語(yǔ)義學(xué)是對(duì)意義（meaning）的研究。本書(shū)（除了后一章）主要關(guān)注的是語(yǔ)言表達(dá)的意義，這里的語(yǔ)言表達(dá)指的是句子或者更長(zhǎng)的文本，而不是計(jì)算機(jī)程序、數(shù)學(xué)公式或者更廣泛的符號(hào)學(xué)所關(guān)注的意義。一般來(lái)說(shuō)，語(yǔ)義學(xué)更多指的是單詞的意義，但是Urban Dictionary將語(yǔ)義學(xué)定義為：
討論單詞或詞組在特定語(yǔ)境中的意義的研究，通常是為了贏得某種形式的爭(zhēng)論。注意，不要陷入語(yǔ)義學(xué)的泥潭中。
這一領(lǐng)域可以被歸類(lèi)到語(yǔ)言學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、哲學(xué)或認(rèn)知科學(xué)中的任意一個(gè)學(xué)科內(nèi)。本書(shū)在頁(yè)邊將一些段落特別標(biāo)記為L(zhǎng)ing（語(yǔ)言學(xué)，linguistics）、Comp（計(jì)算機(jī)科學(xué)，computer）、Phil（哲學(xué)，philosophy）或者CogSci（認(rèn)知科學(xué)，cognitive science）。本書(shū)的這種組織方式也反映了語(yǔ)義學(xué)這一學(xué)科的模糊性。因?yàn)闆](méi)有人能成為所有這些領(lǐng)域的專(zhuān)家，所以本書(shū)會(huì)分別討論每一個(gè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)知識(shí)。
誰(shuí)應(yīng)該閱讀本書(shū)？
我們的目的是提供概念化（conceptual）和形式化（formal）的工具，用于建立能夠理解文本的語(yǔ)義系統(tǒng)。該系統(tǒng)既面向信息提取、問(wèn)答等特定任務(wù)，也面向語(yǔ)義網(wǎng)等更寬泛的任務(wù)。我們的目標(biāo)是介紹工作系統(tǒng)（working system）所依賴(lài)的基本思想，這主要針對(duì)對(duì)開(kāi)發(fā)語(yǔ)義系統(tǒng)感興趣的計(jì)算機(jī)科學(xué)或者工程專(zhuān)業(yè)的學(xué)生。本書(shū)理想的讀者是黑客，即喜歡深入了解系統(tǒng)內(nèi)部工作原理的人，他們不僅愿意嘗試和實(shí)驗(yàn)不同的事物，而且樂(lè)于研究數(shù)學(xué)模型。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，本書(shū)是比較難理解的，因?yàn)闀?shū)中所使用的句子很長(zhǎng)，有很多很長(zhǎng)的單詞，也沒(méi)有使用類(lèi)似側(cè)邊欄材料的排版技巧，所以無(wú)法根據(jù)關(guān)鍵字快速粗略地閱讀。而且我們還假設(shè)讀者會(huì)花時(shí)間完成練習(xí)題，并在讀不懂時(shí)查閱相關(guān)的資料。
本書(shū)的重點(diǎn)在于思想，但是我們也在GitHub上準(zhǔn)備了很多相關(guān)的代碼（大約2500行）。我們希望讀者的學(xué)習(xí)計(jì)劃以實(shí)踐為主，從代碼開(kāi)始，只在需要時(shí)才參考書(shū)中的內(nèi)容。不過(guò)，我們也必須提醒這些以實(shí)踐為主的讀者，書(shū)中所討論的內(nèi)容中只有大約三分之一附有代碼，其余的部分需要自己解決。其他更傳統(tǒng)的閱讀建議可以參見(jiàn)1.5節(jié)。
如果你學(xué)習(xí)語(yǔ)義學(xué)是想通過(guò)代碼來(lái)執(zhí)行語(yǔ)義任務(wù)，那么可以從本書(shū)代碼的文檔參考中找到相關(guān)的網(wǎng)站文本和不斷增加的Python代碼之間有雙向超鏈接。本書(shū)是為有經(jīng)驗(yàn)的軟件開(kāi)發(fā)人員準(zhǔn)備的，沒(méi)有介紹Python，也沒(méi)有為代碼提供詳細(xì)的文檔。強(qiáng)烈建議讀者參與到代碼更新中，見(jiàn)https://github.com/kornai/4lang（需要在比GPL更弱（更寬容）的CC Attribution或類(lèi)似許可下，允許商業(yè)重用，并且不能對(duì)代碼的其余部分產(chǎn)生任何病毒式的影響（GNU LPGL、BSD和類(lèi)似的許可證都可以））。
以計(jì)算為導(dǎo)向的讀者，比如計(jì)算機(jī)科學(xué)/工程專(zhuān)業(yè)的研究生或高年級(jí)本科生，會(huì)發(fā)現(xiàn)除了第2章總結(jié)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)以外，其他章節(jié)是相對(duì)獨(dú)立的。在本書(shū)的其余部分，我們會(huì)針對(duì)自然語(yǔ)言（而不是程序語(yǔ)言）進(jìn)一步開(kāi)發(fā)和探索這些數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。由于我們選擇自然語(yǔ)言作為研究主題，這些內(nèi)容與現(xiàn)在在程序語(yǔ)言語(yǔ)義學(xué)中被視為理所當(dāng)然的數(shù)理邏輯基礎(chǔ)知識(shí)幾乎沒(méi)有共同之處。程序語(yǔ)言語(yǔ)義學(xué)的核心是用程序證明（proof as program）。在程序語(yǔ)言語(yǔ)義學(xué)中，一個(gè)有趣的事實(shí)是，邏輯學(xué)家在對(duì)數(shù)學(xué)原理證明的分析過(guò)程中所使用的詞匯表（在2.6節(jié)中有簡(jiǎn)要介紹）與計(jì)算機(jī)科學(xué)家為了研究計(jì)算理論所建立的詞匯表有很高的重疊度。對(duì)于熟練的程序員或者邏輯學(xué)家而言，這種奇妙的聯(lián)系是非常吸引人的。但是對(duì)自然語(yǔ)言的處理只需要更簡(jiǎn)單的零階（zeroth order）理論，即帶有一些模態(tài)擴(kuò)展的命題演算，而更復(fù)雜的問(wèn)題是有關(guān)概念的可學(xué)習(xí)性。
為了建立一個(gè)能處理自然語(yǔ)言輸入的系統(tǒng)，需要大量的語(yǔ)言學(xué)知識(shí)，而在本書(shū)中，標(biāo)記為L(zhǎng)ing的段落是面向不熟悉語(yǔ)言學(xué)知識(shí)的讀者的。限于篇幅，我們不可能介紹全部常用的語(yǔ)言學(xué)技術(shù)機(jī)制，因此，這些段落實(shí)際上只是對(duì)語(yǔ)言學(xué)知識(shí)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，更基礎(chǔ)和詳細(xì)的內(nèi)容需要讀者自己從這些段落的參考文獻(xiàn)中獲取。而且，由于本書(shū)所介紹的內(nèi)容都是為了解決實(shí)際的語(yǔ)義學(xué)問(wèn)題，所以本書(shū)引用的語(yǔ)言學(xué)文獻(xiàn)并沒(méi)有涵蓋語(yǔ)言學(xué)的全部范圍，甚至并沒(méi)有包含當(dāng)代語(yǔ)言語(yǔ)義學(xué)的全部范圍。Jacobson（2014）出版了一本詳細(xì)且系統(tǒng)地介紹成分語(yǔ)義學(xué)（compositional semantics）的優(yōu)秀書(shū)籍，因此本書(shū)將把更多的篇幅放在詞匯語(yǔ)義學(xué)（lexical semantics）上。
語(yǔ)言學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，尤其是具有計(jì)算思維的學(xué)生，可能更容易掌握這些需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，盡管本書(shū)所涉及的內(nèi)容與經(jīng)典的語(yǔ)義學(xué)課程有很大區(qū)別。那些缺乏計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的學(xué)生可以先閱讀Jurafsky和Martin（2009）或者Bird、Klein和Loper（2009）的書(shū)籍。本書(shū)涉及哲學(xué)或者認(rèn)知科學(xué)的內(nèi)容比較少，但涵蓋一些重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，我們將在第2章中討論。
標(biāo)注Phil的段落通常討論的是哲學(xué)相關(guān)的話(huà)題，比如語(yǔ)言哲學(xué)、科學(xué)哲學(xué)等。當(dāng)我們需要從根本上討論一些問(wèn)題的時(shí)候，需要大量地運(yùn)用哲學(xué)思想，比如在第3章中。在本書(shū)中，我們會(huì)經(jīng)常將所講述的內(nèi)容與哲學(xué)觀(guān)點(diǎn)相聯(lián)系，但是本書(shū)所包含的哲學(xué)內(nèi)容并不是對(duì)哲學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)性介紹，也不適合沒(méi)有哲學(xué)基礎(chǔ)的人自學(xué)使用。相反，本書(shū)是為那些已經(jīng)有一定哲學(xué)基礎(chǔ)的讀者準(zhǔn)備的，目的是引導(dǎo)這些讀者了解本書(shū)所討論的內(nèi)容如何與相關(guān)的哲學(xué)觀(guān)點(diǎn)和討論聯(lián)系起來(lái)。
我們?yōu)橐恍┲�名的哲學(xué)難題提供了新的解決方案，特別是谷堆論證（又稱(chēng)連鎖悖論）和分外功行（supererogation），但是我們的討論都是面向?qū)嶋H問(wèn)題的（因?yàn)槲覀儗?shí)際上是在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中涉及了相關(guān)的話(huà)題），而不會(huì)提供完整、詳盡的哲學(xué)論述。一般來(lái)說(shuō)，哲學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生會(huì)對(duì)一些宏觀(guān)的問(wèn)題進(jìn)行深入的學(xué)習(xí)，比如，什么是意義？什么是知識(shí)？什么是真理？但這里并沒(méi)有對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)的哲學(xué)論述。我們提供的是一種高技術(shù)含量的模型，能夠從計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)（更多的是基于代數(shù)學(xué)而不是邏輯學(xué)）的角度，對(duì)意義（meaning）、知識(shí)（knowledge），以及真理（truth）進(jìn)行建模。
我們沒(méi)有在（哲學(xué)）邏輯學(xué)相關(guān)的章節(jié)中引用計(jì)算機(jī)和數(shù)學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。在1.5節(jié)中，我們提供了一個(gè)針對(duì)哲學(xué)的閱讀計(jì)劃。在閱讀本書(shū)的時(shí)候，哲學(xué)家需要明白，我們不會(huì)得到一門(mén)非常專(zhuān)業(yè)化的技術(shù)性語(yǔ)言。在分析權(quán)利（right）時(shí)，我們針對(duì)的是日常概念，而不是經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化后的權(quán)利概念。當(dāng)然，我們將區(qū)分right1 dextra與right2bonus和right3ius，但對(duì)后一項(xiàng)的定義只是法律，而法律又被定義為rule, system, society/2285 HAS, official, ACCEPT, ABOUT can/1246[person[=TO]]（這些定義的形式化理論見(jiàn)6.5節(jié)）。粗略地說(shuō)，法律是社會(huì)的規(guī)則體系，被官方認(rèn)定并且被人們所接受，定義了人們可以做的事情。但與此同時(shí)，我們也容易想到，不是也存在不為人們所接受的不公正的法律嗎？難道沒(méi)有超越社會(huì)的權(quán)利嗎？我們認(rèn)為，這些問(wèn)題雖然很有價(jià)值，但不能在研究日常語(yǔ)言的過(guò)程中得到很好的解決。引用Kornai（2008）的一段話(huà)：
由于幾乎所有的社會(huì)活動(dòng)終都依賴(lài)于語(yǔ)言交流，因此很多人試圖將其他研究領(lǐng)域的問(wèn)題簡(jiǎn)化為純粹的語(yǔ)言學(xué)問(wèn)題。與其理解精神分裂癥，也許不如首先思考多重人格（multiple personality）這個(gè)詞的含義。數(shù)學(xué)已經(jīng)提供了多重的概念，但什么是人格？一個(gè)人又怎么會(huì)有多個(gè)人格呢？對(duì)后綴-al和-ity的正確理解會(huì)是解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵嗎？
初，理解系統(tǒng)（understanding system）是由一些研究人工智能的學(xué)者比如Allen Newell和Herbert Simon建立的，他們?cè)噲D對(duì)人類(lèi)的認(rèn)知系統(tǒng)進(jìn)行建模，或者借鑒對(duì)人類(lèi)思維組織系統(tǒng)的已有研究來(lái)設(shè)計(jì)自己的系統(tǒng)。一些系統(tǒng)（如SOAR或ACT-R）仍在使用中，而另一些則被OpenCog等新的認(rèn)知架構(gòu)取代。
隨著功能磁共振成像技術(shù)（functional MRI）的出現(xiàn)，這一領(lǐng)域得到了極大的發(fā)展，但本書(shū)很少涉及這一快速發(fā)展的領(lǐng)域。除了作者本身的局限性外，另外一個(gè)重要的原因是，試圖從自然中借鑒思想進(jìn)行自然語(yǔ)言處理已經(jīng)被證明是一個(gè)死胡同。
主流的語(yǔ)義系統(tǒng)，比如IBM的Watson，并不是巨型的電子大腦，實(shí)際上，它們從生物系統(tǒng)中借鑒的內(nèi)容很少。一些組件可能使用的是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，但更多的情況是一些統(tǒng)計(jì)模型，如支持向量機(jī)，這些統(tǒng)計(jì)模型并沒(méi)有從生物學(xué)借鑒任何內(nèi)容。在BICA Society的領(lǐng)導(dǎo)下，認(rèn)知科學(xué)家正嘗試研究新的生物啟發(fā)模型，但到目前為止，他們?cè)谡Z(yǔ)義學(xué)的核心問(wèn)題上還沒(méi)有獲得太大進(jìn)展。
隨著算法的設(shè)計(jì)越來(lái)越仿照人類(lèi)社會(huì)，面向自然語(yǔ)言理解設(shè)計(jì)的算法架構(gòu)可能也會(huì)引起哲學(xué)家和認(rèn)知科學(xué)家的興趣，第3章和第9章將包含很多相關(guān)的材料。不過(guò)，這些學(xué)科所涵蓋的范圍很廣，超出了本書(shū)的范圍。強(qiáng)烈建議哲學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生參考Boden（2006）的書(shū)的第16章，認(rèn)知科學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生應(yīng)該閱讀Boden（2006）的全部?jī)删�，以及Gordon和Hobbs（2017）的書(shū)。這些不是本書(shū)的基礎(chǔ)知識(shí)，而是為了幫助你獲得更深入的理解。本書(shū)在很大程度上是對(duì)Boden（2006）的補(bǔ)充，因?yàn)楸緯?shū)將非常詳細(xì)地介紹當(dāng)代語(yǔ)義學(xué)的技術(shù)機(jī)制，并且因?yàn)樵贐oden（2006）之后出版，所以本書(shū)將涵蓋許多Boden沒(méi)有介紹的內(nèi)容。
本書(shū)高度贊同具身認(rèn)知（embodied cognition）的主張和思想，但是會(huì)借助形式化的符號(hào)來(lái)處理問(wèn)題，因?yàn)楸緯?shū)關(guān)注的是構(gòu)建能夠執(zhí)行語(yǔ)義任務(wù)的算法，如圖解推理（schematic inferencing）（見(jiàn)7.1節(jié)），即使這種形式化是以犧牲認(rèn)知現(xiàn)實(shí)主義（cognitive realism）為代價(jià)的。本書(shū)是為那些對(duì)制造飛行器感興趣但不關(guān)注鳥(niǎo)是怎么飛的人準(zhǔn)備的。對(duì)認(rèn)知科學(xué)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，的安慰就是一些技術(shù)設(shè)備（technical apparatus）（不妨理解為空氣動(dòng)力學(xué)原理）會(huì)與認(rèn)知科學(xué)有一定的共通性。1.5節(jié)中為認(rèn)知科學(xué)家提出的閱讀計(jì)劃將強(qiáng)調(diào)這一共通性。
排版說(shuō)明
針對(duì)那些我們認(rèn)為讀者已經(jīng)知道但可能需要深入了解的概念和觀(guān)點(diǎn)，書(shū)中用黑體表示并給出了其維基百科（Wikipedia，WP）、PlanetMath或斯坦福哲學(xué)百科全書(shū)（Stanford Encyclopedia of Philosophy，SEP）的鏈接。這些鏈接可以從http://hlt.bme.hu/semantics/external獲取。在給出一個(gè)術(shù)語(yǔ)的正式定義之前，我們可能會(huì)非正式地使用這個(gè)術(shù)語(yǔ)。本書(shū)中所使用的符號(hào)約定不一定與上述鏈接中的一致，例如，我們使用表示有序?qū)�，而維基百科中用（a，b）表示有序?qū)Α?br />雖然本書(shū)涉及的技術(shù)資料多種多樣，但是這種多樣性將包含在統(tǒng)一的方法論中。哲學(xué)和邏輯