The notion of equality (identity) is simple and ubiquitous, making it a key case study for broader questions about the representations supporting abstract relational reasoning. Previous work suggested that neural networks were not suitable models of human relational reasoning because they could not represent mathematically identity, the most basic form of equality. We revisit this question. In our experiments, we assess out-of-sample generalization of equality using both arbitrary representations and representations that have been pretrained on separate tasks to imbue them with structure. We find neural networks are able to learn (1) basic equality (mathematical identity), (2) sequential equality problems (learning ABA-patterned sequences) with only positive training instances, and (3) a complex, hierarchical equality problem with only basic equality training instances ("zero-shot'" generalization). In the two latter cases, our models perform tasks proposed in previous work to demarcate human-unique symbolic abilities. These results suggest that essential aspects of symbolic reasoning can emerge from data-driven, non-symbolic learning processes.


翻译:平等(身份)概念简单而普遍,成为支持抽象关系推理的表述的更广泛问题的关键案例研究。先前的工作表明,神经网络不是人类关系推理的适当模式,因为它们不能代表数学特征,也是最基本的平等形式。我们再次探讨这一问题。在我们的实验中,我们利用任意陈述和预先接受过不同任务、以结构来充实其结构的表述,评估了不平等的全面概括性。我们发现神经网络能够学习:(1) 基本平等(数学特征),(2) 相继平等问题(学习ABA-模式序列),只有正面的培训实例,(3) 复杂的等级平等问题,只有基本的平等培训实例(“零射”概括化)。在后两种情况下,我们的模式履行先前工作中提出的界定人类-独特象征能力的任务。这些结果表明,象征性推理的基本方面可以从数据驱动的非形式学习过程中产生。

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