式中出现的所有个体变元只受全称量词约束。③构造子句集,包括将所有前提表示为子句形式;将结论否定也表示为子句形式。④证明子句集S的不可满足性,即应用归结法则和合一算法,反复推求两子句的归结式(对命题逻辑情形无需采用合一算法),直到最终推导出空子句□,即表明定理得证或问题有解。这个推理过程由计算机自动进行。

根据归结原理进行推理时只需要一条推理规则,即求两子句归结式的归结法则,所以使用简便,容易在计算机上实现。后来发现对于复杂的推理问题,中间归结式的产生会陷入盲目状态,缺乏可以明确遵循的搜索策略,使推理效率大为降低。为此又提出一些改进方案,如语义归结、锁归结、线性归结等,此外还对广义归结进行了研究。

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