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(共32张PPT)
第二单元 第2课
人类思维规律的总结
清华版（中学）
通
1
学习目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
教学目标
（1）认识亚里士多德形式逻辑对人类思维规律总结的意义。
（2）了解布尔代数和数理逻辑在思维数学化中的重要贡献。
（3）探讨“思维-逻辑-演算”关联链条对人工智能发展的基础作用。
02
新知导入
想让机器像人一样思考，第一步得干啥？
需要先搞懂人类怎么思考 ！
理解思维规律是人工智能发展的第一步。
02
新知导入
2000多年前，亚里士多德发现：人类思考藏着固定逻辑 。
03
新知讲解
1
亚里士多德与三段论
亚里士多德（Aristotle）是古希腊著名的哲学家和科学家。
亚里士多德第一次对人的思维过程做出了系统的研究。
三段论是亚里士多德逻辑学的代表性成果，也是最早被人们总结出来的思维规律。
03
新知讲解
1
亚里士多德与三段论
大前提：一个普遍的陈述或原则
小前提：一个特定的陈述或实例
结论：从大前提和小前提推导出的结论
三段论基本结构
你能举出三段论的例子吗？
03
新知讲解
1
亚里士多德与三段论
大前提：所有金属都能导电。
小前提：铁是金属。
结论：因此，铁能导电。
这个推理结论正确吗？
亚里士多德认为，如果大前提和小前提是正确的，那么结论一定是正确的。
03
新知讲解
1
亚里士多德与三段论
大前提：所有名称中有鱼字的动物都属于鱼类。
小前提：娃娃鱼的名称中有鱼字。
结论：娃娃鱼属于鱼类。
这个推理结论正确吗？
如果前提是错误的，按三段论进行推理得到的结论也很可能是错误的。
03
新知讲解
亚里士多德的逻辑学是人工智能最早的理论基础之一。
1
亚里士多德与三段论
逻辑学总结了人的思维过程，并对思维的内容和过程进行了区分，这意味着机器只要按同样的过程进行推理，就有可能模拟人类的思维。
03
新知讲解
2
思维的数学化
托马斯·霍布斯在 1651 年出版的《利维坦》一书中提出：人类的思维可以表示为数学计算，简单地说，“推理即计算”。
托马斯·霍布斯 (1588-1679)，英国政治哲学家，机械唯物主义的创立者，社会契约论的创始人。
03
新知讲解
2
思维的数学化
戈特弗里德·莱布尼兹同样主张用数学来表达思维，他认为数学运算是解决争议的最客观、公平的办法。
戈特弗里德·莱布尼茨 (1646-1716)，德国哲学家、数学家，微积分的发明者之一。
03
新知讲解
2
思维的数学化
1847年,布尔出版了《逻辑的数学分析》一书,研究逻辑的数学化。1854 年出版了《思维规律》一书，确立了用符号演算来描述思维过程的新体系，这一体系后来被称为布尔代数。
乔治·布尔（George Boole，1815-1864），英国数学家，数理逻辑先驱,19世纪最重要的数学家之一。
03
新知讲解
2
思维的数学化
布尔代数中的符号演算规律
p: 明天下雨，q: 明天刮风，r: 明天下雪
明天下雨或刮风，且下雪：
(p + q) x r
明天下雨且下雪，或者刮风且下雪：
(p x r) + (q x r)
布尔代数
03
新知讲解
2
思维的数学化
布尔代数的出现标志着思维数学化迈出了第一步，它表明了人类的思维过程可以通过符号演算来表达,这使得逻辑推理变得精确化和系统化。
布尔代数对人工智能的发展具有重要意义:正是因为有了思维的数
学表达,机器才有了模拟人类思维的可能。
03
新知讲解
3
数理逻辑的确立
弗里德里希·路德维希·戈特洛布·弗雷格（1848-1925)，德国数学家、逻辑学家和哲学家，数理逻辑和分析哲学的奠基人。
1879年出版了《概念文字》一书,定义了数理逻辑的主要元素,包括带有变元的命题表示方法，以及“任意”“存在”等,极大提高了逻辑演算的表达能力。
03
新知讲解
弗雷格之后,许多数学家继续推动数理逻辑的发展。
3
数理逻辑的确立
阿尔弗雷德·怀特黑德
伯特兰·罗素
他们在1910-1913年共同出版的《数学原理》是数理逻辑的经典之作，进一步完善了数理逻辑的理论基础。
03
新知讲解
弗雷格之后,许多数学家继续推动数理逻辑的发展。
3
数理逻辑的确立
库尔特·弗雷德里希·哥德尔
大卫·希尔伯特
他提出的数学公理化思想以及数学系统的一致性问题都启发了后续研究。
1931年发现了不完备定理,指出了逻辑系统的局限性,进一步加深了人类对逻辑系统的理解。
03
新知讲解
4
总结
数理逻辑的确立为形式化描述人类的思维提供了坚实的理论基础，成为人工智能大厦的第一块基石。
03
新知讲解
有一种观点认为，虽然数理逻辑可以复现人类的思维过程，但人类的思维有多种形式，可以用数理逻辑表达只是其中很少一部分，很多潜意识的思维过程是无法用逻辑来表示的。因此基于逻辑来构建人工智能并不能实现完全复现人的智能。
你对此有何看法？
5
思考
03
新知讲解
逻辑学可以帮助人明辨是非,免受误导。组成攻防小组,设计一些逻辑上存在漏洞的“诡辩”,让对方小组把漏洞找出来。先找出对方漏洞者获胜。
5
课程实践
04
课堂练习
一、判断题。
1.亚里士多德认为，若三段论的大前提和小前提正确，其结论一定正确。（ ）
2.托马斯 霍布斯在《利维坦》中提出 “推理即计算” 的观点。 （ ）
3.布尔代数的出现标志着思维数学化迈出了第一步。 （ ）
4.哥德尔提出了数学公理化思想，希尔伯特发现了不完备定理。 （ ）
√
√
×
√
04
课堂练习
二、选择题
1.亚里士多德逻辑学的代表性成果是（ ）
A. 布尔代数 B. 三段论 C. 数理逻辑 D. 不完备定理
2.首次确立用符号演算描述思维过程的新体系（布尔代数）的数学家是（ ）
A. 托马斯 霍布斯 B. 戈特弗里德 莱布尼兹
C. 乔治 布尔 D. 弗里德里希 弗雷格
3.1879年出版《概念文字》，定义了数理逻辑主要元素的学者是（ ）
A. 伯特兰 罗素 B. 弗里德里希 弗雷格
C. 阿尔弗雷德 怀特黑德 D. 库尔特 哥德尔
B
B
C
04
课堂练习
三、填空题
1.三段论的基本结构包括：大前提、小前提和______。
2.乔治 布尔在 1847 年出版的《 》一书，研究了逻辑的数学化。
3.阿尔弗雷德 怀特黑德与伯特兰 罗素在 1910-1913 年共同出版的《______》是数理逻辑的经典之作。
4.数理逻辑的确立为形式化描述人类的思维提供了坚实的理论基础，成为人工智能大厦的 。
结论
逻辑的数学分析
数学原理
第一块基石
05
拓展延伸
数理逻辑奠定基础，对人工智能实现 “推理即计算” 有何关键作用？
（1）符号演算。
（2）复现推理。
（3）验证构想。
（4）模拟思维。
（5）核心路径。
05
拓展延伸
自动定理证明工具（如Isabelle、Coq ），基于数理逻辑的符号演算、推理规则，自动验证数学定理，复现 “把数学真理转为逻辑演算” 的过程，辅助数学研究。
05
拓展延伸
智能逻辑推理引擎（嵌入专家系统、知识图谱应用 ），用数理逻辑的形式化表达，处理知识推理，支撑智能问答、决策系统的逻辑判断。
05
拓展延伸
程序验证软件（如Frama-C ），借鉴数理逻辑的严密性，验证程序代码是否符合逻辑规则，避免漏洞，类似“用逻辑演算保障系统正确”的思路。
06
课堂总结
1
了解亚里士多德三段论
2
了解数理逻辑在思维数学化贡献
3
了解数理逻辑对人工智能的作用
4
完成课堂练习
5
进行相关知识拓展
1
2
3
4
5
人类思维规律的总结
07
板书设计
人类思维规律的总结
1、了解亚里士多德三段论
2、了解数理逻辑在思维数学化贡献
3、了解数理逻辑对人工智能的作用
4、完成课堂练习
5、进行知识拓展
课后作业。
1.简述科学思维的特征，并举例说明其中一个特征在生活中的应用。
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