人工智能自动推理
人工智能知识表示与推理
知识表示与推理本课内容1.知识表示概述2.一阶谓词逻辑3.产生式和产生式系统4.框架5.自动推理1.知识表示概述知识与智能人类的智能活动主要是获得并运用知识。
知识是智能的基础。
为了使计算机具有智能，能模拟人类的智能行为，就必须使它具有知识。
但人类的知识需要用适当的模式表示出来，才能存储到计算机中并能够被运用。
因此，知识的表示成为人工智能中一个十分重要的研究课题。
知识的概念费根鲍姆Feigenbaum知识是经过消减、塑造、解释和转换的信息。
Bernstein知识是由特定领域的描述、关系和过程组成的。
Hayes-roth知识是事实、信念和启发式规则。
知识的概念从知识库的观点看，知识是某领域中所涉及的各有关方面的一种符号表示。
知识是人们在长期的生活及社会实践中、在科学研究及实验中积累起来的对客观世界的认识与经验。
知识的分类从内容上分原理（客观）性知识和方法（主观）性知识：⏹原理（客观）性知识具有抽象概括性；⏹方法（主观）性知识具有通用性。
从形式上分显式和隐式知识；从逻辑思维角度分逻辑型和直觉型知识；理论知识和经验知识。
从可靠性上分知识的要素事实事物的分类、属性、事物间关系、科学事实、客观事实等规则事物的行动、动作和联系的因果关系知识控制当有多个动作同时被激活时，选择哪一个动作来执行的知识元知识怎样使用规则、解释规则、校验规则、解释程序结构等知识知识的特性知识的相对正确性知识是人类对客观世界认识的结晶，并且受到长期实践的检验。
因此，在一定的条件及环境下，知识是正确的。
“一定的条件及环境”是必不可少的，它是知识正确性的前提。
因为任何知识都是在一定的条件及环境下产生的，因而也就只有在这种条件及环境下才是正确的。
知识的相对正确性西风昨夜过园林，吹落黄花满地金。
——（宋）王安石秋花不比春花落，说与诗人仔细吟。
——（宋）苏轼知识的相对正确性知识的不确定性由于现实世界的复杂性，信息可能是精确的，也可能是不精确的、模糊的;关联可能是确定的，也可能是不确定的。
基于人工智能的符号计算与自动推理技术研究
基于人工智能的符号计算与自动推理技术研究一、引言人工智能技术在各个领域都有着广泛的应用，众所周知，其能够为人类带来很多便利，其中一项特别重要的应用就是符号计算与自动推理技术。
符号计算是一种基于符号逻辑的数学方法，而自动推理则是一种基于逻辑规则的方法。
结合起来，这两种技术可以使计算机系统进行复杂的逻辑推理和运算，以辅助人类决策和思想分析。
本文将探讨基于人工智能的符号计算与自动推理技术研究。
二、符号计算技术符号计算技术是人工智能领域中的一项重要技术，它是一种基于符号逻辑的数学方法。
通俗地说，符号计算技术就是将复杂的代数和逻辑公式转换成计算机能够理解的符号形式，然后通过计算机程序进行运算。
目前，符号计算技术主要应用于数学、物理学、工程、计算机科学、人工智能等领域。
通过符号计算技术，可以在计算机上执行各种数学公式和逻辑运算，例如证明定理、求解方程组、计算微积分、模拟物理实验等等。
符号计算技术的应用使得许多复杂的计算变得简单、快速、独立于人工操作。
三、自动推理技术自动推理技术是人工智能领域中的又一重要技术，它是一种利用逻辑规则和推理算法来自动推导新信息的方法。
自动推理可以帮助人们找到事实和规则之间的关系，解决实际问题和逻辑分析等问题。
目前，自动推理技术主要应用于计算机科学、人工智能、人机交互等领域。
自动推理技术能够自动地判断和演绎信息，从而可以帮助人们搭建智能推理和决策系统，提高人们在各领域的决策能力和判断能力。
四、符号计算与自动推理的结合符号计算技术和自动推理技术是人工智能技术中基础性的两个分支，它们之间存在一定的关系。
通过符号计算，可以将逻辑表达式转化为计算机能够处理的符号形式，进而在计算机中进行处理和分析。
而自动推理技术可以根据给定的逻辑规则和信息，自动运用推理算法来推导出新的信息。
因此符号计算技术和自动推理技术的结合，可以帮助人们更好地解决复杂问题，提高判断力和推理能力。
在人工智能的应用中，利用符号计算技术和自动推理技术，可以设计和实现智能推理系统。
人工智能的推理推断和决策方法
人工智能的推理推断和决策方法人工智能（Artificial Intelligence, AI）是一门研究如何使计算机能够模拟和表现人类智能的学科。
推理、推断和决策是人工智能领域中至关重要的技术之一。
本文将介绍人工智能中的推理推断和决策方法，并深入探讨它们在现实生活中的应用。
一、推理推断方法推理推断是通过已有信息和已有的推理机制从中得出新的结论或发现之间的关系。
推理推断的方法可以分为演绎推理和归纳推理。
1. 演绎推理演绎推理是根据已知的前提和逻辑规则，通过确定性推理得出结论。
它可以分为传统逻辑推理和不确定逻辑推理。
传统逻辑推理是依据逻辑学的基本规则和形式公理进行推理。
其中最著名的逻辑是命题逻辑和谓词逻辑。
命题逻辑主要用于处理简单的命题间的推理，例如当已知A为真，且A蕴含B时，可以推出B为真。
谓词逻辑则用于处理谓词与量词，更为灵活。
不确定逻辑推理是用于处理不确定性信息的推理方法，其中最常用的方法是模糊逻辑和概率逻辑。
模糊逻辑通过引入模糊概念来处理不精确或不完全的信息，如“云彩是模糊的白色”。
概率逻辑则通过将概率引入到逻辑推理中来处理不确定性，如“在下雨的情况下，道路湿滑的概率更高”。
2. 归纳推理归纳推理是通过从具体的事实或实例中总结出普遍规律来进行推理。
归纳推理的方法可以分为归纳泛化和归纳推理。
归纳泛化是从特殊情况中抽象出一般规律。
例如，我们观察到许多坏学生是在游戏时间过长后表现不佳，可以推断出游戏时间过长对学生学习的负面影响。
归纳推理则是通过观察现象、分析数据等方法得出结论。
它通过观察和经验总结概括，可能会受到样本规模、采样偏差等因素的影响。
二、决策方法决策是从多个备选方案中选择最佳方案的过程。
在人工智能领域中，决策问题经常被建模为决策树、马尔可夫决策过程、深度强化学习等形式。
1. 决策树决策树是一种树状的决策图，用于帮助决策者作出决策。
在决策树中，每个分支代表一个决策点，而每个叶节点代表一个可能的决策结果。
人工智能的自动化和自动推理方法
人工智能的自动化和自动推理方法人工智能作为一门前沿科学，其发展日新月异，尤其是在自动化和自动推理方法方面取得了长足的进步。
自动化是指人工智能系统能够在不需要人类干预的情况下完成任务，而自动推理则是指人工智能系统能够根据规则和知识进行推理和决策。
这两个方面对于人工智能的发展至关重要。
自动化和自动推理方法在人工智能领域有着广泛的应用。
其中，自动化方法可以让人工智能系统更加高效地完成重复性、繁琐的任务，例如文档分类、数据分析等。
此外，自动化方法还可以帮助人工智能系统更好地适应不断变化的环境，提高系统的灵活性和适应性。
自动推理方法则可以让人工智能系统更好地理解和处理复杂的问题，从而提高系统的智能水平和决策能力。
在自动化方法方面，人工智能系统通常会使用各种技术和算法来实现任务的自动化。
例如，机器学习算法可以让系统根据数据自动学习并改进自身的性能，进而实现任务的自动化。
另外，自然语言处理技术也可以让人工智能系统更好地理解和处理人类语言，实现自然、智能的交互。
这些技术的应用使得人工智能系统在各个领域都能够发挥出色的自动化能力。
而在自动推理方法方面，人工智能系统通常会通过逻辑推理、专家系统等技术来实现推理和决策。
逻辑推理是指系统根据事实和规则进行逻辑推理，从而得出结论或进行决策。
而专家系统则是指系统根据领域专家的知识和经验进行推理和决策，模拟人类专家的智能行为。
这些方法的应用使得人工智能系统能够更好地处理复杂、抽象的问题，提高系统的智能水平。
让我们总结一下本文的重点，我们可以发现，自动化和自动推理方法对于人工智能的发展至关重要。
通过这些方法的不断改进和应用，人工智能系统将能够更好地适应多样化、复杂化的任务和环境，进一步提升系统的智能水平和应用能力。
随着人工智能技术的不断进步，相信自动化和自动推理方法将在未来发挥越来越重要的作用，推动人工智能技术实现更大的突破和应用。
人工智能的自动化和自动推理方法
人工智能的自动化和自动推理方法引言：随着科技的进步和人们对智能化服务的需求增加，人工智能（Artificial Intelligence，AI)技术开始在各个领域取得了显著的应用成果。
为了提高人工智能系统的智能水平和自动化程度，自动化和自动推理方法成为了人工智能研究的重要方向。
本文将介绍的基本概念和技术方法，并展示它们在各个领域的应用案例。
一、自动化方法1. 自动化方法概述自动化方法是指通过机器智能化和自动化的手段，使机器能够自动完成特定任务或过程，并对相关数据进行获取、分析和处理等。
主要包括计算机视觉、自然语言处理、机器人等领域。
其中，计算机视觉可以通过图像和视频等数据进行分析，从而实现模式识别、目标检测和图像处理等功能。
自然语言处理则是通过处理和分析语言数据，使机器能够理解和处理人类自然语言。
机器人则是通过模拟和实现人类的行为和工作过程，实现自主决策、路径规划和任务执行等功能。
2. 自动化方法案例a. 计算机视觉在智能驾驶中的应用随着自动驾驶技术的快速发展，计算机视觉在智能驾驶中的应用变得越来越广泛。
通过视觉传感器获取道路和交通场景的图像和视频数据，利用图像处理、目标检测和识别等技术，实现车道线检测、交通标志识别和障碍物检测等功能，从而为自动驾驶提供了重要的数据支持和智能判断。
b. 自然语言处理在智能客服中的应用随着人们对个性化、高效的客服服务的需求增加，自然语言处理在智能客服中的应用也逐渐普及。
通过语音识别和语义理解等技术，使机器能够理解和分析用户的自然语言，从而为用户提供个性化、智能化的服务。
例如，语音助手可以通过语音识别和语义理解技术，实现语音命令的解析和执行，方便用户进行语音操作。
c. 机器人在工业生产中的应用在工业生产领域，机器人被广泛应用于生产线上的自动化流程中。
通过机器视觉和机器人控制技术，机器人可以根据预设的程序和规则，自动完成相关的操作和流程。
例如，机器人可以根据图像识别技术，自动捡起和放置产品，进行装配和包装等操作，从而提高生产效率和质量。
人工智能的推理技术论文
人工智能的推理技术论文人工智能的推理技术是现代计算机科学中一个极其重要的研究领域，它涉及到机器如何模拟人类的推理过程，从而解决复杂问题。
本文将探讨人工智能推理技术的发展、原理、应用以及面临的挑战和未来发展趋势。
引言在人工智能领域，推理技术是机器智能的核心组成部分。
推理过程使得机器能够根据已有的知识，通过逻辑和规则进行推导，得出新的结论或解决方案。
随着计算机硬件的发展和算法的不断优化，人工智能的推理技术已经取得了显著的进展，并在多个领域得到应用。
人工智能推理技术的发展人工智能推理技术的发展可以追溯到20世纪50年代，当时计算机科学家们开始尝试模拟人类的思维过程。
早期的推理系统主要基于规则，如逻辑推理、专家系统等。
随着时间的推移，机器学习、深度学习等技术的出现，使得推理技术更加复杂和高效。
推理技术的原理人工智能的推理技术主要基于以下几个原理：1. 知识表示：知识表示是推理技术的基础，它涉及到如何将知识以机器可理解的形式存储起来。
常见的知识表示方法包括逻辑表示、语义网络、框架表示等。
2. 推理机制：推理机制是推理过程的核心，它包括前向推理和后向推理两种方式。
前向推理是从已知事实出发，逐步推导出新的结论；后向推理则是从目标结论出发，反向寻找支持这一结论的证据。
3. 逻辑和规则：逻辑是推理的基础，包括命题逻辑、一阶逻辑等。
规则则是基于逻辑构建的，用于指导推理过程。
4. 不确定性处理：现实世界中的知识往往带有不确定性，因此推理技术需要能够处理不确定性，如概率推理、模糊逻辑等。
人工智能推理技术的应用人工智能推理技术在多个领域有着广泛的应用，包括：1. 医疗诊断：通过分析病人的症状和历史数据，推理出可能的疾病。
2. 法律咨询：利用法律知识库，为法律问题提供咨询和推理。
3. 智能客服：通过理解用户的问题，提供准确的答案或解决方案。
4. 自动驾驶：分析道路环境和交通规则，做出安全驾驶的决策。
5. 机器人规划：为机器人设计任务执行的步骤和策略。
人工智能的核心技术
人工智能的核心技术一、介绍随着计算机技术的飞速发展，人工智能逐渐渗透到我生活的各个领域，已经成为我们无法回避和回避的现实。
人工智能的应用正在不断扩大，而让人工智能得以实现，需要一些基本技术。
本文将介绍人工智能核心技术。
二、自然语言处理自然语言处理(NLP)是人工智能的一个分支，人工智能需要理解自然语言，而自然语言处理就是理解、分析人类语言的科学技术。
目前，NLP技术的应用已经广泛用于文本分析、语音识别、知识图谱等领域，例如中文分词、词性标注，语义分析，机器翻译等。
三、机器视觉机器视觉是指通过计算机技术来实现对图像、视频等视觉信息的处理和理解，以及对各种物体的识别和感知。
最常见的机器视觉应用是人脸识别、车辆识别和安全监控系统。
近年来，随着深度学习技术的发展和普及，机器视觉的智能化水平得到了大幅提高。
四、机器学习机器学习是一种人工智能技术，它是让机器能够自主提取数据规律，通过不断学习、训练来改进自己的算法和模型。
机器学习可以分为有监督学习、无监督学习、半监督学习和增强学习等多种类型。
机器学习已经广泛应用于各种领域，例如金融、医疗、工业、农业等。
五、深度学习深度学习是机器学习的一个分支。
深度学习通过多层神经网络，模仿人类大脑的结构来实现数据的自动提取和分类。
深度学习的应用非常广泛，例如图像分类、语音识别、自然语言处理等。
六、数据挖掘数据挖掘是一种从大量数据中自动提取有价值信息的技术。
它主要分为数据预处理、数据挖掘模型的建立和模型的应用三个阶段。
目前，数据挖掘应用越来越普及，如推荐系统、金融风险评估、医疗诊断等。
七、自动推理自动推理是人工智能的一个分支，它需要通过一定的逻辑来推理出正确的结果。
自动推理主要应用于专家系统、决策支持等领域。
八、新一代计算机技术新一代计算机技术包括量子计算机、DNA计算机、生物计算机等众多技术。
与传统计算机相比，新一代计算机具有更高的运算速度、更高的数据存储密度等优点，具有更广泛的用途前景。
人工智能中的自动推理技术
人工智能中的自动推理技术随着人工智能技术的快速发展，自动推理技术的应用越来越广泛。
自动推理技术是指通过计算机算法和人工智能技术从事物之间的逻辑关系中，推出新的结论和判断的系统和方法。
自动推理技术在机器学习、自然语言处理、智能问答等领域有着广泛的应用。
一、自动推理技术的原理及优点自动推理技术的实现原理是基于规则推理和模式匹配。
在知识表示与推理中，一般采用的是谓词演算、产生式规则等形式来表达知识。
在推理过程中，系统通过逐步匹配规则、优化推理方式，最终得到结论，并给出相应的证明过程。
自动推理技术的优点在于其快速、准确、可重复的特点。
通过将人类的推理规则和知识转化成计算机算法，可以实现实时处理海量数据的任务。
二、自动推理技术的应用举例1、智能问答系统在智能问答系统中，自动推理技术可用于将用户的问题转化成计算机可处理的形式，并从预先设定的数据中寻找答案。
通过推理技术，可以使智能问答系统具备解析自然语言、理解语义、识别实体、辨别关系等能力。
例如，小度智能、小爱同学等智能音箱，就是通过自动推理技术实现智能问答的。
2、人工智能决策系统人工智能决策系统的任务是基于现象数据，预测未来的趋势，包括产业趋势、市场趋势、社会趋势等。
通过对历史数据的分析和对业务规则的推理，可以实现自动预测和决策。
例如，某电商平台的推荐算法就是通过自动推理技术实现对用户行为数据的分析，从而给用户带来更加贴近个性化需求的推荐服务。
三、自动推理技术的发展趋势随着人工智能技术的快速发展，自动推理技术在未来会更加受到重视。
未来，自动推理技术的发展趋势包括如下几个方面：1、逐步向更加复杂的推理模型转移。
目前，在自动推理技术中，推理模型主要是基于规则推理和模式匹配的。
在未来，自动推理技术将向更加复杂的推理模型转移，包括基于统计的方法和深度学习模型，从而更好地处理大规模复杂数据。
2、将自动推理技术与人类智能结合。
虽然自动推理技术的优点在于其快速、准确的特点，但是，现有的自动推理技术还不能完全取代人类的智能。
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路* 漫漫其悠远
4
推理方式及其分类
在任何情况下，由演绎推导出的结论都是蕴涵在大前提 的一般性知识中
只要大前提和小前提是正确的，则由它们推出的结论必 然是正确的
(2) 归纳推理
▪ 归纳推理是从足够多的事例中归纳出一般性结论的推理
过程，是一种从个别到一般的推理
▪ 归纳推理：完全归纳推理、不完全归纳推理 ▪ 完全归纳推理是在进行归纳时考察了相应事物的全部对
人工智能自动推理
路漫漫其悠远
2020/4/3
4.1 引 言
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2
什么是推理
推理就是按某种策略由已知判断推出另一判断 的思维过程
已知判断：包括已掌握的与求解问题有关的知 识及关于问题的已知事实 推理的结论：由已知判断推出新判断
推理由程序程序实现，称为推理机
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3
推理方式及其分类
先逆向再正向，先假设一个目标进行逆向推理，然后 再利用逆向推理中得到的信息进行正向推理，以推出 更多的结论
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12
推理的控制策略
④ 双向推理
▪ 双向推理是指正向推理与逆向推理同时进行
，且在推理过程中的某一步骤上“碰头”的一 种推理。
▪ 正向推理所得的中间结论恰好是逆向推理此
时要求的证据 2、求解策略
① 正向推理 正向推理是从初始状态出发，使用规则
，到达目标状态。又称为数据驱动推理、前 向链推理、模式制导推理及前件推理。 ② 逆向推理
逆向推理是以某个假设目标为出发点的 一种推理，又称为目标驱动推理、逆向链推 理、目标制导推理及后件推理
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正、逆向推理比较
项 目 正向推理
逆向推理
(3) 默认推理
▪ 又称缺省推理，它是在知识不完全的情况下假设某些
条件已经具备所进行的推理
▪ 摆脱了需要知道全部事实才能进行推理的需求，使得
在知识不完全的情况下也能进行推理
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推理方式及其分类
2、确定性推理、不确定性推理
▪ 按推理时所用知识的确定性来划分，推理可分为
确定性推理、不确定性推理
1、演绎推理、归纳推理、默认推理
▪ 推理的基本任务是从一种判断推出另一种判断 ▪ 按判断推出的途径来划分，可分为演绎推理、归纳推理及默
认推理
（1）演绎推理
▪ 演绎推理是从全称判断推导出特称判断或单称判断的过程 ▪ 演绎推理有多种形式，经常用的是三段论式 ▪ 三段论式包括
▪ 大前提：已知的一般性知识或假设 ▪ 小前提：关于所研究的具体情况或个别事实的判断 ▪ 结论：由大前提推出的适合于小前提所示情况的新判
驱动方式 数据驱动
目标驱动
推理方法 从一组数据出发向前推导结论 从可能的解出发向后推理验证解答
启动方法 从一个事件启动
由询问关于目标状态的一个问题启动
透明程度 不能解释其推理过程
可解释其推理过程
推理方向 由底向上推理
由顶向下推理
典型系统 CLIPS，OPS
PROLOG
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推理的控制策略
推理是只求一个解还是求所有解以及最优解等 3、限制策略
对推理的深度、宽度、时间、空间等进行限制
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推理的控制策略
4、冲突消解策略
在推理过程中，匹配会出现三种情况
✓ 已知事实不能与知识库中的任何知识匹配成功
✓ 已知事实恰好只与知识库中的一个知识匹配成功
✓ 已知事实可与知识库中的多个知识匹配成功；或者有多 个（组）已知事实都可与知识库中某一知识匹配成功； 或者有多个（组）已知事实可与知识库中的多个知识匹 配成功
▪ 出现冲突的情况
✓ 对正向推理而言，如果有多条产生式规则的前件都和已 知的事实匹配成功；或者有多组不同的已知事实都与同 一条产生式规则的前件匹配成功；或者两种情况同时出 现
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推理的控制策略
✓ 对逆向推理而言，如果有多条产生式的后件都和同一 假设匹配成功，或者有多条产生式后件可与多个假设 匹配成功。
▪ 确定性推理（精确推理）：推理时所用的知识都
是精确的，推出的结论也是确定的，其真值或者 为真，或为假，没有第三种情况出现
▪ 不确定性推理（不精确推理）：推理时所用的知
识不都是精确的，推出的结论也不完全是肯定的 ，真值位于真与假之间，命题的外延模糊不清
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推理方式及其分类
3、单调推理、非单调推理
① 按就近原则排序 该策略把最近被使用过的规则赋予较高的优先级。
② 按已知事实的新鲜性排序 一般我们认为新鲜事实是对旧知识的更新和改进，比 老知识更有效，即后生成的事实比先生成的事实具有 较大的优先性。
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③ 混合推理
已知的事实不充分。通过正向推理先把其运用条件不能 完全匹配的知识都找出来，并把这些知识可导出的结论 作为假设，然后分别对这些假设进行逆向推理
由正向推理推出的结论可信度不高
希望得到更多的结论
推理的形式：
先正向再逆向，通过正向推理，即从已知事实演绎出 部分结果，然后再用逆向推理证实该目标或提高 其 可信度
象，并根据这些对象是否都具有某种属性，从而推出这 个事物是否具有这个属性
▪ 不完全归纳推理是指只考察了相应事物的部分对象就得
出了结论
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推理方式及其分类
枚举归纳推理：若已知某类事物的有限可数个具体事 物都具有某种属性，则可推出该类事物都具有此属性
类比推理：在两个或两类事物有许多属性都相同或相 似的基础上，推出它们在其他属性上也相同或相似的 一种推理
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推理的控制策略
推理过程是一个思维过程，即求解问题的过程 推理的控制策略主要包括推理方向、搜索策略、
冲突消解策略、求解策略及限制策略等 1、推理方向
推理方向用于确定推理的驱动方式，分为正 向推理、逆向推理、混合推理及双向推理四 种
知识库
综合数据库
推理机
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推理的控制策略
▪ 按推理过程中推出的结论是否单调地增加，或推
出的结论是否越来越接近目标，可分为单调推理 和非单调推理
▪ 单调推理：在推理过程中随着推理的向前及新知
识的加入，推出的结论是呈单调增加的趋势，并 且越来越接近最终目标，在推理过程中不出现反 复的情况
▪ 非单调推理：在推理过程中由于新知识的加入，
不仅没有加强已推出的结论，反而要否定它，使 得推理退回到前面的某一步，重新开始 非单调推理往往在信息不完全或者情况发生变化 时出现。