Отношение часть-целое в онтологиях верхнего уровня

Рассмотрим, какие решения по моделированию отношения часть-целое принимаются в онтологиях верхнего уровня.

В онтологии SUMO (Niles, Pease, 2001) отношения часть-целое определены только над осязаемыми (tangible) пространственными сущностями -объектами. Такое ограничение не является типичным для общей мереологии. В этой онтологии отношение часть-целое подразделяется на следующие подвиды: член, компонент, кусок (piece), собственно часть, поверхностная часть. Поверхностные части делятся на поверхность, верх, низ и бок.

В онтологии OpenCYC (Сус Ontology Guide) отношение часть-целое определяется в очень обобщенном смысле. Единственное ограничение на аргументы отношения заключается в том, что они должны быть конкретными сущностями. Отношение часть-целое включает такие подвиды, как пространственные части, временные части, «концептуальные» части (например содержатьинформацию), члены группы и т. п.

Физические части в онтологии OpenCYC включают следующие подвиды:

-        стенки полости;

-        внешние части;

-        внутренние части;

-        визуальные отметки.

В онтологии DOLCE (Masolo и др., 2003) отношение «объект-материал этого объекта» (ваза-глина) рассматривается как отдельное отношение «составляет» (constitute), не являющееся отношением часть-целое:

X составляет Y тогда и только тогда, когда Xможет быть субстратом после разрушения Y.

Такое решение связано с тем, что объект (ваза) и материал, из которого сделан объект, считаются различными сущностями. Если предположить, что между глиной и вазой существует отношение часть-целое, то глина должна совпасть с вазой, поскольку у глины и вазы совпадают части, а значит, и по аксиомам мереологии глина и ваза совпадают.

Это решение является программным для авторов онтологии, поскольку в DOLCE принят так называемый мультипликативный подход: считается, что различные сущности могут быть совмещены по пространству и времени. Причина, по которой это возможно, заключается в том, что такие сущности могут иметь несовместимые существенные свойства. Классический пример таких сущностей - ваза и глина, из которой сделана эта ваза: ваза не переживет радикальное изменение формы или топологии, в то время как кусок глины останется тем же независимо от этих изменений. Таким образом, эти две сущности различны, хотя и совмещены по времени и пространству. Считается поэтому, что кусок глины составляет вазу (constituted), но сама ваза не является куском глины.

Еще одна черта DOLCE - явное разделение на «постоянные» и «происходящие» сущности. Различие между ними состоит в том, что «постоянные» сущности имеются в наличии целиком и неизменно в некотором фиксированном промежутке времени (например: стол, дом в течение периода своего существования).

«Происходящие сущности» разворачиваются во времени, и в каждый момент в некотором временном интервале они могут быть различными, по-разному себя проявлять, иметь разный состав (например: ураган, жизненный цикл), однако при этом их идентичность сохраняется.

Другой способ разделения «постоянных» и «происходящих» сущностей заключается в следующем: сущность является «постоянной», если она существует больше, чем в один момент времени, и утверждения о частях должны быть сделаны относительно временной шкалы. Другими словами, различие между категориями базируется на фундаментальном различии отношения части для двух категорий: «постоянные» сущности нуждаются в описании отношения часть-целое с добавлением индекса времени, а «происходящие» сущности - нет. Поэтому в DOLCE рассматриваются два вида отношений часть-целое: постоянное отношение часть-целое и отношение часть-целое в момент времени t. Постоянное отношение часть-целое устанавливается между «происходящими» сущностями, а временное отношение часть-целое устанавливается между «постоянными» сущностями.

Для описания отношений между «происходящими» и «постоянными» сущностями вводится отношение участия (participation):

"Обычное представление об участии состоит в том, что «постоянные» сущности вовлечены в «происходящие» сущности. В онтологии, базирующейся на строгом разделении между «происходящими» сущностями и «постоянными» сущностями, участие не может быть просто частью. Участвующие «постоянные» сущности не являются частями «происходящих» сущностей, только «происходящие» сущности могут быть частями «происходящих» сущностей. Отношения участия имеют индекс по времени, для того, чтобы учитывать вариации участия во времени (постоянное участие, временное участие) ".

Постоянные сущности «живут» во времени, участвуя в тех или иных «происходящих» сущностях. Например, человек, который является «постоянной» сущностью, участвует в дискуссии, которая является «происходящей» сущностью. Человеческая жизнь также является «происходящей» сущностью, в которой человек участвует всю свою жизнь.

Отметим, что в такой онтологии верхнего уровня, как OCRE, на счет отношения участия принято полностью противоположное решение: отношение участия рассматривается как частный случай отношения часть-целое (Masolo и др., 2003).