Seeking Explanations: Abduction in Logic, Philosophy of Science and Artificial Intelligence [PhD Thesis]

209 Pages·1997·0.98 MB·English

by  Atocha Aliseda-LLera

Seeking Explanations(cid:0)
Abduction in Logic(cid:1)
Philosophy of Science
and Arti(cid:2)cal Intelligence
Atocha Aliseda(cid:0)LLera
Seeking Explanations(cid:0)
Abduction in Logic(cid:1)
Philosophy of Science
and Arti(cid:2)cal Intelligence
ILLC Dissertation Series (cid:0)(cid:1)(cid:1)(cid:2)(cid:3)(cid:4)
institute for logic, language and computation
For further information about ILLC(cid:3)publications(cid:5) please contact
Institute for Logic(cid:5) Language and Computation
Universiteit van Amsterdam
Plantage Muidergracht (cid:6)(cid:4)
(cid:0)(cid:7)(cid:0)(cid:8) TV Amsterdam
phone(cid:9) (cid:10)(cid:11)(cid:0)(cid:3)(cid:6)(cid:7)(cid:3)(cid:12)(cid:6)(cid:12)(cid:13)(cid:7)(cid:1)(cid:7)
fax(cid:9) (cid:10)(cid:11)(cid:0)(cid:3)(cid:6)(cid:7)(cid:3)(cid:12)(cid:6)(cid:12)(cid:12)(cid:0)(cid:7)(cid:0)
e(cid:3)mail(cid:9) illc(cid:14)wins(cid:15)uva(cid:15)nl
SEEKING EXPLANATIONS(cid:0)
ABDUCTION IN LOGIC(cid:1) PHILOSOPHY OF SCIENCE
AND ARTIFICIAL INTELLIGENCE
a dissertation
submitted to the department of philosophy
interdepartmental program in philosophy and symbolic systems
and the committee on graduate studies
of stanford university
in partial fulfillment of the requirements
for the degree of
doctor of philosophy
By
Atocha Aliseda(cid:3)LLera
August (cid:0)(cid:1)(cid:1)(cid:2)
Promotor(cid:9) Prof(cid:15)dr(cid:15) J(cid:15) van Benthem
Faculteit Wiskunde en Informatica
Universiteit van Amsterdam
Plantage Muidergracht (cid:6)(cid:4)
(cid:0)(cid:7)(cid:0)(cid:8) TV Amsterdam
The investigationswere supported bytheUniversidad NacionalAut(cid:16)onomadeM(cid:17)exico(cid:5)
Instituto de Investigaciones Filoso(cid:17)(cid:18)cas(cid:15)
Copyright (cid:0)c (cid:0)(cid:1)(cid:1)(cid:2) by Atocha Aliseda(cid:3)LLera
ISBN(cid:9) (cid:1)(cid:7)(cid:19)(cid:2)(cid:4)(cid:2)(cid:1)(cid:12)(cid:19)(cid:2)(cid:11)(cid:19)(cid:7)

Contents
Acknowledgements ix
(cid:0) What is Abduction(cid:1)
Overview and Proposal for Investigation (cid:0)
(cid:0)(cid:15)(cid:0) What is Abduction(cid:20) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)
(cid:0)(cid:15)(cid:6) The Founding Father(cid:9) C(cid:15)S(cid:15) Peirce (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:7)
(cid:0)(cid:15)(cid:11) Philosophy of Science (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:4)
(cid:0)(cid:15)(cid:4) Arti(cid:18)cial Intelligence (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:8)
(cid:0)(cid:15)(cid:12) Further Fields of Application (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:6)(cid:6)
(cid:0)(cid:15)(cid:13) A Taxonomy for Abduction (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:6)(cid:13)
(cid:0)(cid:15)(cid:2) Thesis Aim and Overview (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:11)(cid:6)
(cid:2) Abduction as Logical Inference (cid:3)(cid:4)
(cid:6)(cid:15)(cid:0) Introduction (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:11)(cid:12)
(cid:6)(cid:15)(cid:6) Directions in Reasoning(cid:9)
Forward and Backward (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:11)(cid:2)
(cid:6)(cid:15)(cid:11) Formats of Inference(cid:9)
Premises and Background Theory (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:11)(cid:1)
(cid:6)(cid:15)(cid:4) Inferential Strength(cid:9) A Parameter (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:4)(cid:6)
(cid:6)(cid:15)(cid:12) Requirements for Abductive Inference (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:4)(cid:12)
(cid:6)(cid:15)(cid:13) Styles of Inference and Structural Rules (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:12)(cid:7)
(cid:6)(cid:15)(cid:2) Structural Rules For Abduction (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:12)(cid:12)
(cid:6)(cid:15)(cid:8) Further Logical Issues (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:13)(cid:13)
vii
(cid:6)(cid:15)(cid:1) Discussion and Conclusions (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:2)(cid:11)
(cid:6)(cid:15)(cid:0)(cid:7) Further Questions (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:2)(cid:4)
(cid:6)(cid:15)(cid:0)(cid:0) Related Work (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:2)(cid:12)
(cid:3) Abduction as Computation (cid:5)(cid:6)
(cid:11)(cid:15)(cid:0) Introduction (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:2)(cid:1)
(cid:11)(cid:15)(cid:6) Procedural Abduction (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:8)(cid:7)
(cid:11)(cid:15)(cid:11) Introduction to Semantic Tableaux (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:8)(cid:6)
(cid:11)(cid:15)(cid:4) Abduction with Tableaux (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:8)(cid:2)
(cid:11)(cid:15)(cid:12) Generating Abductions in Tableaux (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:1)(cid:7)
(cid:11)(cid:15)(cid:13) Tableaux Extensions and Closures (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:1)(cid:11)
(cid:11)(cid:15)(cid:2) Computing Plain Abductions (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:1)(cid:1)
(cid:11)(cid:15)(cid:8) Consistent Abductive Explanations (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:7)(cid:11)
(cid:11)(cid:15)(cid:1) Explanatory Abduction (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:7)(cid:13)
(cid:11)(cid:15)(cid:0)(cid:7) Quality of Abductions (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:7)(cid:2)
(cid:11)(cid:15)(cid:0)(cid:0) Further Logical Issues (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:0)(cid:7)
(cid:11)(cid:15)(cid:0)(cid:6) Discussion and Conclusions (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:0)(cid:12)
(cid:11)(cid:15)(cid:0)(cid:11) Further Questions (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:0)(cid:13)
(cid:11)(cid:15)(cid:0)(cid:4) Related Work (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:0)(cid:2)
(cid:7) Scienti(cid:8)c Explanation and Epistemic Change (cid:0)(cid:0)(cid:6)
(cid:4)(cid:15)(cid:0) Introduction (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:0)(cid:1)
(cid:4)(cid:15)(cid:6) Scienti(cid:18)c Explanation as Abduction (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:6)(cid:7)
(cid:4)(cid:15)(cid:11) Abduction as Epistemic Change (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:11)(cid:13)
(cid:4)(cid:15)(cid:4) Explanation and Belief Revision (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:12)(cid:8)
(cid:4)(cid:15)(cid:12) AGM Postulates for Contraction (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:15) (cid:0)(cid:13)(cid:0)
A Algorithms for Chapter (cid:3) (cid:0)(cid:9)(cid:3)
Abstract (cid:0)(cid:5)(cid:4)
Bibliography (cid:0)(cid:5)(cid:5)
viii
Acknowledgements
It is a privilege to have (cid:18)ve professors on my reading committee representing the
di(cid:21)erent areas of my Ph(cid:15)D(cid:15) program in Philosophy and Symbolic Systems(cid:9) Computer
Science(cid:5) Linguistics(cid:5) Logic(cid:5) Philosophy(cid:5) and Psychology(cid:15)
Tom Wasow was the (cid:18)rst person to point me in the direction of abduction(cid:15) He
gave me useful comments on earlier versions of this dissertation(cid:5) always insisting that
it be readable to non experts(cid:15) It was also a pleasure to work with him this last year
coordinating the undergraduate Symbolic Systems program(cid:15)
Dag(cid:18)nn F(cid:22)llesdal encouraged me to continue exploring connections between ab(cid:3)
duction and philosophy of science(cid:15) Yoav Shoham and Pat Suppes gave me very good
advice about future expansions of this work(cid:15) Jim Greeno chaired my defense and also
gave me helpful suggestions(cid:15) For their help with my dissertation(cid:5) and for the classes
in which they taught me(cid:5) I am very grateful(cid:15)
Tomyadvisor(cid:5)JohanvanBenthem(cid:5)Io(cid:21)ermydeepestgratitude(cid:15) Heisawonderful
teacher and mentor(cid:15) Amongmanythings(cid:5) Johantaughtme thatbasic notionsinlogic
may give rise to the most interesting questions(cid:15) Working with him meant amazement
and challenge(cid:5) and his passion for logic is an endless inspiration to my work(cid:15)
I received help from numerous other people and institutions(cid:15) For inspiring con(cid:3)
versations(cid:5) invaluable bibliography(cid:5) and constructive criticism in early stages of this
project(cid:5) I wish to thank(cid:9) Carmina Curc(cid:17)o(cid:5) Pablo Gerva(cid:17)s(cid:5) Dinda Gorl(cid:17)ee(cid:5) Jerry Hobbs(cid:5)
MarianneKalsbeek(cid:5)Geert(cid:3)JanKruij(cid:21)(cid:5)RalfMu(cid:23)ller(cid:5)DavidPearce(cid:5)andV(cid:17)(cid:24)ctorSa(cid:17)nchez(cid:3)
Valencia(cid:15) I would also like to thank the organizers and participants of the (cid:25)ECAI(cid:26)(cid:1)(cid:13)
Workshop on Abductive and Inductive Reasoning(cid:26) to whom I had the opportunity
to present a small part of this dissertation(cid:15) Moreover(cid:5) I thank the students in the
ix