知识图谱中的知识推理与应用

小明今年4岁，是一个小足球迷，他也刚刚成为C罗的粉丝。爸爸就问他，你知道C罗的国籍是哪个国家吗？

小明说不知道，只知道他以前在皇马踢球。

小明爸爸就提示到，C罗的父亲国籍是葡萄牙，C罗还有个儿子，国籍也是葡萄牙。

小明就大声回答，“爸爸，我知道答案了，C罗的国籍肯定是葡萄牙”。

“为什么呢？”，爸爸问到。

“爸爸你以前说过，一般孩子的国籍和父亲的相同，现在C罗的父亲是葡萄牙，那他有很大可能是葡萄牙，现在他儿子也是葡萄牙，那C罗肯定是葡萄牙。”

“小明，你的推理很厉害，有点像福尔摩斯了。当然你的推理还存在一定的漏洞，假如C罗的母亲是西班牙，C罗孩子的母亲是葡萄牙的，C罗的随了他母亲的国籍，C罗的孩子也是随了自己母亲的国籍，C罗的国籍是西班牙也是有可能的。”

“爸爸，我明白了，那就是根据现有的条件，C罗的国籍很可能是葡萄牙的，但没那么绝对”

“是的，你的理解很到位，真为你的成长感到高兴。”

我们知道，现在的计算机已经非常厉害了，比如在围棋方面可以轻松打败人类顶尖的棋手，但对于这种几岁小孩都明白的逻辑推理，但他们却很难做到。计算机擅长于数值计算，但在逻辑推理方面却很弱。

现在有个好消息，因为知识图谱技术的发展，用计算机做这些方面的推理变得可能。知识图谱是近些年研究的热点，其中知识推理是其重要的优势之一，知识的推理可以应用在知识补全和知识问答中。刚才通过C罗父亲和儿子的国籍，推算C罗国籍的过程就是知识补全，而补全后的知识可以更好的服务知识问答。

知识推理

知识推理一般可以分为符号推理、数值推理和融合推理3大类，其中符号推理可以进一步细分为归纳推理和演绎推理。

（1）符号推理

比如以前的人发现，欧洲的天鹅是白的，美洲、亚洲的天鹅也是白的，他们就推出全世界的天鹅都是白色的，据统计，人类99%的知识都来源于归纳推理，这种推理很简单，但比较费劲，要有足够的知识，而且还可能出错，比如你要推出全世界的天鹅是白的，要把全世界所有天鹅数一遍才比较保险。

知识图谱中，可以利用三元组进行逻辑推理。比如，知道王思聪的父亲是王健林，而王健林的母亲是秦嘉兰，就可以推导出王思聪的奶奶是秦嘉兰。

父亲（王思聪，王健林）^母亲（王健林，秦嘉兰）=>奶奶（王思聪，秦嘉兰）

另外一种是演绎推理。比如古人根据长期的观察得出，“朝霞不出门，晚霞行千里”，人们只要记住这句话，出门的时候发现出现了朝霞，就可以推算出当天可能要下雨，最好不要出门，或者出门得带着伞。

以交通事件图谱为例，图谱表达了各种实体的关系，某条了发生了交通事故，而交通事故会引发交通拥堵，如果知道哪些人正好在这条路上，就可以推测这些人会堵在路上。

交通知识图谱

知识推理示例

（2）数值推理

数值推理可以分为张量分解的方法和基于能量函数的方法。这里涉及到很多的公式，感兴趣的可以参考相关资料。

参考文献
1、知识图谱与知识推理.https://wenku.baidu.com/view/5fcb60ccd5d8d15abe23482fb4daa58da1111c47.html