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Neue Erkenntnisse zum Umgang mit Unsicherheit durch zweischichtige Logiken

Ein neuer Ansatz, um mit Unsicherheiten durch strukturiertes Denken umzugehen.

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Zwei-Schichtige LogikenZwei-Schichtige LogikenErklärtUnsicherheit im Denken anzugehen.Eine strukturierte Methode, um
Inhaltsverzeichnis

In der heutigen Welt haben wir oft mit Ungewissheit zu tun. Egal, ob wir Entscheidungen im Alltag treffen oder Daten in der Forschung analysieren, die Fähigkeit, mit Ungewissheit umzugehen, ist entscheidend. In diesem Artikel geht es um einen neuen Ansatz, um Ungewissheit zu verstehen, der etwas namens zweischichtige Logiken nutzt. Diese Logiken helfen uns, zu formalisieren, wie wir über Wahrscheinlichkeiten und Glaubensfunktionen nachdenken.

Wahrscheinlichkeiten und Glauben verstehen

Wahrscheinlichkeit ist eine Möglichkeit, auszudrücken, wie wahrscheinlich es ist, dass ein Ereignis eintritt. Wenn du zum Beispiel eine Münze wirfst, gibt es eine 50%ige Chance, dass sie auf Kopf landet. Im Gegensatz dazu repräsentieren Glaubensfunktionen, was wir basierend auf den Informationen, die wir haben, für wahr oder wahrscheinlich halten. Manchmal können diese Informationen unklar oder widersprüchlich sein.

Wenn dir zum Beispiel gesagt wird, dass es morgen regnen wird, aber auch, dass es sonnig sein wird, sind deine Überzeugungen über das Wetter in Konflikt. Zweischichtige Logiken helfen uns, solche Situationen zu modellieren, in denen sowohl Wahrscheinlichkeiten als auch Glauben eine Rolle spielen.

Das Konzept der zweischichtigen Logiken

Zweischichtige Logiken bestehen aus zwei Teilen: Die innere Schicht stellt Ereignisse dar, während die äussere Schicht das Denken über diese Ereignisse beschreibt. Dieser Ansatz ermöglicht es uns, Unsicherheiten effektiver zu bewältigen. Indem wir Ereignisse von der Überlegung über sie trennen, können wir unterschiedliche Regeln und Methoden auf jede Schicht anwenden.

Die innere Schicht ist darauf aufgebaut, spezifische Ereignisse auszudrücken, während die äussere Schicht dazu dient, Denkmethoden anzuwenden. Dieses modulare Design erleichtert es, sich an verschiedene Situationen anzupassen.

Wahrscheinlichkeitslogiken

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, über Wahrscheinlichkeiten nachzudenken. Einige Ansätze behandeln Wahrscheinlichkeiten als unabhängige Masse, während andere sie als miteinander verbundene verstehen. In unseren zweischichtigen Logiken haben wir uns entschieden, zwei Arten von Wahrscheinlichkeitslogiken zu verwenden.

Die erste Art betrachtet positive und negative Masse für Ereignisse. Wenn du dir ein Ereignis ansiehst, kannst du darüber nachdenken, wie wahrscheinlich es positiv und negativ ist. Die zweite Art betrachtet Ereignisse in einer partitionierten Weise, wo alle Möglichkeiten in vier Gruppen unterteilt sind: Gewissheit, Ungewissheit, Konflikt und Unglauben.

Diese unterschiedlichen Ansätze erlauben es uns, die Nuancen zu erfassen, wie wir über Wahrscheinlichkeiten und Glauben nachdenken.

Parakonsistente Logiken

Manchmal stossen wir auf widersprüchliche Informationen. Zum Beispiel kannst du von zwei zuverlässigen Quellen hören, dass es gegensätzliche Dinge gibt. Traditionelle Logik hat Schwierigkeiten mit Widersprüchen, was oft zu Verwirrung führt. Parakonsistente Logiken gehen damit um, indem sie es erlauben, dass Widersprüche existieren, ohne den gesamten Denkprozess zu invalidieren.

In unseren zweischichtigen Logiken integrieren wir auch parakonsistente Ansätze. Das bedeutet, wir können Szenarien darstellen, in denen Glaubens- und Plausibilitätsfunktionen im Konflikt stehen, ohne die Fähigkeit zu verlieren, konstruktiv zu denken.

Die Semantik der zweischichtigen Logiken

Um diese Logiken effektiv zu nutzen, brauchen wir einen klaren Weg, sie zu interpretieren. Die Semantik, also die Bedeutung hinter den Logiken, definiert, wie wir die Schichten verstehen. In der inneren Schicht stellen wir Ereignisse in Form von Zuständen dar, während wir in der äusseren Schicht definieren, wie wir Ungewissheit messen.

Die Semantik ermöglicht es uns, die Beziehungen zwischen Ereignissen und ihren Massen in logische Aussagen zu transformieren. Durch klare Definition dieser Beziehungen können wir unsere Denkmethoden systematisch anwenden.

Umgang mit Glaubensfunktionen

Glaubensfunktionen gehen etwas anders mit Wahrscheinlichkeiten um. Anstatt sich nur darauf zu konzentrieren, wie wahrscheinlich etwas ist, berücksichtigen Glaubensfunktionen, wie vertrauenswürdig die Information ist und wie zuversichtlich wir in unseren Glauben sind.

Wenn wir zum Beispiel glauben, dass es morgen regnen wird, basierend auf einer zuverlässigen Wettervorhersage, kann unser Glauben stärker sein, als wenn wir es von einer unzuverlässigen Quelle gehört haben.

In unseren zweischichtigen Logiken konzentrieren wir uns darauf, wie Glaubensfunktionen dargestellt und manipuliert werden können. Das ermöglicht es uns, Situationen zu analysieren, in denen wir unterschiedliche Informationsquellen haben, die möglicherweise zuverlässig sind oder nicht.

Vergleichen von Ansätzen

Es gibt mehrere gut etablierte Ansätze, um mit Ungewissheit umzugehen, einschliesslich traditioneller Wahrscheinlichkeits Theorien und Glaubenssysteme wie die Dempster-Shafer Theorie. Jeder hat seine Stärken und Schwächen.

Unsere zweischichtigen Logiken bieten eine alternative Perspektive, indem sie die Stärken sowohl von Wahrscheinlichkeits- als auch von Glaubensfunktionen kombinieren. Sie bieten einen systematischen Weg, um über Ungewissheit nachzudenken, während sie Widersprüche in unserem Glauben zulassen.

Vorteile von zweischichtigen Logiken

  1. Modularität: Durch die Trennung von Denken und Ereignissen können wir unterschiedliche Techniken anwenden, ohne Verwirrung.

  2. Umgang mit Widersprüchen: Parakonsistente Logiken erlauben es uns, widersprüchliche Informationen einzubeziehen, was den Bereich der Szenarien erweitert, die wir analysieren können.

  3. Klarheit im Denken: Die klare Unterscheidung zwischen den Schichten hilft, die Klarheit zu bewahren, während wir verschiedene Denkmethoden durchgehen.

Anwendungen von zweischichtigen Logiken

Die Nützlichkeit von zweischichtigen Logiken erstreckt sich auf verschiedene Bereiche. Forscher können diese Logiken anwenden, um komplexe Phänomene in Wissenschaften wie Biologie oder Physik zu verstehen, wo Ungewissheit häufig vorkommt.

In den Sozialwissenschaften können diese Logiken helfen, widersprüchliche Glaubensvorstellungen unter Gruppen zu analysieren. Im Business ermöglichen sie Managern, informierte Entscheidungen basierend auf unsicheren Marktbedingungen zu treffen.

Zukünftige Richtungen

Auch wenn wir die wichtigen Aspekte der zweischichtigen Logiken behandelt haben, bleiben viele Fragen offen. Zukünftige Forschungen können erkunden, wie man die Axiomensysteme für Glaubensfunktionen vereinfachen kann, um effizienteres Denken zu ermöglichen.

Ein weiterer spannender Bereich besteht darin, diese Logiken auf qualitative Überlegungen anzuwenden, wodurch wir unser Verständnis dafür bereichern, wie Menschen Unsicherheit wahrnehmen.

Schliesslich wird es, während wir immer mehr Daten und widersprüchliche Informationen in verschiedenen Bereichen begegnen, wichtig sein, diese Logiken zu verfeinern, um effektive Entscheidungsprozesse aufrechtzuerhalten.

Fazit

Zweischichtige Logiken bieten eine frische Perspektive darauf, wie man mit Ungewissheit umgeht, indem sie Wahrscheinlichkeiten und Glaubensfunktionen integrieren. Durch die Trennung von Ereignissen und Überlegungen können wir komplexe Situationen klarer und systematischer angehen.

Während wir weiterhin an diesen Ansätzen arbeiten, können wir unsere Fähigkeit, Ungewissheit zu verstehen, verbessern, was es einfacher macht, die Komplexität des Alltags und der Forschung zu navigieren. Die zukünftige Entwicklung dieser Werkzeuge verspricht, Entscheidungsprozesse in verschiedenen Bereichen zu bereichern, sodass wir Unsicherheiten mit Zuversicht und Klarheit angehen können.

Originalquelle

Titel: Two-layered logics for probabilities and belief functions over Belnap--Dunn logic

Zusammenfassung: This paper is an extended version of an earlier submission to WoLLIC 2023. We discuss two-layered logics formalising reasoning with probabilities and belief functions that combine the Lukasiewicz $[0,1]$-valued logic with Baaz $\triangle$ operator and the Belnap--Dunn logic. We consider two probabilistic logics that present two perspectives on the probabilities in the Belnap--Dunn logic: $\pm$-probabilities and $\mathbf{4}$-probabilities. In the first case, every event $\phi$ has independent positive and negative measures that denote the likelihoods of $\phi$ and $\neg\phi$, respectively. In the second case, the measures of the events are treated as partitions of the sample into four exhaustive and mutually exclusive parts corresponding to pure belief, pure disbelief, conflict and uncertainty of an agent in $\phi$. In addition to that, we discuss two logics for the paraconsistent reasoning with belief and plausibility functions. They equip events with two measures (positive and negative) with their main difference being whether the negative measure of $\phi$ is defined as the belief in $\neg\phi$ or treated independently as the plausibility of $\neg\phi$. We provide a sound and complete Hilbert-style axiomatisation of the logic of $\mathbf{4}$-probabilities and establish faithful translations between it and the logic of $\pm$-probabilities. We also show that the satisfiability problem in all the logics is $\mathsf{NP}$-complete.

Autoren: Marta Bilkova, Sabine Frittella, Daniil Kozhemiachenko, Ondrej Majer

Letzte Aktualisierung: 2024-11-04 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2402.12953

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.12953

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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