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. Most importantly, it turns out that the property of being in analogical proportion is a {\em local} property. 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,其应用包括常识推理、学习、语言获取和故事叙事等多种任务。本文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,在通用代数的总体设置中,“a美元”形式“a美元等于美元”形式模拟比例的抽象代数框架,由于我们的问题以文献中假定的一些类似比例的基本性质为基础,让我们能够以对AI系统至关重要的统一方式对不同领域的数学对象进行比较。结果显示,我们模拟比例的概念具有吸引数学特性。最重要的是,它证明模拟比例的属性与结构保留比例的属性是一个属性。我们从头等原则中构建模型时,仅仅使用通用代数基本概念,而且因为我们的示范问题具有文学中假定的一些类似比例的基本属性,从而说服读者理解我们模型的光度,我们表明,它可以通过模型理论类型自然地嵌入一阶逻辑,从这个角度证明,类比比例与结构保存绘图是相容的。这就像我们从概念学理论学的理论和基本推理学的理论。

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