Analogy-making is at the core of human and artificial intelligence and creativity with applications to such diverse tasks as commonsense reasoning, learning, language acquisition, and story telling. This paper introduces from first principles an abstract algebraic framework of analogical proportions of the form `$a$ is to $b$ what $c$ is to $d$' in the general setting of universal algebra. This enables us to compare mathematical objects possibly across different domains in a uniform way which is crucial for AI-systems. It turns out that our notion of analogical proportions has appealing mathematical properties. As we construct our model from first principles using only elementary concepts of universal algebra, and since our model questions some basic properties of analogical proportions presupposed in the literature, to convince the reader of the plausibility of our model we show that it can be naturally embedded into first-order logic via model-theoretic types and prove from that perspective that analogical proportions are compatible with structure-preserving mappings. This provides conceptual evidence for its applicability. In a broader sense, this paper is a first step towards a theory of analogical reasoning and learning systems with potential applications to fundamental AI-problems like commonsense reasoning and computational learning and creativity.


翻译:分析是人类和人工智慧和创造力的核心,应用了常识推理、学习、语言获取和故事叙事等多种任务。本文件从头等原则中引入了“a美元”形式模拟比例的抽象代数框架,即“a美元”形式的抽象代数框架,在通用代数总体设置中,“a美元”形式“a美元等于美元美元等于美元等于美元美元”形式的模拟比例。这使我们能够以对AI系统至关重要的统一方式,对不同领域可能存在的数学对象进行比较。它证明我们的模拟比例概念具有吸引人的数学特性。我们从最初的原则中构建模型时,仅仅使用通用代数的基本概念,而且因为我们的模型质疑了文献中假定的一些类似比例的基本特性,使读者相信我们模型的可辨别性。我们表明,它可以通过模型理论类型自然地嵌入第一阶逻辑,从这个角度证明,类似比例与结构-保留绘图相容。从广义上看,这为它的可适用性提供了概念性证据。从广义上讲,本文是朝着模拟推论理论的第一步,例如模拟推理学和学习可能进行基本的AI-推理学。

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