行為者論理

エージェント論理（エージェンシー論理、行為の論理、エージェンシーの論理とも呼ばれる）は、哲学論理学およびコンピュータサイエンスにおける論理学の一分野であり、エージェント、その行動、および能力の形式的表現を研究する。狭義のエージェント論理とは、エージェントが何かを行う、何かができる、あるいは何かの状態を確かめるといったことを基本演算子によって表現する形式体系である。^{[ 1 ] [ 2 ]}

行為者論理は、行為者と行為にインデックスされた様相を追加することで 様相論理を一般化します。代表的な例としては以下が挙げられます。

• STIT論理（sees to it thatから）は、エージェントがそれを見ていることを意味する形式の演算子を持ちます。^{[ 3 ]}${\displaystyle [i\ {\mathsf {stit}}:\varphi ]}$ ${\displaystyle i}$ ${\displaystyle \varphi }$
• プログラムのような様相と意味を持つ動的な行動の論理。おおよそ、行動のあらゆる（あるいはいくつかの）実行後に成立する。^{[ 4 ]}${\displaystyle [\alpha ]\varphi }$ ${\displaystyle \langle \alpha \rangle \varphi }$ ${\displaystyle \alpha}$ ${\displaystyle \varphi }$
• 「できる」「もたらす」「確実にできる」といった明示的な行為者演算子を含む論理。^{[ 5 ]}

エージェント論理は、哲学における行動理論、自然言語の意味論、プログラム検証理論、人工知能の分野で使用されており、行動、計画、知的エージェントについての推論の形式論の基礎となっています。^{[ 6 ]}

用語と範囲

形容詞agentive はラテン語のagens（「行為者」）に由来し、元々は動詞の文法上の動作主体を指していました。論理的文脈では、主たる論証位置が命題ではなく動作主体である演算子または述語を指します。例えば、（「動作主体は～する」）や（「動作主体は～をもたらすことができる」）などが挙げられます。^{[ 5 ]}${\displaystyle A_{i}\varphi }$ ${\displaystyle i}$ ${\displaystyle \varphi }$ ${\displaystyle C_{i}\varphi }$ ${\displaystyle i}$ ${\displaystyle \varphi }$

現代文献では、行為論理は、聖アンセルムスの「行う」という行為の様相的説明を形式的に再構築するために狭義に用いられることがある。 ^{[ 5 ] [ 7 ]}より広義には、この用語は行為の論理や行為主体の論理と互換的に用いられ、行為と選択の構造を捉えるために設計された様相論理と動的論理のファミリーを網羅する。^{[ 1 ] [ 2 ]}

歴史的背景

中世と近世のルーツ

中世の論理学者たちはすでに、行為の様相と可能性や必然性といった論理的様相との類似性を、例えば義務や権力の議論の中で探求していた。^{[ 8 ]}

初期の行為者分析において影響力のあったのは聖アンセルムス（11世紀）である。彼は「行為」を命題に対する一種の様相演算子として扱い、後の行為者の様相論理を予見した。アンセルムスの理論の現代的再構築は、結果として得られた「行為者論理」が近傍意味論でモデル化でき、認識可能な対立項を満たすことを示している。^{[ 9 ] [ 5 ]}${\displaystyle \varphi }$

現代の行動論理

行為の論理に関する近代的な研究は、義務論理や時制論理の発展と並行して、20世紀半ばに始まった。初期の体系は、ゲオルク・ヘンリック・フォン・ライト、スティグ・カンガーらによって提唱され、しばしば規範と責任に関する疑問が動機となっていた。^{[ 10 ] [ 11 ]}

1960年代以降、2つの大きくは独立していたものの、最終的には収束する伝統が出現した。^{[ 2 ]}

• 分岐時間の伝統はSTIT論理に至り、エージェントの可能な未来の選択を強調する。
• プログラム実行を推論するためにコンピュータ サイエンスの領域で開発された、プログラムとアクションの動的ロジック。

1990年代から2000年代にかけて、アクションロジックは、 AIにおける知識表現、計画、マルチエージェントシステム、言語学における動的意味論や更新意味論との関連でさらに発展しました。^{[ 6 ]}

核となるアイデア

多様性にもかかわらず、ほとんどのエージェント論理はいくつかの共通のテーマを共有している：^{[ 2 ]}

• エージェントは、またはのように、様相演算子の明示的なインデックスとして扱われます。${\displaystyle [i\ {\mathsf {does}}]\varphi }$ ${\displaystyle C_{i}\varphi }$
• アクションは、アクセス可能性の関係に沿った可能世界間の変化を通じて暗黙的に表現されるか、または、基本アクションと複合アクションを示す用語として明示的に表現されます。
• 選択と能力は、通常、環境や他のエージェントに関する想定に相対して、エージェントが何を確実に実行できるかを記述するモダリティによって捉えられます。
• 合成による閉包、異なるエージェント間の相互作用、義務（エージェントが行うべきこと）および知識（エージェントが行う方法を知っていること）への接続などの形式的な特性が調査されます。

STITロジック

STIT（「～する」）論理は、ヌエル・ベルナップと共同研究者らの研究に端を発し、分岐時間枠組みにおいて行為主体性を扱います。STITモデルは、木構造を持つ半順序付き瞬間集合、履歴集合（木構造における最大分岐）、そして各エージェントの各瞬間における、その瞬間における履歴の分割（エージェントが利用可能な選択肢を表す）から構成されます。^{[ 3 ] [ 2 ]}

直感的に言えば、ある瞬間におけるエージェントの行動は、どの同値類（選択セル）の履歴が現実のものとなるかを決定する。ある式が、エージェントの現在の行動に対応する選択セル内のすべての履歴において成立する場合、ある履歴と瞬間のペアにおいて真となる。STIT演算子は、特に以下のように区別される。 ${\displaystyle [i\ {\mathsf {stit}}:\varphi ]}$ ${\displaystyle \varphi }$

• Chellas STIT演算子は、 とよく書かれ、エージェントの選択が を保証することのみを要求します。${\displaystyle [i\ {\mathsf {cstit}}:\varphi ]}$ ${\displaystyle \varphi }$
• 審議STIT演算子は、さらに、歴史的に必ずしも必要ではないことを要求する。^{[ 12 ]}${\displaystyle [i\ {\mathsf {dstit}}:\varphi ]}$ ${\displaystyle \varphi }$

STITフレームワークは、グループエージェンシー演算子、時間的様相、認識論的演算子、義務論的演算子によって拡張され、非決定論下での責任、集団行動、義務を研究するために用いられてきた。^{[ 3 ] [ 13 ]}

行動の動的論理

動的論理はもともとコンピュータプログラムの振る舞いを推論するために開発され、プログラムの実行を一種のアクションとして扱っていた。^{[ 4 ]}命題動的論理（PDL）では、アクション項は抽象的なプログラムやアクションを表し、およびの形式の式は、それぞれすべての、あるいはいくつかの終了実行が、が成り立つ状態に至ることを表す。 ${\displaystyle \alpha,\beta,\dots}$ ${\displaystyle [\alpha ]\varphi }$ ${\displaystyle \langle \alpha \rangle \varphi }$ ${\displaystyle \alpha}$ ${\displaystyle \varphi }$

エージェントロジックの観点から見ると、動的ロジックは次のことを実現します。

• シーケンス、選択、反復を通じてプリミティブから複雑なアクションを構築するための言語 (例、、)。${\displaystyle \alpha ;\beta }$ ${\displaystyle \alpha \cup \beta }$ ${\displaystyle \alpha^{*}}$
• アクションがラベル付けされたアクセス可能性関係に対応するクリプキ意味論。
• 行動シーケンスの正しさを推論するための証明システム（ホーア論理や最弱前提条件計算など）。^{[ 14 ]}

並行動的論理などの拡張は、並列合成のための演算子を追加し、相互作用するプロセスと並行アクションについての推論を可能にします。^{[ 1 ]}ジョン・ジュール・Ch. マイヤーらは、動的論理は、アクションの様相に加えて知識、信念、能力の様相を追加することで、エージェントの論理の自然な基盤になると主張しました。^{[ 15 ]}

動的論理は規範的推論にも応用されており、行動が義務や許可と関連している動的義務論的論理や、アナウンスなどの情報変更行動がプログラムとしてモデル化される動的認識論的論理を生み出している。^{[ 16 ]}

状況計算とその他の行動形式主義

人工知能において、行動や変化に関する推論は、状況、事象、そして流暢性（時間とともに変化する性質）を明示的に表現する第一階言語に基づいて行われることが多い。最もよく知られているのは、ジョン・マッカーシーによって提唱され、レイモンド・ライターによって広範囲に発展した状況計算である。 ^{[ 17 ] [ 18 ]}

このような形式では、

• アクション用語は基本的なアクションに名前を付けます。
• 機能シンボル（多くの場合）は、アクションと状況を後続の状況にマッピングします。${\displaystyle {\mathsf {do}}}$
• 公理は、どのような状況でどの流暢性が保たれるか、またアクションによってそれがどのように変化するかを説明します。

ライターの後継状態公理は、すべてのアクションの下で各流暢性がどのように変化するかを簡潔に規定し、前提条件公理はアクションがいつ可能になるかを指定する。^{[ 18 ]}関連する形式論には、イベント計算と流暢性計算があり、イベントとその影響を表現する代替方法を提供する。^{[ 19 ]}

これらのシステムは、多くの場合、様相的ではなく一階的であるが、エージェント論理と密接に関連している。そのアクション項と遷移構造は、動的またはSTITスタイルの様相のモデルを提供するものと見なすことができ、逆に動的論理は、そのようなAI形式主義の抽象仕様言語として使用することができる。^{[ 6 ]}

能力、行為能力、および関連する様式

多くのエージェント論理は、能力や「できる」という概念に明示的な演算子を導入する。例えば、行為様相（エージェントが実際に何をするか）と能力様相（エージェントが現在の状況で何ができるか）を組み合わせた双峰性論理が研究されている。^{[ 1 ]}

アンセルムスのエージェント論理の再構築版では、エージェントがを実行する（またはもたらす）と言っているという形式の表現を解釈し、次のような相互作用の原則を調査します。 ${\displaystyle \delta _{a}\varphi }$ ${\displaystyle a}$ ${\displaystyle \varphi }$

• 接続詞に対する行為主体性の分配、および
• 行為主体性と可能性と責任を結びつける制約。^{[ 5 ]}

現代のSTITや動的認識論的枠組みでは、能力は、様々な環境行動パターンに対して望ましい結果を保証する戦略や計画の存在という観点から分析されることが多く、ゲームロジック、連合ロジック、ATLとの関連が生まれます。^{[ 20 ] [ 21 ]}

アプリケーション

哲学

哲学的行為理論と倫理学において、行為主体論理は自由意志、意図的行為、道徳的責任といった概念を分析するために用いられます。特にSTIT論理は、非決定論的な世界において行為主体が責任を負うことができるかどうか、そして「別の行動をとれたかもしれない」という主張をどのようにモデル化するかについての議論を形式化するために発展しました。^{[ 3 ]}

行為者演算子は義務演算子とも相互作用する。「すべき」と「もたらすことができる」を組み合わせた論理は、「すべきことはできることを意味する」などの原理を捉え、行為者が何を実現しなければならないかを推論するために提案されてきた。^{[ 22 ]}

言語学と発話行為

言語学において、行為主体性に関する論理的ツールは、動作、意図、制御を表す動詞の意味論、そして発話行為（それ自体が文を発話することによって行われる行為）の分析において用いられる。動的論理と行為主体性論理は、動的意味論と談話表現理論に貢献し、そこでは意味は情報状態における文脈変化を伴う行為の観点から理解される。^{[ 23 ] [ 2 ]}

コンピュータサイエンスと検証

コンピュータサイエンスにおいて、動作の論理は、プログラムやリアクティブシステムの仕様記述と検証のための形式手法の基盤となっています。ホーア論理と動的論理は、複雑な動作として捉えられたプログラムが特定の入出力特性や時間特性を持つことを証明するための標準的なツールです。^{[ 4 ]}

時相論理とその拡張（CTLやATLなど）は、内生的エージェント論理と見なすことができます。ここでは、「システム」とその環境はエージェントとして扱われ、その可能な行動は時相演算子によって定量化されます。これらの論理は、ハードウェアおよびソフトウェアの検証で広く使用されているモデル検査技術の基礎となっています。^{[ 24 ]}

人工知能とマルチエージェントシステム

ロジックベースAIは、エージェントロジックを用いて、行動、計画、そして信念・欲求・意図（BDI）エージェントに関する推論をモデル化します。信念、知識、目標、意図といったモダリティを豊富に備えた動的ロジックは、合理的エージェントやマルチエージェントシステムの仕様記述言語として提案されています。^{[ 25 ] [ 15 ]}

マルチエージェント環境では、行動と能力のモダリティが認識論的および義務論的モダリティと組み合わされ、チームワーク、共同意図、エージェント社会を支配する規範が形式化されます。^{[ 26 ] [ 27 ]}

義務論的論理と認識論的論理との関係

行為者論理は、義務と許可を研究する義務論理、そして知識と信念を研究する認識論的論理と密接に関連しています。行為者が何をすべきか、あるいはどのように行うべきかを知っているかという多くの問いは、これらの視点を組み合わせることを必要とします。

例えば：

• 動的義務論的論理は、特定の行動を実行する義務と規範の更新の影響をモデル化する。^{[ 28 ]}
• 動的認識論は、公的な発表や観察を、行為者の知識状態を変換する認識論的行為として扱う。^{[ 29 ]}

義務、知識、能力がどのように相互作用するか（例えば、行為者が義務を果たす方法を知る義務があるかどうか）を総合的に研究することは、これらの論理の交差点における活発な研究分野である。^{[ 2 ]}

ジョン・ホーティの「すべき」論理

行為主体論理を義務論的論理および認識論的論理と結び付けようとする著名な試みとして、ジョン・F・ホーティの「すべきこと」プログラムが挙げられる。著書『エージェンシーと義務論的論理』（2001年）において、ホーティは、標準的な義務論的論理でよく使われる「あるべき姿」演算子ではなく、行為主体を指標とした「すべきこと」（行為主体が特定の時点ですべきこと）を主要な演算子とする義務論的論理を展開している。^{[ 30 ]} この意味論は、非決定論的時間における行為主体の分岐時間STITフレームワークと意思決定理論の考え方に基づいて構築されている。すなわち、各瞬間において、行為主体は利用可能な選択肢（選択セル）の集合に直面し、これらの選択肢は、それらの可能な継続（履歴）における価値または効用順位によって順序付けられる。大まかに言えば、行為主体は、この順序付けに従って最良の選択肢の中にある場合、その行動を「すべき」としている。^{[ 31 ] [ 32 ]}

ホルティの構想によれば、義務論的論理における多くの伝統的なパラドックス（善きサマリア人型の事例や義務に反するシナリオなど）は、世界がどうあるべきかという命題と、行為者が何をすべきかという主張が混同されることから生じる。行為者の選択（STIT意味論の範囲内で）に対して義務論的演算子を直接定義し、それらの選択に対して功利主義的優位性または価値最大化を適用することで、彼の「すべきこと」論理は、標準的な様相技法との整合性を保ちながら、このようなパラドックスに対する代替的な扱い方を提示する。^{[ 30 ] [ 33 ]} これにより、ホルティの体系は、義務論的STIT論理、そしてより一般的な行為の論理における後の研究の中心的な参照点となった。^{[ 34 ]}

ホーティはまた、「エージェントが何をすべきか」についての満足のいく説明は、結果の客観的な構造だけでなく、エージェントの認識論的状況にも敏感でなければならないと主張した。STIT意味論における「認識論的義務」に関する彼の後期の研究では、彼は基本的な「すべき」の枠組みを認識論的アクセス可能性関係で拡張し、客観的義務と知識依存的な主観的義務（エージェントが知っていることを前提として何をすべきか）を区別している。^{[ 35 ]} これは、義務論的様相と認識論的様相を明確に組み合わせている。同じ分岐時間STITモデルは、認識論的区別不能性関係によって強化され、関連する「最良の」選択肢の定義は、エージェントの知識状態と整合する履歴に限定される。結果として得られる論理は、義務論的・認識論的複合システムに関する研究で強調されているような、状況においてエージェントが何を知っているか、あるいは知っているべきであるかに依存する義務のような、知識相対的な義務を捉えることを目的としている。^{[ 36 ]}

ホルティの枠組みは、より広範な認識論的およびドクサスティックな義務論的STIT論理の研究プログラムに影響を与え、様々な「すべきこと」演算子が認識論的または信念演算子と並行して研究され、故意に行うこと、客観的なべきことと主観的なべきこと、不確実性の下での責任などの概念が分析されています。^{[ 37 ] [ 38 ]} このように、ホルティのすべきこと論理は、行為の形式理論、伝統的な義務論的論理、現代の認識論的論理の間に橋渡しをしています。

参照

• 行動理論
• 義務論的論理
• 認識論的論理
• 動的論理（様相論理）
• STITロジック
• 状況計算
• イベント計算
• 信念・欲求・意図ソフトウェアモデル
• 動的認識論的論理
• ゲームロジック
• 連立の論理
• 交互時間時相論理

参考文献

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さらに読む

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外部リンク

• ゼーガーバーグ、クリスター著「行為の論理」。ザルタ、エドワード・N.編著。スタンフォード哲学百科事典。ISSN 1095-5054。OCLC  429049174。 
• マクナマラ、ポール. 「義務論的論理」 .ザルタ、エドワード・N.編著.スタンフォード哲学百科事典. ISSN  1095-5054 . OCLC  429049174 .
• ヘンドリックス、ヴィンセント・F. 「認識論的論理」。ザルタ、エドワード・N.（編）『スタンフォード哲学百科事典』。ISSN 1095-5054。OCLC 429049174。