Исторический Prolog

В заголовке этой статьи слово Prolog написано мало того что латиницей, так еще и с заглавной буквы. Это объясняется тем, что в нем упомянут язык программирования Prolog, используемый для создания экспертных систем. Мне давно хотелось применить его к какой-нибудь гуманитарной задаче, но всё как-то не получалось. Во-первых потому, что сама эта затея выглядит как некая "блажь", и всегда находятся "дела поважнее". Во-вторых, Prolog - язык необычный, требует усилий при освоении. Написанные на нем программы представляют собой не ряд последовательно выполняемых инструкций, как в других языках программирования, а некие логические уравнения. Если их правильно составить - программа сама находит ответ на тот или иной запрос. Для историков, социологов, лингвистов этот язык программирования мог бы стать незаменимым инструментом, но, к сожалению, даже среди программистов не так много людей, которые им владеют. Многие и вовсе считают его не более чем забавным раритетом. В-третьих, большинство реализаций Prolog работают лишь с англоязычным синтаксисом, а хотелось бы применить его именно к отечественной истории, которой я с давних пор интересуюсь, или, по крайней мере, писать программы, в которых при желании может разобраться русскоязычный читатель.

Понемногу все эти трудности были преодолены. Я нашел реализацию Prolog, поддерживающую инструкции на любых естественных языках, в том числе на русском. Это SWI-Prolog, продукт зрелый, так сказать "академический", обладающий необъятным количеством возможностей. Попрактиковаться в написании программ на Prolog мне тоже довелось в последнее время немало, поскольку я консультирую студентов IT-специальностей, а язык этот, оказывается, в некоторых вузах входит в учебные программы. Наконец, стремление применить Prolog к гуманитарным исследованиям с годами лишь усилилось, значит это не блажь, а некое обоснованное стремление. Исторического материала, который можно было бы обработать с помощью Prolog, накопилось у меня очень много. В общем, неделю назад, почти забросив остальные текущие дела, я начал работать над этим проектом.

Прежде чем приступить к решению конкретных задач, предлагаю попрактиковаться на чем-нибудь простом, чтобы понять суть методики. Возьмем для примера одну из основополагающих концепций официальной хронологии - деление процесса развития человечества на исторические эпохи.

Исторический эпохи и их пересечения

Историки разделили предмет своего изучения - "ленту времени" - на характерные участки, которые знакомы даже школьникам: первобытно-общинный строй (примерно 5 тыс. лет назад и ранее), Древний мир (примерно до V в. н.э.), Средние века (примерно до XV в. н.э.), Новое время (примерно до конца XIX в.), Новейшее время (нынешнее, в рамках 3-4 последних поколений).

Деление это очень условное, спорное, с нечеткими границами, но, по крайней мере, при упоминании этих терминов все более-менее понимают, о чем идет речь. В рамках этих больших эпох выделяют "подэпохи". Так, "внутри" Древнего мира помещают Античность (V в. до н.э. - V в.н.э.), основные события которой разворачиваются вокруг древних Греции и Рима. В Средневековье выделяют Темные века (от падения Рима до Карла Великого). Новое время включает в себя эпоху Возрождения (XIV-XVI вв.).

Иногда для решения той или иной исторической задачи достаточно четко определить принадлежность сравниваемых событий, персон или явлений к той или эпохе, и тогда сразу становится понятным, могло такое произойти или нет. Но дело в том, что границы между эпохами размыты, особенно в контексте разных стран (где-то, например, "Средневековье" наступило раньше, где-то позже). Но даже если "очистить" эпохи друг от друга очень грубо, кое-что уже может проясниться. Например, никто не будет спорить с тем, что Античность и Новейшее время не пересекаются, иначе Юлий Цезарь мог бы оказаться современником Николая II. Попробуем выполнить такое разделение применительно, например, к эпохам Античности, Средневековья и Возрождения (это как бы "подэпоха" Нового времени, но сути не меняет).

Допустим, некое событие относят учеными то к античности, то к Средневековью (например, что-то связанное со временами Великого переселения народов, растянувшимися на пару столетий). Оно будет считаться сомнительным, но достаточно достоверным, поскольку четкой границы между эпохами нет и нужно лишь найти дополнительные аргументы. Но если событие или явление идентифицируются одновременно и как происходившие в Античности, и как происходившие в эпоху Возрождения, то тут стоит поискать фальсификацию. Об этом много говорят и пишут альтернативные историки, но для внесения ясности нужна такая форм записи фактов, глядя на которую все понимают о каких логических аргументах идет речь. Язык Prolog, мне кажется, подходит для этого как нельзя лучше. Нужно только научить историков и других гуманитариев им пользоваться, и эта статья (а я планирую написать на эту тему еще несколько) может стать для кого-то первым шагом к достижению ясности.

Замечу, что все публикуемые здесь примеры кода - не просто учебный материал, а реальные программы, отлаженные и работающие в среде SWI-Prolog).

Коллекция фактов - основа языка Prolog

Язык Prolog, говоря упрощенно, состоит из термов (утверждений, фактов) и правил (выражений, функций, процедур, операций над фактами, если сравнивать правила Prolog с обычными языками программирования). Например, сведения об эпохах и их пересечениях можно описать так:

эпоха("Первобытность").
эпоха("Древний мир").
эпоха("Античность").
эпоха("Тёмные века").
эпоха("Средневековье").
эпоха("Возрождение").
эпоха("Новое время").
эпоха("Новейшее время").

пересекаются(["Первобытность", "Древний мир"]).
пересекаются(["Первобытность", "Античность"]).
пересекаются(["Древний мир", "Античность"]).
пересекаются(["Древний мир", "Средневековье"]).
пересекаются(["Древний мир", "Тёмные века"]).
пересекаются(["Античность", "Тёмные века"]).
пересекаются(["Тёмные века", "Средневековье"]).
пересекаются(["Античность", "Средневековье"]).
пересекаются(["Средневековье", "Возрождение"]).
пересекаются(["Средневековье", "Новое время"]).
пересекаются(["Возрождение", "Новое время"]).
пересекаются(["Новое время", "Новейшее время"]).

Можно обойтись даже и без квадратных скобок, но в процессе отладки выяснилось, что так надежнее.

Теперь попробуем найти все эпохи, которые не пересекаются. Для этого создадим правило:

эпохи_не_пересекаются(E1, E2):-
    эпоха(E1),
    эпоха(E2),
    E1 \= E2,
    not(пересекаются([E1, E2])).

Результат будет такой (часть строк пропущена для наглядности):

Не пересекаются эпохи "Новейшее время" и "Новое время".
Не пересекаются эпохи "Новейшее время" и "Возрождение".
Не пересекаются эпохи "Новейшее время" и "Средневековье".
...
Не пересекаются эпохи "Новое время" и "Возрождение". % Ложь!
...
Не пересекаются эпохи "Древний мир" и "Первобытность". % Ложь!
...

Результат получился явно неудовлетворительный. В списке фактов сказано, что "Первобытность" и "Древний мир" пересекаются, программа же выдает обратный результат. В чем дело? Дело в том, что Prolog находит решения методом перебора, т.е. рассматривает не только пары вида

пересекаются(["Первобытность", "Древний мир"]).

но и

пересекаются(["Древний мир", "Первобытность"]).

Поскольку пара "Древний мир" и "Первобытность" не упомянута как пересекающаяся, она и попала в вывод, что не противоречит логике программы, но противоречит искомому решению. Попробуем скорректировать программу очевидным способом:

эпохи_не_пересекаются(E1, E2):-
    эпоха(E1),
    эпоха(E2),
    E1 \= E2,
    not(пересекаются([E2, E1])),
    not(пересекаются([E1, E2])).

Теперь результат соответствует нашим интуитивным ожиданиям:

Не пересекаются эпохи "Новейшее время" и "Возрождение".
Не пересекаются эпохи "Новейшее время" и "Средневековье".
Не пересекаются эпохи "Новейшее время" и "Тёмные века".
Не пересекаются эпохи "Новейшее время" и "Античность".
Не пересекаются эпохи "Новейшее время" и "Древний мир".
Не пересекаются эпохи "Новейшее время" и "Первобытность".
Не пересекаются эпохи "Новое время" и "Тёмные века".
Не пересекаются эпохи "Новое время" и "Античность".
Не пересекаются эпохи "Новое время" и "Древний мир".
Не пересекаются эпохи "Новое время" и "Первобытность".
Не пересекаются эпохи "Возрождение" и "Новейшее время".
Не пересекаются эпохи "Возрождение" и "Тёмные века".
Не пересекаются эпохи "Возрождение" и "Античность".
Не пересекаются эпохи "Возрождение" и "Древний мир".
Не пересекаются эпохи "Возрождение" и "Первобытность".
Не пересекаются эпохи "Средневековье" и "Новейшее время".
Не пересекаются эпохи "Средневековье" и "Первобытность".
Не пересекаются эпохи "Тёмные века" и "Новейшее время".
Не пересекаются эпохи "Тёмные века" и "Новое время".
Не пересекаются эпохи "Тёмные века" и "Возрождение".
Не пересекаются эпохи "Тёмные века" и "Первобытность".
Не пересекаются эпохи "Античность" и "Новейшее время".
Не пересекаются эпохи "Античность" и "Новое время".
Не пересекаются эпохи "Античность" и "Возрождение".
Не пересекаются эпохи "Древний мир" и "Новейшее время".
Не пересекаются эпохи "Древний мир" и "Новое время".
Не пересекаются эпохи "Древний мир" и "Возрождение".
Не пересекаются эпохи "Первобытность" и "Новейшее время".
Не пересекаются эпохи "Первобытность" и "Новое время".
Не пересекаются эпохи "Первобытность" и "Возрождение".
Не пересекаются эпохи "Первобытность" и "Средневековье".
Не пересекаются эпохи "Первобытность" и "Тёмные века".

Стоило ли ради этого нехитрого списка, который несложно составить и вручную, "городить огород"? Конечно да, потому что, во-первых, программирование на Prolog хорошо укрепляет навыки владения формальной логикой, которыми должны в полной мере обладать не только "технари", но и гуманитарии. Не зря этот предмет входит в учебные программы истфаков, юрфаков и т.п. Во-вторых, программа масштабируема, т.е. при добавлении в список новых фактов она будет по-прежнему надежно выполнять свою работу, тогда как при ручной обработке длинного списка человек обязательно что-нибудь пропустит или перепутает, да и ошибка выяснится лишь спустя длительное время спустя, а не мгновенно, как при использовании компьютера. Наконец, созданное здесь правило для поиска непересекающихся эпох может еще не раз пригодится при решении более интересных задач.