在人工智能领域，数据是抽象的内容，独立时没有含义；信息是经过收集和处理的数据；而知识是经过人为的解读和经验充实的信息。知识是智慧、创造力的前提。这段时间看文献，对知识表达产生了兴趣，它是人工智能的一个核心环节。从数据到信息，从信息到知识，知识必须被人类和计算机理解，才能产生所谓人工智能。目前，知识表达的形式非常多，最常见的就是IF...THEN的形式，这种表达十分简单，但是表达能力有限。这里我想向大家介绍一种叫做“本体”的知识表达方式。我想对哲学比较了解的朋友，听说过“本体”这两个字，没错，“本体”就是来源于哲学。那么，且从哲学中的“本体”讲起。
（1）柏拉图和亚里士多德对于“存在性”的理解
本体论是形而上学的一个分支，是研究和讨论“存在性”问题的。关于“存在性”的讨论，柏拉图和亚里士多德的理论对后世的影响比较大。柏拉图提出了“理念”这一词，和具体的现象相对应。他认为拥有同一个名字的不同个体之间肯定存在着同一种理念，例如“床”这个概念就是“理念”，各式各样的个体的床是现象。在他看来，“理念”真正存在的实体，是独立于任何心灵而存在的，是上帝创造出来的完美体；而现象是“理念”的不完美的、残缺的复制品，没有“理念”的事物是不存在的。这就好比“理念”是上帝做的模子，而现象只是从这个模子里复制出来的残缺品（这个比方来自《苏菲的世界》，可能不太准确）。
为了说明这个道理，柏拉图打了一个著名的比喻，叫“洞穴之喻”。设想在一个地穴中有一批囚徒；他们自小呆在那里，被锁链束缚，不能转头，只能看面前洞壁上的影子。在他们后上方有一堆火，有一条横贯洞穴的小道；沿小道筑有一堵矮墙，如同木偶戏的屏风。人们扛着各种器具走过墙后的小道，而火光则把透出墙的器具投影到囚徒面前的洞壁上。囚徒自然地认为影子是惟一真实的事物。如果他们中的一个碰巧获释，转过头来看到了火光与物体，他最初会感到困惑；他的眼睛会感到痛苦；他甚至会认为影子比它们的原物更真实。如果有人进一步拉他走出洞穴，到阳光下的世界，他会更加眩目，甚至会发火；起初他只能看事物在水中的倒影，然后才能看阳光中的事物，最后甚至能看太阳自身。到那时他才处于真正的解放状态，会开始怜悯他的囚徒同伴、他的原来的信仰和生活。如果他返回去拯救他的囚徒同伴，他得有一段时间去适应洞中的黑暗，并且会发现很难说服他们跟他走出洞穴。
在这个比喻里面，柏拉图重在说明存在两个世界: 现象世界和理念世界。现象世界是我们感知的世界，是囚徒们看到的墙壁上的影子，其实是虚幻的，不存在的。而理念世界是通过理性思考所得，是山洞外面的世界，那才是完美的、真正存在的。普通人都陷在现象世界不可自拔，只有通过教育和理性思考才能把他们拉出洞穴，让他们看看真实存在的理型世界。
可见柏拉图把“理念”和“现象”分离了，所以说他的理论是“二元论”。基于此，他留下了著名的著作，《理想国》。
亚里士多德是柏拉图的学生，他在继承老师的思想的基础上，对老师部分思想进行了批判，并予以发展，发明了“共相论”。亚里士多德认为，“共相”的意思就是可以用于描述许多主体的东西，共相论要讨论的是泛指的、一类事物的名词。而与“共相”对应的是“实体”，它指个别的、唯一的、独立的个体。往往说“这类”指的是共相，而“这个”指的是实体。
从这里可以看出亚里士多德的理论和他老师的有所不同。在亚里士多德看来，理念并不是存在的实体，而实体是具体的个别事物。也就是不存在永恒和超验的理念世界，在他看来，理念内化在事物本身，所以理念和物质是不可分离的。亚里士多德把“理念”理解为事物普遍性的一面，是由所有同一类型事物分享的本质统一。这里的“理念”也即亚里士多德所谓“共相”。
这些就是柏拉图和亚里士多德关于“存在性”的讨论，非常的无聊，看起来这些讨论毫无意义，但是他们的这些无聊的讨论却影响了整个西方国家的宗教、文化的发展。
后来19世纪90年代，亚里士多德“共相”的理论被引入到人工智能领域，就是所谓“本体工程”，用来定义领域内的一些概念，以达到知识共享的目的。
（2） 人工智能领域对“本体”的定义及“本体”的基本要素。
在人工智能领域“本体”被定义为“a formal explicit specification of a shared conceptualization ”, 即一种共享的概念化，这种概念被形式化的、精确的定义。“形式化”意味着本体是可以被计算机理解的；“精确的”意味着概念以及概念被使用的约束要被精确的定义；“共享”意味着本体不是被针对某些个人的，而是被一个团体通常是一个领域所共享的；“概念化”是指对世界上某些现象的一种抽象模型，它指出了这种现象的相关概念。
说得简单些，“本体”就是精确定义了某一领域的一些概念，以及描述这些概念的特性、概念之间的关系的属性，以及属性的约束等，而这种定义和描述是可以被计算机理解的，且被领域所共同接受的。
讲这么多，其实我们只要明白“本体”的几个基本元素，就理解了什么是“本体”。之前在哲学里面已经讨论过“共相”的概念了，所以“本体”的两个最基本的元素就是“概念”和“实体”。基于亚里士多德关于“分类”的方法论，一个“概念”实际上也是一个“类”，所以“概念”和“类”在本体论中是同一个意思。为了描述概念或者实体的特性以及相互之间的关系，还有“属性”这么一个元素。实际上，“属性”包括两个元素，一个是“对象属性”，即描述类与类、类与实体、实体与实体之间的关系；另一个是“数据属性”，描述类或者实体的数据属性。除此之外，还有必要定义一些属性的约束，所以“约束”也是一个基本元素。
本体的构建过程，实际上就是定义上述几个基本元素的过程。当我们构建领域的本体知识时，我们可以考虑采用亚里士多德“分类”的方法论，从一个超类出发寻找下面的子类，再以此类推寻找更低一层的子类。例如生物这么一个类可以分为动物和植物，动物又可以分为人类和畜生，人类又可以分为男性和女性。
（3）一个简单的例子
这里举一个简单的例子，以便理解本体论的含义和基本元素以及本体的构建过程。Protégé是本体创建和编辑常用的开源软件，这里以该工具为例进行说明。
为了推动动物园管理智能化，于是全国动物园联合搞了个动物园领域的本体工程。
首先，对动物园的相关概念进行定义，例如“animal”、“plant”、“herbivore”、“carnivore”、“giraffe”、“lion”、“tree”、“branch”、“leaf”等。可以从图中看出，“herbivore”和“carnivore”是“animal”的子类。
然后定义一些对象属性，来描述类与类之间的关系，如图中的“eat”、“eated”、“partof”。“giraffe”“eat”“leaf”，这样就描述了类与类之间的关系了。
为了把这个关系描述得更清楚，往往会加入一些约束，例如“giraffe”“only”“eat”“leaf”,这里的“only”就是约束。
好了，接下来就是为类添加一些实体，例如有一个叫“wangwang”的长颈鹿，于是可以进行如下操作。
那么，“wangwang”就是“giraffe”的一个实体了。对了，还有一个元素“数据属性”还没有提到的。例如下图，定义“address”和“tel”来描述动物园的地址和电话，这就是数据属性了。
在定义动物园的实体时，就可以为该实体填入数据属性的具体值了，例如下图动物园实体“上海动物园”的数据属性。
通过这个例子，对本体的几个基本元素应该理解了。这个例子很简单，其实通过这种方式，可以定义非常复杂的本体，形成复杂的语义网络。而且本体是支持逻辑推理的，这种推理能力来源于描述逻辑。
（4）本体论和面向对象的异同
有编程经验的朋友可能会感觉，本体论和面向对象的意思差不多嘛。是这样的，它们都是对现实世界的抽象，也都来源于“共相论”。但是侧重点不一样，本体论侧重于对概念的定义，以及概念之间的联系；而面向对象侧重于类的功能的实现，或者说接口的实现。这是因为它们的用途是不一样的，“本体”是用来表达领域知识的，本体知识要便于计算机搜索到相关知识，并且便于计算机进行逻辑推理，所以它最重要的是描述概念或者实体之间相互的联系，以及约束。而面向对象实际上是要实现一定的功能的，它之所以用“类”的方法，是为了统一同一个类的接口，以实现代码的重用，所以它最重要的是要编码实现这些接口。
如果有需要用到知识表达的朋友，可以关注一下本体这种方法，或许会给你的项目或者论文帮上大忙。