Cеминар «Нестандартные логики» им. Л. Л. Максимовой

Установлено, что явления в квантовой механике имеют вероятностную природу. Например, мы не можем определить положение электрона в произвольный момент времени, но можем определить вероятностное распределение его положения, зная начальное распределение. Это можно интерпретировать, как отсутствие детерминизма в квантовой механике. Однако не все физики разделяли подобную интерпретацию. Ими была предложена концепция скрытых параметров, которые нельзя измерить, но которые однозначно определяют движение частиц. В 1964 году Джоном Стюартом Беллом было показано, что вне зависимости от наличия или отсутствия скрытых параметров есть некоторые вероятностные неравенства, которые можно экспериментально проверить, и в случае их нарушения можно сделать вывод об отсутствии скрытых параметров. Физиками Джоном Клаузером, Аланом Аспектом и Антоном Цайлингером были проведены эксперименты, которые показали нарушение неравенств Белла. За этот результат им была присуждена Нобелевская премия в 2022 году.

Неравенства Белла не нарушаются в классических вероятностных моделях. В частности, неравенства Белла выводятся в вероятностной логике Фагина, Хальперна и Мегиддо. Их нарушение означает, что для моделирования квантовой механики необходимы нестандартные вероятностные модели. В докладе речь пойдет о модифицированной вероятностной логике, в которой невыводимы неравенства Белла, и будет доказана теорема полноты для данной логики. Семантика данной логики задается в терминах квантовых тимов и является обобщением тим-семантики логики независимости, введенной Юко Ваананеном в 2007 году.

Сообщение основано на следующих работах:

[1] S. Abramsky and L. Hardy. Logical Bell Inequalities. Phys. Rev. A , 85(062114):1-11, 2012.
[2] T. Hyttinen, G. Paolini, J. Vaananen, Quantum team logic and Bell's inequalities. Rev. of Symb. Logic, V. 8, No. 4, 2015.
[3] J. T. Fokkens, On the reduction of quantum teams, MA thesis, University of Gothenburg.

В 2024 г. по инициативе Ректора АНО ВО «Университет Иннополис» стартовало новое направление подготовки «Математика и Искусственный Интеллект».

Существует мнение, что современный ИИ — это методы оптимизации, нейронные сети и большие языковые модели, а классический подход к ИИ (господствовавший в ИИ до начала XXI века) — это ИИ основанный на логических правилах вывода. И хотя в настоящее время основной тренд в ИИ - это нейронные сети и языковые модели (а также численные методы оптимизации), но знание классики ИИ необходимо (и, по-моему, перспективно) для создания гибридных систем ИИ, основанных как на нейросетевых и языковых моделях, так и на логических правилах.

Цель доклада — обсудить вариант семестровой программы курса «Математическая логика для Искусственного Интеллекта» (бакалавриат) по направлению подготовки «Математика и Искусственный Интеллект».

Хорошо известно (и нетрудно показать), что модальная предикатная логика, определяемая элементарным классом шкал Крипке, является рекурсивно аксиоматизируемой (поскольку она погружается в классическую логику предикатов). Кроме того, известно много примеров полных по Крипке логик, но не полных относительно элементарных классов шкал, которые имеют высокую алгоритмическую сложность. Например, логики различных классов нётеровых шкал Пи-1-1-трудны, а логики различных классов конечных (по числу миров) шкал одновременно Пи-0-1-трудны и Сигма-0-1-трудны. Возникает естественный вопрос о контрпримерах: когда полная по Крипке логика, не определимая ни одним элементарным классом шкал Крипке, всё же рекурсивно аксиоматизируема. В докладе предполагается показать, как можно строить примеры таких логик. В начале 2000-х автором были построены такие примеры в классе логик, не замкнутых по правилу усиления (правилу Гёделя), причём при ограничениях на семантику: рассматривались классы только корневых шкал с выделенным корнем (публикаций не было, были только доклады на научных семинарах). Значительно позже такие примеры были найдены и в классе нормальных логик (расширениях логики QK, замкнутых в т.ч. по правилу усиления), при этом было снято и требование о том, чтобы шкалы были только корневыми. Результаты опубликованы в работах [1] и [2]. Все необходимые определения будут даны в докладе.

[1] M. Rybakov, D. Shkatov. A recursively enumerable Kripke complete first-order logic not complete with respect to a first-order definable class of frames. Advances in Modal Logic, 12, eds. Guram Bezhanishvili, Giovanna D’Agostino, George Metcalfe, and Thomas Studer, College Publications, 2018, 531–540.

[2] M. Rybakov, D. Shkatov. Recursive enumerability and elementary frame definability in predicate modal logic. Journal of Logic and Computation, 30:2, 2020, 549–560.