类比和模拟推理（三）
因果条件规定了没有对源域的因果知识的类似实体论据。 它从观察结果中获得了支持，即许多类似物似乎涉及转移因果知识。
因果情况是在正确的轨道上，但可以说是过于限制性的。 例如，它规定了数学中的类比论点。 即使我们限制了对经验科学的关注，也可以在没有任何已知的因果关系的情况下在强烈的统计相关性上创建有说服力的类似争论。 考虑（例11）本杰明富兰克林的预测，在1749年，尖头金属杆将吸引闪电，通过比喻与他们吸引实验室中的“电气流体”的方式：
电气流体与这些细节中的闪电一致：1。给予光明。 2.光的颜色。 弯曲方向。 4.迅速运动。 5.由金属进行。 6.爆炸裂缝或噪音。 7.在水或冰中居。 8.它通过的撕裂体。 9.摧毁动物。 10.熔化金属。 11.烧制易燃物质。 12.硫磺的气味 让实验进行。 （本杰明富兰克林的实验，334）
富兰克林的假设基于目标（闪电）和源（实验室中的电气流体）共同的长期属性列表。 十二个“细节”和第十三属性之间没有已知的因果关系，但存在强烈的相关性。 即使没有已知的因果关系，也可能是合理的。
3.3.3无基本差异条件
Hesse的最终要求是“[来源]的”基本属性和因果关系“未被证明是负面类比的一部分”（1966：91）。 Hesse不提供“必需品”的定义，但建议如果它是“与已知的积极类比有关”的属性或关系是必不可少的 例如，在开发热传导理论方面具有流体流动的类比极其影响。 然而，一旦发现热量不保守，而且类比变得不可接受（根据黑森州），因为保守是流体流动理论的核心。
这一要求，但在正确的赛道上再次似乎过于严格。 它可以导致拒绝良好的类比论点。 考虑二维矩形和三维框之间的类比（示例7）。 扩大Hesse的概念，似乎矩形和盒子之间存在许多“必不可少”的差异。 这并不意味着我们应该在矩形和盒子之间拒绝每一个类比。 问题源于HESSE的条件独立于施用该关系的使用而对类比关系应用于类比关系。 重要的是必不可少的应该因类比论点而变化。 缺乏推理背景，不可能评估相似性和差异的重要性或“基本性”。
尽管存在这些弱点，但黑森州的“材料”标准是我们对模拟推理的理解的重大进步。 因果关系和无基本差异条件包括诺顿敦促北敦的地方因素，进入类似实体论据的评估。 这些条件，单独或一起使用，暗示了类似的论点可能无法为其结论产生任何支持，即使存在非空的正类比。 Hesse没有关于类似类推车的“学位”的理论。 这使得她的叙述是朝向模态的少数人，而不是概率主义，使用类比争论（§2.3）。
3.4正式标准：结构映射理论
许多人采取模型 - 理论同构的概念，以设定在类比推理中思考相似性的标准及其作用。 他们提出了评估类比的正式标准，基于整体结构或句法相似性。 让我们指的是围绕这种标准导向的理论，作为结构主义。
许多领先的类比计算模型是结构主义。 它们是在计算机程序中实现的，该计算机程序以源和目标域的（或有时构建）表示，然后构建可能的类比映射。 模拟推论因识别“最佳映射”而识别类似标准的标准，有两种主要思想。 首先，类比论点的善于基于相关的类比映射的良好。 其次，模拟映射的良好由指示它近似同构的度量给出。
最具影响力的结构主义理论是龙衣的结构映射理论，在一个名为结构映射引擎（中小企业）的程序中实现。 在其原始形式（Gentner 1983）中，该理论评估了纯粹结构场地的类比。 Gentner断言：
类比是关于关系，而不是简单的功能。 无论什么样的知识（因果模型，计划，故事等），它是确定类比内容的结构特性（即，事实之间的相互关系）。 （Falkenhainer，Forbus，Gentner 1989/90：3）
为了澄清这篇论文，Gentner在具有多个参数的属性或Monadic谓词和关系之间引入了不同的区别。 她进一步区分了不同的关系和职能，归纳地定义（根据Relata或参数的顺序）。 最佳映射是通过系统的确决定的：它在相信中嵌套在更高阶关系的程度，以及嵌套在更高阶关系中的项目。 Gentner的系统性原则国家：
属于可互连关系的可映射系统的谓词更可能导入到目标中而不是孤立的谓词。 （1983：163）
系统类比（将高阶关系及其组件置于通信中）的系统比较较少的系统类比。 因此，模拟推理具有具有相关的类比映射的系统数据程度的单调增加的合理性程度。 Gentner为评估候选类比（和类比推断）的基本标准因此仅取决于给定表示的语法，而不是完全取决于他们的内容。
后来的结构映射理论的版本包含细化（Forbus，Ferguson和Gentner 1994; Forbus 2001; Forbus等，2007; Forbus等，2008; Forbus等，2017）。 例如，该理论的最早版本易于担心源和目标域的手工编码表示。 Gentner和她的同事试图在以后的工作中解决这个问题，以从自然语言文本生成Lisp表示的工作（有关不同的方法，请参阅Curney 2008）。
结构映射方法最重要的挑战与系统性质原则本身有关。 类比的价值完全来自系统性的，甚至主要来自系统性？ 这种观点似乎有两个主要困难。 首先：优先考虑系统，高级关系匹配并不总是合适的。 材料标准，特别是龙鱼是指“浅表特征匹配”，在某些类型的类比推理中可以非常重要，例如基于基于伪像之间的表面相似度的民族记比。 第二，更重要：系统性似乎是良好类比的最佳标记，而不是良好的类比推理的本质。
对于更合理的类似的类似推理，既不需要更多的系统性，也不足够。 很明显，增加的系统性不足以增加合格性。 可难以置信的类比可以以表现出高度的结构并行性的形式表示。 正如achinstein的“天鹅”榜样（§2.4）所看到的那样，高阶关系可以便宜。
更有指导地，更高的合理性，不需要增加的系统性。 实际上，在因果关系中，它甚至可能会削弱推断。 这是因为系统数据不考虑因果关系类型，正面或负面。 （McKay 1993）注意到在南极洲的冷冻湖泊中发现了微生物; 通过类比，火星上可能存在简单的生命形式。 冷冻温度是预防或抵抗的原因; 它们与生命的存在呈负相关。 马斯的气候可能更有利于35亿年前的生命，而不是今天，因为温度较温暖。 然而，南极洲和当前火星之间的比喻比南极洲和古火星之间的类比更系统。 根据系统的原则，与南极洲的比喻在今天的火星上为生命提供更强大的支持，而不是在古火星上的生活。
这个例子的重点是，增加的系统性质并不总是增加合理性，并且减少的系统性并不总是减少它（见Lee和Holyoak 2008）。 除非我们考虑各种因素与假设类比之间的关系性质，否则系统数据越一般的观点就越一般。 系统数据并不神奇地产生或解释类似争论的合理性。 当我们通过类比推理时，我们必须确定两个域的哪些特征是相关的，以及它们如何与模拟结论相关。 通过语法没有短切。
Schlimm（2008）从数学中的类比推理的角度提供了一个完全不同的结构映射理论，从数学 - 一个可能期望一个正式方法，如结构映射所表现良好的域。 Schlimm介绍了一个简单的区别：域是对象富有的，如果对象的数量大于关系（和属性）的数量，以及富有的关系。 结构映射理论的支持者通常专注于丰富的关系的示例（例如太阳系与原子之间的类比）。 相比之下，数学中的类比通常涉及具有巨大数量的对象（如实数）的域，但相对较少的关系和功能（添加，乘法，低于）。
Schlimm提供了涉及每个域中的单一关系的组理论中的模拟推理问题的示例。 在这种情况下，达到最大的系统性是微不足道的。 困难是，兼容最大系统性，存在不同的方式，其中物体可能符合对应。 结构映射理论似乎产生了错误的推断。 我们可能会使一般点如下：在丰富的域中，系统数据不再是合理的类似类推的可靠指南。
3.5其他理论
3.5.1连接仪模型
在过去的三十五年里，认知科学家对类比进行了广泛的研究。 Gentner的中小企业只是在构建和使用类比的程序中实现的许多计算理论之一。 这次时期的三个有用的面向植物是赫尔曼1988; Gentner，Holyoak和Kokinov 2001; 和Kokinov，Holyoak，Gentner 2009。
本研究的一个主要目标是模拟使用类比所涉及的认知过程。 早期模特往往朝向“了解控制人类类似思想的基本限制”（Hummel和Holyoak 1997：458）。 最近的连接模型已经针对我们使用类比时揭示发挥的心理机制：检索相关源域，跨域的类比映射，以及传输信息和新类别或模式的学习。
在某些情况下，例如结构映射理论（§3.4），这项研究直接重叠，与本入口的重点; 实际上，Gentner的系统性原则可以规范地解释。 在其他情况下，我们可能会将这些项目与归类的归化认识论的最新计算形式取代这些传统规范性问题。 这里有两种方法被挑选出来，这两者都对寻找这些问题的急剧答案的想法来说，这两个方法都表明，连接主义模型提供了更加丰富的方法来了解类似种族推理。
首先是由Holyoak和Thagard（1989,1995）开发的约束满意模型（也称为多弦理论）。 像Gentner，Holyoak和Thagard认为模拟推理的核心是类比的映射，它们强调了系统的重要性，它们称为结构约束。 与Gentner不同，他们承认另外两种类型的约束。 务实的限制考虑到代理人的目标和目的，认识到相关相似之处的“目的将指导选择”。 语义限制代表人们将源和目标物品视为相似的程度的估计，而是像黑森州的“预理前”相似之处。
多元素理论的新颖性是，这些结构，语义和语用约束不作为刚性规则，而是作为“压力”支持或抑制潜在的成对对应关系。 该理论是在称为ACME（类比约束映射引擎）的连接主义程序中实现的，其为源和目标域中的元素之间的每个可能配对分配初始激活值（基于语义和语用约束），然后通过更新的周期运行基于整体相干性的激活值（结构约束）。 在这些限制的压力下，最好的全局类比映射出现。 随后的连接主义模型，如Hummel和Holyoak的Lisa计划（1997,2003），取得了重大进展，并拥有了更完整的类比理论的承诺。
第二个例子是Hofstadter和Mitchell的CopyCat程序（Hofstadter 1995; Mitchell 1993）。 该计划是“旨在发现洞察力的类比，并以心理上现实的方式这样做”（Hofstadter 1995：205）。 CopyCat在字母字符串的域中运行。 该程序处理以下类型的问题：
假设字母字符串ABC已更改为ABD; 您如何更改“同样的方式”字符串IJK？
大多数人都会回答IJL，因为它是自然的，认为ABC被“转型规则”更改为ABD：替换其继任者的最右边的信。 替代答案是可能的，但不同意大多数人对自然类比的意义。
Hofstadter和Mitchell认为，类比制作在很大程度上是关于新型模式的看法，并且这种看法需要与“流体”边界的概念。 真正的类比制作涉及“滑点”的概念。 CopyCat程序将一组核心概念组合到字母序列（继承人，最遗忘等）与概率化的“Halo”动态链接不同的概念。 有序结构出现出随机低级流程，程序产生合理的解决方案。 因此，CopyCAT表明，即使该程序采用与人类感知中的那些不同的机制，也可以将类比制造成类似于感知的过程。
多数组理论和CopyCAT共享模拟认知涉及在抽象推理水平以下运行的认知过程的想法。 计算模型 - 到它们能够执行成功的模拟推理 - 挑战模拟推理成功模型必须采取一组准逻辑标准的形式。 努力制定类似的类比理论，可能会争议，失败了。 代替出现前面描述的故障的推理方案（§2.2，§2.4），计算模型替代可以根据其性能判断的程序而不是传统哲学标准。
为了响应此参数，我们应该认识到连接名单模型的值，同时承认我们仍然需要一个提供用于评估类比参数的规范性原则的理论。 首先，即使施工和识别类比在很大程度上是感知问题，这并不消除随后对类似种族推论的关键评估的需求。 第二个，更重要的是，我们需要看起来不仅仅是在数学，物理学，哲学和法律等领域争论的类比映射的建设，而且需要看起来的方式。 这些高级辩论需要推理，与ACME或CopyCAT的计算过程很少相似。 （Ashley的Hypo（Ashley 1990）是一个非连接主义计划的一个例子，专注于模拟推理的这一方面。）因此，具有计算和传统的类比哲学模型的空间。
3.5.2关节模型
比喻，哲学和计算的最突出的理论，是基于源和目标领域之间的总体相似性 - 在Hesse的横向关系的一些有利子集中定义（见§2.2）。 亚里士多德和磨坊，其方法在教科书讨论中回荡，建议计算相似之处。 Hesse的理论（§3.3）有利于“定理前的”对应。 结构 - 映射理论及其继承者（§3.4）看起来，即涉及复杂，高级别关系网络的对应性。 在每个方法中，问题是双重的：总体相似性不是可靠的合理性指南，并且它无法解释任何类似物论证的合理性。
Bartha的铰接模型（2010）提出了一种不同的方法，从横向关系开始，而是基于每个域内的垂直关系进行类比论点的分类。 基本面的想法是，一个良好的类比论点必须满足两个条件：
先前的协会。 在源域中必须有明确的连接，在已知的相似之处（正类比）和投影以在目标域中的进一步相似性（假设类比）之间。 这种关系确定源的哪个特征对模拟推断至关重要。
泛化的潜力。 必须有理由认为相同类型的连接可以在目标域中获得。 更有指导的是：域之间必须没有关键的侵害。
第一阶的业务是使先前的关联明确。 显式标准根据本协会的性质（因果关系，数学证明，功能关系等）而异。 这两个一般原则通过一组从属模型充实，使我们能够识别关键特征，因此是关键的侵权组织。
要查看此工作原理，请考虑示例7（矩形和框）。 在这个类似的论点中，源域是二维几何：我们知道所有具有固定周边的矩形，方块都有最大区域。 目标域是三维几何形状：通过类比，我们将所有箱子的所有箱子猜测，立方体具有最大体积。 应通过计数相似性来评估此参数，这些参数在矩形和框之间寻找预处理相似，或构建域的连接表表示和计算可能的映射的系统性分数。 相反，我们应该从源域中的先前关联的精确关节开始，这将对结果的特定证明进行了关于矩形的特定证据。 然后，我们应该相对于该证据来识别源域的关键特征：即证明中使用的概念和假设。 最后，我们应该评估泛化的可能性：在三维设置中是否已知这些关键特征缺少目标域中的类似物。 铰接模型意味着反映可以在倡导者和批评人物之间进行的对话。
3.6基于实践的方法
基于科学实践的类比推理研究提供了评估类似争论的标准的有价值的观点。
3.6.1诺顿的类比理论
如§2.4所示，Norton拒绝了类似的推理规则。 但即使我们在这一点上同意Norton的意见，我们仍可能有兴趣拥有一个账户，为我们提供评估类似实体论据的指导。 Norton如何在此分数上的票价？
据诺顿介绍，每个类比论点都由必须在经验上调查和证明和证明的当地事实。 首先，有“类比的事实”：在实践中，具有源极和目标系统的低级均匀性。 其次，存在目标系统的额外情况特性，当与均匀性一起使用时，担心类似的推理。 考虑伽利略的着名推论（例子12）月球上有山脉（伽利略1610）。 通过他新发明的望远镜，伽利略观察了在阳光的前沿领先月亮的光点。 注意到阳光撞到山脉时，他的阳光发生在地球上发生了同样的事情，他得出结论，月球上必须有山脉，甚至可以合理地估计它们的身高。 在这个例子中，Norton告诉我们，类比的事实是阴影和其他光学现象在地球和月球上以相同的方式产生; 关于目标的额外事实是在月球上的阳光前沿领先的光点存在。
诺顿材料理论在评估类似争论方面的影响是什么？ 类比的事实是一种局部均匀性，可以推断推断。 当这种均匀性是专利或自然推断时，诺顿的理论很好。 当均匀性本身是推理的目标（而不是驱动器）时，它不起作用。 这种情况发生在诸如示例5（声学类比）的解释性类比和诸如示例7（矩形和盒子）的数学类似物中。 同样，当潜在的均匀性尚不清楚，如实施例2（其他行星上的生命），实施例4（粘土盆）和许多其他情况时，该理论不起作用。 简而言之，如果诺顿的理论被接受，那么对于大多数类似的论点，没有有用的评估标准。
3.6.2特定于现场标准
对于那些同情诺顿对普通归纳方案和类比推理理论的人的怀疑，但认识到他的方法可能太局部，一种吸引人的策略是向上移动一个级别。 我们可以瞄准特定于现场的“工作逻辑”（Toulmin 1958; Wylie和Chapman 2016; Reiss 2015）。 这种方法已被考古，进化生物学和其他历史科学的哲学家采用（Wylie和Chapman; Currie 2013; Currie 2016; Currie 2018）。 代替模式，找到“工具包”，即评估模拟推理的标准列表。
例如，Currie（2016）详细探讨了当代San Peoper和古代岩石艺术中的当代San Peop和类似主题的萨文学主题之间的使用民族造影（例如13），在San（直接历史类比）和欧洲岩石艺术中发现（间接历史类比）。 类似的论证支持在每个文化中的假设，岩石艺术象征着致幻的经历。 Currie审查了关注文化特征稳定性和环境文化关系的假设的标准。 Currie（2016,2018）和Wylie（Wylie和Chapman 2016）还强调了坚固性推理的重要性，使中等力量的类似种族争论与其他形式的证据结合起来，以产生强烈的结论。
因此，基于实践的方法可以通过任何一般的类比推理理论产生特定的指导原则。 一个警告值得一提。 在几十年的方法论争议（Wylie和Chapman 2016）的背景下引发了特定的民族语义标准。 批评者和辩护人的民族语义辩护者呼吁科学方法的一般模型（例如，悬垂的 - 演绎方法或贝叶斯确认）。 为了推进方法论辩论，基于实践的方法必须与这些一般模型进行连接，或者解释为什么缺乏任何这种联系是毫无疑问的。
