چکیده
منطق فازی که در سال 1965 توسط دانشمند ایرانی، پروفسور لطفیزاده به جهان عرضه شد، در تقابل با منطق دوارزشی ارسطویی، ابهام را به عنوان بخشی از سیستم پذیرفته و بر مفاهیم مبهم و نامعیّن دلالت میکند. در شرایطی که ماشین قادر به درک مفاهیم کیفی ـ که به راحتی برای انسان قابل فهم است ـ نیست، منطق فازی شیوه تفکر انسان را به فناوری منتقل میکند. از منطق فازی در بسیاری از شاخههای علوم از جمله «مدیریت اطلاعات» استفاده میشود. در سال 1975، با انتشار مقالهای به زبان فرانسه در مورد جستجوی اطلاعات در شرایط فازی، این واژه به طور رسمی وارد ادبیات کتابداری و اطلاعرسانی شد. طبق اطلاعات ثبتشده در بانک اطلاعاتی LISA، بخش عمدهای از آنچه تاکنون در خصوص منطق فازی و مدیریت اطلاعات منتشر شده، بر ذخیره و بازیابی اطلاعات تمرکز داشته است. پس از آن، بیشترین کاربرد این مقوله به ترتیب در سازماندهی و فراهمآوری اطلاعات بوده است. اکنون برای تضمین امنیت شبکههای اطلاعاتی، از منطق فازی بهرهبرداری میشود. در برخی زمینهها مانند مستندسازی و مدیریت رکوردها نیز تاکنون پژوهشی با موضوع فازی به انجام نرسیده است. در سالهای اخیر، رویکرد عمده این بحث به سمت نظامهای خبره و هوش مصنوعی سوق یافته است. به نظر می‌رسد برای حل بسیاری از گره‌های موجود در حوزه مدیریت اطلاعات، میتوان از منطق فازی کمک گرفت.
کلیدواژهها: منطق فازی، مدیریت اطلاعات، ذخیره و بازیابی، سازماندهی، فراهمآوری، امنیت شبکهها، خدمات کاربران.
مقدمه
مفاهیم بسیاری پیرامون ما وجود دارد که آنها را در قالب عبارتهای مختلف در بیان مسائل روزانه خود به کار می‌بریم. وقتی میگوییم «هوا خوب است»، در واقع هیچ کمیّتی برای خوب بودن هوا نداریم تا آن را اندازه بگیریم و این خوب بودن کاملاً یک مفهوم کیفی است. در واقع، مغز انسان با در نظر گرفتن عوامل گوناگون و بر پایة تفکر استنتاجی، جملههایی را تعریف و ارزشگذاری میکند که الگوبندی آنها به زبان و فرمولهای ریاضی اگر ناممکن نباشد، کاری بسیار پیچیده خواهد بود.
«منطق فازی»[3] بر آن است بر این مفاهیم غیردقیق و کیفی دلالت کند. منطق یا تئوری فازی «یک نوع منطق است که روش های نتیجهگیری در مغز بشر را جایگزین میکند». (ویکی پدیا، 2006)
در جهان واقع نیز آدمی بسیاری از مفاهیم را به صورت فازی (به معنای غیردقیق و مبهم) درک میکند و بهکار میبندد. هرچند کلمات و مفاهیمی همچون «گرم، سرد، بلند، کوتاه، پیر، جوان» و نظایر آنها به عدد خاص و دقیقی اشاره ندارند، ذهن انسان با سرعت و انعطافپذیری شگفتآوری همه را میفهمد و در تصمیمها و نتیجه‌گیریهای خود، به شمار میآورد. این در حالی است که ماشین فقط اعداد را میفهمد و ماهیتاً دقیق است.
منطق کلاسیک یا ارسطویی، تنها دو حالت برای موقعیتهای مختلف قایل است: سیاه و سفید؛ آری و نه؛ روشن و تاریک؛ صفر و یک؛ درست و غلط، حال آنکه قایلان به تفکر فازی معتقدند ابهام در ماهیت علم است؛ یعنی همان‌طور که این ابهامها در ذهن بشر وجود داشته و بشر با درک و توجه به آنها در ذهن خود پدیدهها را تغییر و مدلسازی میکند، منطق فازی نیز سعی دارد مدلهایی ارائه دهد که ابهام را به عنوان بخشی از سیستم ارائه کند. قوانین علمی گذشته، مثل ریاضیات، فیزیک، و مکانیک نیوتونی، همه بر اساس همین منطق دو ارزشی استوار شدهاند، اما بدیهی است که ذهن ما کارهایش را با منطق دیگری انجام میدهد و تصمیمهایش را میگیرد. با کمک منطق فازی میتوان شیوه تفکر انسان را به فناوری منتقل کرد (فرخیان، 2006).
منطق فازی در سال 1965 توسط دانشمند ایرانی به نام لطف‌علیعسگرزاده که جامعه بینالملل به نام پروفسور لطفی زاده از ایشان یاد میکند، ارائه شد. وی پس از پایهگذاری تئوری «مجموعه فازی»، در زمینه کاربردهای این تئوری در حافظه مصنوعی، زبان شناسی، منطق، نظریه تصمیمها، نظریه کنترل، سیستمهای خبره و شبکههای اعصاب، تحقیقات گسترده‌ای نمود. در حال حاضر، تحقیقات پروفسور لطفی زاده در زمینه منطق فازینرم رایانه‌ای، محاسبات رایانه‌ای بر مبنای کلمات، نظریه رایانه‌ای ادراک و زبان طبیعی است.
وی در یک مقالة علمی کلاسیک که در سال 1965 به چاپ رسید، مفهوم «مجموعه فازی»، را که اساس نظریه تجزیه و تحلیل سیستمهای پیچیده است، معرفی نمود که در آن «زبان طبیعی» به جای متغیرهای عددی برای تشریح رفتار و عملکرد سیستمها به کار میرود. پس از معرفی مجموعه فازی، بیش از 15000 مقاله علمی توسط دانشمندان جهان درباره منطق فازی و کاربردهای گسترده آن در نشریه‌های علمی منتشر گردید و حدود 3000 درخواست ثبت اختراع در این زمینه در کشورهای مختلف جهان به عمل آمده است.
پس از آن لطفی زاده به پژوهشهای خود درزمینه مجموعه فازی ادامه داد تا آنکه در سال 1973، در یک مقاله کلاسیک دیگر با عنوان «شرحی بر دیدی نو در تجزیه و تحلیل سیستمهای پیچیده و فرایندهای تصمیم‌گیری» مفهوم استفاده از متغیرهای زبانی را در سیستمهای حافظه و کنترل مطرح کرد. اینمقاله اساس فناوری کنترل بر مبنای منطق فازی است که در آینده اثرهای عمیق در طراحی سیستمهای کنترل هوشیار خواهد داشت.گرچهمنطق فازی کاربردی بسیار وسیع‌تر از منطق متداول دارد، ولی پرفسور لطفیزاده معتقداست منطق فازی اکسیر و نوشدارو نیست. وی میگوید: «کارهای زیادی هست که انسان میتواند به آسانی انجام دهد، در حالی که رایانه‌ها و سیستمهای منطقی قادر به انجامآنها نیستند. (پروفسور لطفیزاده، 2006)
شکل زیر به خوبی میتواند مفهوم فازی را نشان دهد:
در این شکل، سرد بودن، گرم بودن، و داغ بودن، توابعی برای مقایسه درجه حرارت هستند و هر نقطهای روی این خطوط میتواند دارای یکی از سه ارزش بالا باشد. به عنوان مثال، برای یک درجه حرارت خاص که در شکل با یک خط نشان داده شده است، میتوان گفت «مقداری سرد است»، «اندکی گرم است»، یا «اصلاً داغ نیست». که هر سه این مفاهیم، نادقیق هستند.
از جمله مفاهیمی که از دل منطق یا تفکر فازی بیرون آمده، نظریه مجموعههای فازی[4] است. با بسط این نظریه می توان توضیحات دقیقتری در خصوص منطق فازی ارائه کرد. مجموعهای از اعداد را در نظر میگیریم. مثلاً «مجموعه اعداد بزرگتر از 3 بر روی تاس». یعنی:
{6 ،5 ،4}A:
در این مجموعه عدد 4 هست، ولی عدد 3 نیست. حال «مجموعه اعداد بزرگ بر روی یک تاس» را در نظر میگیریم. عدد 4 در این مجموعه هست؟ در حقیقت، نمیتوان با قاطعیت وجود یا نبودِ وجود 4 را در این مجموعه پذیرفت. چنین مجموعهای یک مجموعه فازی است.
چنانکه قبلاً گفته شد، در منطق کلاسیک یا دو ارزشی، اشیا در یک مجموعه دو حالت می پذیرند: تعلق و عدم تعلق، یا به زبان ریاضی صفر و یک. اما در منطق فازی، درجه عضویت هر شیء میتواند عددی بین صفر و یک را بپذیرد. به عنوان مثال، اگر قد علی 185 سانتیمتر باشد و بخواهیم ببینیم علی بلند قد است یا نه، در منطق ارسطویی دو حالت داریم: یا علی «بلند است» یا «بلند نیست». اما در منطق فازی، قد علی ممکن است «تا حدودی بلند» باشد. در این منطق، به قد علی عددی بین صفر و یک نسبت می دهیم. مثلاً میگوییم او به اندازه 8/. متعلق به بلندقدهاست. اما اگر قد وی 200 سانتیمتر باشد، او را کاملاً بلند قد میدانیم و می گوییم: او به اندازه 1 متعلق به بلند قدهاست.
بر همین اساس، یک انسان در نور کافی قادر به درک میلیونها رنگ است، ولی یک روبات چگونه میتواند این تعداد رنگ را تشخیص دهد؟ حال اگر بخواهیم روباتی طراحی کنیم که بتواند رنگها را تشخیص دهد، از منطق فازی کمک میگیریم و با اختصاص اعدادی به هر رنگ، آن را برای روبات طراحیشده، تعریف میکنیم (هادی، 1384).
منطق فازی و مدیریت اطلاعات
چنانکه گفته شد، منطق فازی در زمینههای متنوع و متفاوتی کاربرد دارد و تقریباً حدود 10 سال پس از ابداع آن به متون کتابداری راه یافت. به گواهی بانک چکیدههای مقالههای کتابداری و اطلاعرسانی (LISA, 1969-2006) مفهوم فازی اولین بار با عبارت «تئوری مجموعههای فازی» و در مقالهای تحت عنوان «جستجوی یک فایل در شرایط فازی» در دنیای کتابداری و اطلاعرسانی مطرح شد. در این مقاله[5] که در سال 1975 و به زبان فرانسه منتشر شده بود، به کاربرد نظریه و مجموعههای فازی در بازیابی اطلاعات پرداخته شده بود.
به جز مقالهای که در سال 1976 در خصوص کاربردهای عملی مجموعههای فازی در حل مشکلات مربوط به سازماندهی اطلاعات با عنوان «مجموعههای پراکنده در نظریه ردهبندی» به زبان روسی منتشر شد[6]، چند سالی تقریباً تمامی پژوهشها و مقالههای انتشار یافته در خصوص منطق فازی در عرصه کتابداری و اطلاعرسانی، بر مباحث مترتب بر بازیابی اطلاعات متمرکز بود، به نحوی که از مجموع 32 مقالهای که در فاصله سالهای 1975 تا 1990 با موضوع فازی منتشر شده، 25 مورد آن به نقش و کاربردهای منطق فازی در ذخیره و بازیابی اطلاعات و راهبردهای جستجو و... اختصاص داشته است.
مجموعاً 266 رکورد که واژه فازی جزء توصیفگرهای آنها بود و در مقالههای انتشار یافته در فاصله سالهای 1969 تا نیمه سال 2006 میلادی منتشر و در LISA فهرست شدهاند، بازیابی شد. این 266 مورد شامل تمامی جنبههای کتابداری و اطلاعرسانی میشود که لزوماً در تعریف مدیریت اطلاعات لحاظ نشدهاند. مواردی مانند کتابسنجی، نظامهای هوشمند، هوش مصنوعی و...
در پژوهش حاضر، کاربردهای منطق و نظریه‌های مجموعههای فازی در مدیریت اطلاعات بررسی میشود، بنابراین ابتدا باید تعریفی از مدیریت اطلاعات ارائه گردد تا با در نظر گرفتن مؤلفههای موجود در این تعریف، به شکل دقیقتری کاربرد منطق فازی در این مقوله دنبال شود. در کتاب «فرهنگ توصیفی واژگان اطلاعرسانی و علوم وابسته» «مدیریت اطلاعات» چنین تعریف شده است:
اعمال مهارتمندانه کنترل بر فراهمآوری، سازماندهی، ذخیره، ایمنی، بازیابی و اشاعه منابع اطلاعاتی که برای انجام موفقیتآمیز عملیات در یک پیشه، نهاد، سازمان، یا مؤسسه ضروری است و مستندسازی، مدیریت رکوردها و زیرساختار فنی را در بر میگیرد (ریتز، 1383).
چنانکه از تعریف فوق مستفاد میشود، «فراهمآوری»، «سازماندهی»، «ذخیره و بازیابی»، «ایمنی»، «اشاعه منابع اطلاعاتی»، «مستندسازی»، «مدیریترکوردها» و «زیرساختار فنی» واژه‌هایی هستند که بر عملیات مدیریت اطلاعات دلالت دارند.
در مرحله بعد، هر یک از واژگان فوق به صورت جداگانه با واژه Fuzzy ترکیب شده و در فیلد کلیدواژهها LISA جستجو شد که حاصل این جستجوها در جدول 1 آمده است:
جدول1. توزیع فراوانی رکوردهای موجود در LISA با کلیدواژه فازی به تفکیک موضوع
واژه ترکیب شده با فازی تعداد رکوردهای بازیابی شده
فراهمآوری 6
سازماندهی 4
ردهبندی 11
فهرستنویسی 0
ذخیره 37
بازیابی 62
ایمنی 2
اشاعه اطلاعات 0
مستندسازی 0
مدیریت رکوردها 0
زیرساختارفنی 0
جمع 112
در توضیح دادههای جدول 1، بهتر است به نکات زیر توجه شود: در بانک LISA همواره واژه ذخیره (storage) با واژه بازیابی (retrieval) قرین بوده در هیچ رکوردی این واژه به تنهایی مشاهده نشد. بنابراین، 62 مورد اعلام شده در خصوص بازیابی، 37 مورد ذخیره را نیز پوشش میدهد.
واژه‌های «ردهبندی» و «فهرستنویسی» با وجود آنکه عیناً در تعریف ODLIS نیامده بودند، اما از آنجا که از مفاهیم نهفته[7] در سازماندهی[8] بودند، به طور مستقل در LISA جستجو شدند. نتایج به دست آمده هیچ گونه همپوشانی با نتایج حاصل از جستجوی سازماندهی نداشت. در خصوص «فراهمآوری»[9]، عبارت «مجموعهگستری»[10] نیز که یکی از مفاهیم نهفته در فراهمآوری بود، جداگانه جستجو شد که یک مورد از نتایج جستجوی آن در فهرست حاصل از جستجوی فراهمآوری نیز مشاهده شده بود، بنابراین در جمع بندی رکوردها محاسبه نشد.
همان‌طور که از اطلاعات جدول میتوان برداشت کرد، در برخی موارد مثل «ایمنی» و «مدیریت رکوردها» موارد اندکی بازیابی شده و برای دیگر کلیدواژهها یعنی «اشاعه اطلاعات»، «مستندسازی»، و «زیرساختار فنی» نیز، رکوردی بازیابی نگردید.
البته، خارج از چارچوب تعریف ODLIS، امروزه نظریه مجموعههای فازی بیشتر به سمت نظامهای هوشمند و هوش مصنوعی سوق یافته است، به نحوی که در فاصله سالهای 1991 تا 2006 ، 110 مقاله در خصوص این دو موضوع و منطق فازی، در بانک LISA چکیده و نمایه شده است. در این پژوهش، تعداد مقالههای بازیابی شده در هریک از مباحث فوق، به نشانة میزان گسترش و اهمیت منطق فازی در بحث مذکور تلقی شده است، بنابراین از آنجا که بیشترین رکورد بازیابی شده در حوزه بازیابی اطلاعات بوده است، این بحث را با کاربرد مجموعههای فازی در بازیابی اطلاعات آغاز میکنیم.
