Онтологія: від давньої філософії до ШІ та блокчейну

Що справді існує у нашому світі? Це питання вже понад дві тисячі років мучить філософів, але й досі залишається надзвичайно актуальним для сучасних технологічних лідерів. Онтологія — систематичне дослідження того, що є реальним, як класифікувати речі та як вони пов’язані між собою — формує все: від академічних досліджень до систем штучного інтелекту. У міру ускладнення цифрового ландшафту розуміння онтології стає необхідним для тих, хто створює технології, проводить дослідження або намагається зрозуміти сучасні інновації.

Основи: що таке онтологія насправді?

Загалом, онтологія ставить досить просте питання: «Що існує?» Однак відповідь на нього вимагає глибокого філософського мислення. На відміну від випадкових припущень, онтологія — це дисциплінована галузь філософії, яка досліджує природу буття. Вона вивчає фундаментальні питання, наприклад: «Що становить сутність об’єкта?» і «Як відрізнити різні типи речей?»

Саме слово походить із давньогрецької — «онто» (буття) у поєднанні з «логією» (вчення). Хоча термін отримав офіційне визнання у 17 столітті, зокрема через таких мислителів, як Крістіан Вольф, основні питання йдуть ще від Платона та Арістотеля, які сперечалися, чи є істинною реальністю абстрактні форми чи фізичні об’єкти.

На практиці онтологія створює рамки для організації реальності. Це можна уявити як головну систему інвентаризації, яка каталогізує все, що існує у певній галузі — будь то фізичний світ, дані компанії або всесвіт відеогри. Вона визначає, що належить до цього світу і як різні елементи пов’язані між собою.

Основна структура онтологічного мислення

Онтологія традиційно базується на кількох ключових питаннях:

• Існування і буття: що означає, що щось існує? Чи існування вимагає фізичної форми, чи абстрактні поняття, такі як «справедливість» або «друге число», справді можуть існувати?
• Категоризація: як класифікувати об’єкти? Чим відрізняється «дерево» від «лісу», або «дія» від «процесу»?
• Взаємовідносини: які зв’язки поєднують різні об’єкти? Як працюють причинність, ієрархія та асоціації між категоріями?
• Універсали проти конкретних речей: чи існують абстрактні властивості, наприклад «червоність», незалежно від конкретних об’єктів, чи існують лише окремі червоні предмети?

Ці питання — не просто академічні загадки, вони мають практичне значення для проектування баз даних, структурування систем штучного інтелекту та наукових досліджень.

Історична еволюція: як розвивалося онтологічне мислення

Історія онтології показує, як людська думка протягом століть намагалася зрозуміти існування.

Давні основи почалися з теорії форм Платона, яка пропонувала, що нефізичні абстрактні об’єкти (ідеї) є найточнішою реальністю. Арістотель заперечував цю ідею, стверджуючи, що сутності — конкретні, окремі об’єкти — є основою реальності. Його поділ на сутності, якості та відносини став фундаментом західної онтології на майже два тисячоліття.

Середньовічна епоха додала до онтології філософів, таких як Фома Аквінський і Дунс Скотус, які інтегрували онтологічні концепції у богословські системи. Вони обговорювали, чи існування Бога формує всю іншу реальність, і як божественна сутність пов’язана з земним творінням.

Новий час приніс зрушення з епохою Просвітництва. Іммануїл Кант поставив під сумнів, що люди можуть безпосередньо пізнати онтологічну істину, і запропонував, що наші категорії розуму формують наше сприйняття реальності. Тобто, ми не можемо просто отримати доступ до об’єктивної істини, а наші ментальні структури визначають, що ми вважаємо «реальним».

Сучасний розвиток з 20 століття зосереджений на спеціалізованих галузях. Аналітичні філософи досліджують природу властивостей і абстрактних об’єктів з логічною точністю. Водночас онтологія знайшла застосування у інформаційних технологіях, ставши не лише філософською дисципліною, а й практичним інструментом для організації цифрових знань.

Основні суперечки: фундаментальні дебати в онтології

Онтологічне мислення ніколи не було однорідним. Існує кілька постійних напружень у цій галузі:

Реалізм проти конструктивізму

Це давній спір, що ставить питання: Чи існують категорії незалежно від людського розуму?

Реалісти наполягають, що такі об’єкти, як «дерева», «числа» або «справедливість», мають незалежну від людської свідомості реальність. Вони вважають, що відкриваючи ці речі, ми виявляємо істини, які існували незалежно від того, чи були люди.

Антиреалісти і конструктивісти заперечують, що багато категорій — це людські конструкції, соціальні угоди або ментальні проєкції, а не об’єктивна реальність. Наприклад, гроші мають цінність лише тому, що суспільство колективно погоджується на це. Аналогічно, класифікація біологічних організмів відображає людські принципи організації, а не природні межі.

Ця різниця має глибокі наслідки для методології досліджень. Якщо ви вважаєте, що соціальний клас — об’єктивна реальність (позиція реалізму), ви будете використовувати кількісні опитування. Якщо ж ви вважаєте, що клас — це соціальна конструкція (конструктивістський підхід), то, можливо, проведете інтерв’ю, щоб дослідити, як люди сприймають і переживають клас.

Універсали проти конкретних речей

Ще один важливий спір — про абстрактні проти конкретних об’єктів. Чи є універсали — загальні властивості, наприклад «червоність», «краса» або «трикутність» — справді реальними? Або ж існують лише конкретні приклади (цей червоний яблуко, той гарний захід сонця, цей конкретний трикутник)?

Ця дискусія має практичні наслідки для проектування баз даних і систем штучного інтелекту. Коли інженери створюють знання графи, вони мають вирішити: чи представляти «хворобу» як абстрактну категорію чи лише каталог конкретних випадків? Від цього залежить, як машини розуміють і обробляють інформацію.

Роль онтології у дослідженнях і методології

Для дослідників і аналітиків даних онтологія — це не просто історична цікавинка. Вона формує фундаментальні припущення, що керують усіма дослідженнями.

Коли дослідник починає дослідження, він оперує прихованими онтологічними передумовами щодо того, які речі існують у його предметній галузі. Ці передумови визначають не лише питання, що ставити, а й які докази вважати валідними та які висновки — прийнятними.

Два підходи до досліджень

Об’єктивістський (або позитивістський) онтологічний підхід припускає, що реальність існує незалежно і її можна об’єктивно виміряти. Дослідники, що дотримуються цього, зазвичай використовують:

• кількісні методи (опитування, експерименти, статистика)
• стандартизовані інструменти вимірювання
• відтворювані процедури
• універсальні закони і закономірності

Наприклад, досліджуючи ефективність вакцинації, вони проведуть рандомізовані контрольовані випробування з вимірюваними результатами (захворюваність, рівень антитіл).

Конструктивістський (або інтерпретативний) онтологічний підхід вважає реальність соціально сконструйованою через інтерпретацію і створення значень. Це передбачає:

• якісні методи (інтерв’ю, фокус-групи, аналіз текстів)
• глибоке розуміння контексту
• суб’єктивний досвід і сприйняття
• множинні «істини», сформовані контекстом

Наприклад, досліджуючи ставлення до вакцинації, дослідник може інтерв’ювати людей про їхні переконання, страхи і уявлення — визнаючи, що «реальність вакцинації» включає психологічні та соціальні аспекти, що виходять за межі клінічних показників.

Обидва підходи не є кращими або гіршими — вони відповідають на різні питання. Визначення вашої онтологічної позиції на початку дослідження допомагає уникнути методологічної плутанини і забезпечує відповідність інструментів дослідження вашим базовим припущенням.

Онтологія, епістемологія і методологія: дослідницька трійця

Багато дослідників плутають три поняття. Їхнє розуміння допомагає краще планувати дослідження:

Онтологія визначає, що «у грі». Епістемологія — як ми можемо отримати і підтвердити цю інформацію. Методологія — які конкретні техніки застосовуємо. Відповідність між цими рівнями — запорука якості дослідження.

Приклад застосування онтології: від філософії до технологій

Цифрова революція перетворила онтологію з чисто філософської дисципліни на практичний інженерний інструмент. В інформаційних системах онтологія — це формальний, машинозчитуваний опис того, як представляти знання.

Як працюють прикладені онтології

У системах інформації онтологія визначає:

1. Об’єкти: які предмети, поняття і зв’язки існують у галузі (наприклад, у медицині: пацієнти, лікарі, хвороби, лікування, симптоми)
2. Властивості: які характеристики описують ці об’єкти (наприклад, пацієнт має вік, медичну історію, поточні ліки)
3. Взаємовідносини: як об’єкти пов’язані (наприклад, «лікар лікує пацієнта», «хвороба спричиняє симптоми»)
4. Правила і обмеження: логічні зв’язки, що визначають допустимі стани (наприклад, «симптом має бути пов’язаний щонайменше з однією хворобою»)

Ця формальна структура дозволяє машинам автоматично обробляти, зв’язувати і робити висновки з складної інформації.

Реальні приклади застосування онтологій

Знання графи (застосовуються у пошукових системах і рекомендаційних сервісах) використовують онтології для картографування мільярдів об’єктів і їхніх зв’язків. Наприклад, пошук «Ейнштейн» не просто повертає документи з цим словом, а розуміє його як фізика, пов’язує з теорією відносності і пропонує пов’язані об’єкти, наприклад інших фізиків.

Медичні онтології, такі як SNOMED CT і MeSH, стандартизують медичну термінологію по всьому світу. Це забезпечує однакове розуміння «інфаркту міокарда» у Токіо і Торонто, сприяючи узгодженості лікування і досліджень.

Schema.org — спільна онтологія для веб-даних, що дозволяє пошуковим системам краще розуміти вміст сайтів. Структуровані дані з розміткою Schema допомагають автоматично витягати і класифікувати інформацію.

Інструменти для створення онтологій:

• Protégé — безкоштовний редактор для створення і візуалізації онтологій
• OWL (Web Ontology Language) — мова для формального опису онтологій
• RDF (Resource Description Framework) — формат для представлення онтологічних зв’язків

Блокчейн і Web3: онтологія у цифровому рівні довіри

З’явлення блокчейн-технологій додало онтології новий вимір. Проект Ontology (ONT) — приклад такої конвергенції, позиціонує себе як «інфраструктуру довіри» для Web3.

Як філософська онтологія визначає, що існує і як речі пов’язані у реальному світі, так і блокчейн-онтологія створює довірчу цифрову інфраструктуру для визначення, що саме існує у цифровому просторі — ідентичності, активи, дозволи, сертифікати — і як вони взаємодіють.

Проект ONT вирішує важливу проблему Web3: як створити децентралізовану ідентичність і забезпечити цілісність даних без довіри між сторонами. За допомогою формального онтологічного підходу він дозволяє:

• Децентралізовану ідентичність: портативні сертифікати, якими керує користувач
• Міжсистемну сумісність: системи можуть спілкуватися, маючи спільний онтологічний каркас
• Розумні контракти: програми, що працюють на формально визначених об’єктах і зв’язках
• Мультиланцюгову сумісність: різні блокчейни розуміють спільну онтологію

Це практичне застосування демонструє, як абстрактні філософські ідеї перетворюються у технології, що вирішують конкретні проблеми.

Сучасні застосування у різних сферах

Онтологічний підхід формує інновації у багатьох галузях:

Бізнес і корпорації використовують галузеві онтології для інтеграції даних. Наприклад, фінансова онтологія чітко визначає терміни «актив», «зобов’язання», «дохід» і «видатки», забезпечуючи однакове розуміння даних у бухгалтерії та операціях. Це запобігає помилкам і сприяє аналітиці.

Медицина і геноміка застосовують онтології для перетворення відкриттів у клінічну практику. Онтологія онкології може відображати зв’язки між генетичними мутаціями, білковими експресіями, типами раку і терапіями — допомагаючи лікарям підбирати цільові лікування.

Електронна комерція і системи рекомендацій базуються на онтологіях. Коли Amazon рекомендує товари, його системи мають закодовану онтологію продуктів, характеристик, уподобань користувачів і патернів покупок. Чим більш повною і структурованою є онтологія, тим розумнішими стають рекомендації.

Дані і штучний інтелект все частіше починають з онтологічного проектування. Перед створенням моделей машинного навчання дані намагаються стандартизувати через онтології, що забезпечує:

• послідовне подання даних
• зменшення неоднозначності
• покращення інтерпретованості моделей
• легшу інтеграцію систем

Створення доменної онтології зазвичай включає:

1. Визначення основних об’єктів: що є головними «речами» у цій галузі (наприклад, у медицині: пацієнти, лікарі, хвороби, лікування)
2. Визначення атрибутів: які властивості мають ці об’єкти (пацієнт має вік, стать, медичну історію)
3. Визначення зв’язків: як об’єкти пов’язані (пацієнт має хвороби; хвороби потребують лікування)
4. Створення ієрархій: таксономії (серцево-судинні захворювання → гіпертонія, коронарна хвороба)
5. Документування правил: які обмеження або логічні зв’язки застосовуються (людина не може бути своїм лікарем; новонароджений не може мати 10-річну історію хвороб)
6. Впровадження і тестування: за допомогою інструментів, таких як Protégé, формалізувати онтологію і перевірити її відповідність галузевим знанням

💡 Стратегічний висновок: компанії, що явно створюють доменні онтології, отримують значні конкурентні переваги. Чіткі онтологічні рамки зменшують витрати на інтеграцію, прискорюють розробку нових продуктів і сприяють точнішій комунікації між командами.

Чому онтологія зараз важливіша ніж будь-коли

Зростання складності і кількості даних робить онтологічне мислення критично важливим:

• Вибух даних: без чітких онтологій інтеграція інформації стає хаотичною. Відкрита і явна онтологія перетворює ізольовані дані у зв’язане знання.
• Штучний інтелект і машинне навчання: сучасні системи потребують багатших репрезентацій знань. Великі мовні моделі, навчені на інтернет-даних, фактично працюють з неявними онтологіями — а їхнє явне формулювання значно підвищує їхню ефективність.
• Міжорганізаційна співпраця: у сферах охорони здоров’я, ланцюжків постачання або наукових дослідженнях кілька організацій мають працювати разом. Спільна онтологія — це спільна мова, що дозволяє справжню інтеграцію, а не просто обмін даними.
• Регуляторні вимоги: закони і стандарти все частіше вимагають точного визначення термінів і структур даних — тобто, явних онтологій.
• Блокчейн і децентралізовані системи: у системах без центрального довірчого посередника узгодження того, що існує і як речі пов’язані, — критично важливе. Онтології забезпечують цю спільну основу.

Ключові висновки

• Онтологія ставить фундаментальне питання: що існує і як класифікувати і пов’язувати речі?
• Вона має глибокі історичні корені — від давньої філософії до сучасних систем штучного інтелекту: питання залишаються однаковими, хоча застосування змінилися.
• Філософські позиції формують практичний результат: ваші уявлення про реалізм чи конструктивізм визначають, чи використовуєте ви кількісні чи якісні методи.
• Прикладені онтології — це вже інженерна практика: явне створення доменних онтологій — критично важливий аспект у AI, обробці даних, корпоративних системах і блокчейні.
• Вони перетинають дисципліни: розуміння онтології допомагає дослідникам, розробникам і інноваторам чіткіше формулювати припущення і налагоджувати комунікацію.
• Майбутнє — онтологічно орієнтоване: з ростом складності і необхідністю масштабної взаємодії систем, онтологічна ясність стає конкурентною перевагою.

Онтологія — одна з найстаріших інтелектуальних традицій людства, що зустрічає свої найновіші технологічні виклики. Чи то проектування графа знань, розробка блокчейн-системи, соціальні дослідження чи створення AI — час витратити на уточнення онтологічної рамки — що існує і як речі пов’язані — допоможе вам мислити ясніше і досягати кращих результатів у будь-якій сфері.