Top-down: ontologías fundacionales y la parte que no es una parte

Top-down significa empezar por arriba: tomar una ontología fundacional ya hecha —con sus categorías más generales y sus relaciones básicas— y colgar de ahí el dominio propio. La alternativa, empezar por los datos, es el capítulo 7.

Por qué usar una ontología fundacional (§6.1)

Tres razones, y ninguna es teórica:

1. Da respuestas ya tomadas a preguntas que hay que contestar sí o sí: ¿un proceso es una cosa? ¿el color es una entidad o un atributo? ¿los roles son clases?
2. Hace interoperables dos ontologías de dominios distintos que comparten raíz.
3. Impone disciplina: las categorías superiores traen axiomas que hacen que un error de modelado se convierta en una contradicción detectable, en vez de en una opinión.

El precio: expresividad y tamaño. Alinear con DOLCE puede sacar la ontología del perfil elegido en el capítulo 4.

DOLCE frente a BFO

	DOLCE	BFO
Postura filosófica	descriptiva: captura las categorías del lenguaje natural y el sentido común	realista: solo lo que existe en la realidad, tal como la describe la ciencia
Corte principal	endurante / perdurante	continuante / ocurrente
Cualidades	entidades de primera clase, con su espacio de valores	no hay cualidades reificadas del mismo modo; hay dispositions y qualities dependientes
Tamaño	grande, muy axiomatizada	deliberadamente pequeña
Entidades sin correlato real	admite Set, entidades sociales, ficciones	las rechaza por principio

¿Y esto qué quiere decir? Sin jerga

Dos formas de organizar el mundo antes de empezar a describir nada.

La descriptiva (DOLCE) pregunta: «¿de qué habla la gente?». Si la gente habla de deudas, de países y de personajes de novela, esas cosas entran en el catálogo, existan o no en algún sentido fuerte. El objetivo es encajar con cómo pensamos.

La realista (BFO) pregunta: «¿qué hay ahí fuera de verdad?». Si algo solo existe porque lo hemos acordado entre todos —una deuda, un cargo, un equipo— no entra como entidad de pleno derecho. El objetivo es encajar con lo que la ciencia describe.

Ninguna es «la correcta». Son dos apuestas distintas, y cambian qué se puede escribir. Una ontología de administración pública está llena de cosas que existen solo por convenio social; con la realista se pelea todo el rato. Una de anatomía o de química no tiene ese problema y agradece lo pequeña que es.

El otro corte —endurante/perdurante, continuante/ocurrente— es esta pregunta: «¿esto está entero cada vez que lo miras, o va pasando por partes?». Una silla está entera ahora. Un concierto, no: ahora está pasando el segundo movimiento, y el primero ya no está. La silla es endurante; el concierto, perdurante. Y una misma cosa no puede ser las dos, que es de donde salen las contradicciones útiles.

La pregunta de Exercise 6.2 —qué fundacional para qué dominio— tiene una respuesta razonable justo con esa tabla, y el libro señala ONSET como herramienta para tomar la decisión con criterios explícitos en vez de por costumbre.

Relaciones parte-todo (§6.2)

Aquí está el contenido que más se usa en la práctica. «Parte de» en lenguaje natural tapa varias relaciones distintas, y tratarlas como una sola es el error del capítulo:

Relación	Ejemplo	¿Transitiva?
parte estructural (mereológica)	rama – árbol	sí
miembro de un colectivo	músico – orquesta	no
porción de una masa	rebanada – pan	sí, con cuidado
constituido por	estatua – bronce	no: no es parte-todo
participa en	músico – concierto	no: es endurante en perdurante
ubicado en	león – reserva natural	no

Las tres últimas ni siquiera son parte-todo, aunque el lenguaje las diga igual. La distinción endurante/perdurante de la fundacional es justo lo que permite verlo: un músico no es parte de una actuación, participa en ella.

Y la mereología no cabe entera en OWL 2 DL (Review question 6.6). La parte propia debería ser transitiva y asimétrica; los axiomas de suplementación exigen cuantificar sobre variables compartidas, que las DLs no tienen. Lo que se implementa siempre es una aproximación, y conviene saber cuál.

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Caso de estudio: el rockdassie, y la hoja que acabó siendo parte del bosque

Reproducible con:

cd capitulos/06-top-down/artefactos
python3 -m venv .venv && ./.venv/bin/pip install -r requirements.txt
./.venv/bin/python verificar.py     # necesita Java en el PATH

A. Exercise 6.6(a): clasificar el rockdassie

El enunciado: «Add enough knowledge so that RockDassie will be classified automatically as a subclass of Herbivore.» Es la CQ2 que el capítulo 5 dejó sin contestar.

[ok] de partida NO se clasifica: la AWO solo dice RockDassie ⊑ animal
[ok] con RockDassie ⊑ ∃eats.plant TAMPOCO se clasifica
[ok] con RockDassie ⊑ ∀eats.plant ⊓ ∃eats.plant SÍ
[ok] y no se clasifica además como carnivore

AWO + 2 axiomas ⊨ RockDassie ⊑ herbivore

La línea que importa es la segunda. El arreglo intuitivo —«el rockdassie come plantas»— no funciona, porque herbivore está definida con ∀: para entrar hay que garantizar que todo lo que come es vegetal, y «come alguna planta» no excluye nada. Hacen falta los dos cuantificadores, y cada uno hace un trabajo distinto:

• el ∀ es lo que mete al rockdassie en la definición;
• el ∃ es lo que impide que entre por vacuidad — sin él, el rockdassie sería también carnívoro (capítulos 3 y 5) y la ontología se caería.

La pareja ∀ + ∃ es la forma canónica de una definición por lo que se come, se tiene o se hace. Escribir solo una de las dos es el error más repetido de todo el libro.

B. Cuando «parte» y «miembro» son la misma propiedad

Cuatro individuos y tres hechos:

hoja —partOf→ rama —partOf→ árbol —memberOf→ bosque

[ok] con memberOf ⊑ partOf (transitiva), se deduce partOf(hoja, bosque)
[ok] separando las dos propiedades, la deducción falsa desaparece
[ok] y lo verdadero sigue: partOf(hoja, árbol)

deducción falsa: partOf(hoja, bosque)

Nadie escribió que la hoja fuera parte del bosque. Lo produjo la transitividad al atravesar una relación que no es parte-todo: un árbol no es parte de un bosque, es un miembro de él. Y una vez dentro de la misma propiedad transitiva, la lógica no tiene forma de saber dónde estaba la frontera.

Por qué esto se cuela siempre

Porque «parte de» funciona en español para las dos cosas, y porque juntar todo en una sola propiedad parece más limpio: menos vocabulario, menos axiomas, una jerarquía más ordenada.

El síntoma tarda en aparecer. La ontología es consistente, no hay clases insatisfacibles, OOPS! no dice nada. La deducción falsa solo se ve si alguien pregunta —una CQ— o si mira la lista de hechos inferidos, que casi nadie mira.

La regla que queda: la transitividad no es una propiedad de la palabra, sino de la relación. Antes de declarar Trans(R) hay que comprobar el encadenamiento en los dos sentidos con ejemplos del dominio, y en cuanto uno solo chirríe, la relación son dos relaciones y hay que partirlas.

Corolario incómodo: is-part-of es lo primero que todo el mundo declara transitivo, y casi siempre acaba llevando varias relaciones distintas dentro.

C. La mereología no cabe en OWL 2 DL

[ok] properPartOf transitiva sola: aceptada
[ok] properPartOf transitiva + asimétrica: RECHAZADA

transitiva + asimétrica: fuera de OWL 2 DL

Es la respuesta a Review question 6.6, y enlaza directamente con el capítulo 4: una propiedad transitiva no es simple, y la asimetría solo se admite en propiedades simples. Lo que la mereología pide como mínimo —parte propia transitiva y asimétrica— el estándar no lo deja escribir. Ni siquiera es una limitación de expresividad: es una restricción global de sintaxis.

Y la antisimetría (x ⊑ y ∧ y ⊑ x → x = y), que es la que de verdad quiere la mereología, no existe en OWL 2 en ninguna forma. Lo que se implementa siempre es una aproximación: transitividad y punto, confiando en que nadie escriba el ciclo.

Qué deja el caso

1. Una definición se cierra con ∀ + ∃. El ∀ clasifica; el ∃ impide la vacuidad. Falta cualquiera de los dos y la ontología miente en una dirección o en la otra.
2. «Parte de» son varias relaciones. La fundacional sirve exactamente para eso: dar nombres distintos a lo que el idioma confunde.
3. La transitividad se comprueba con ejemplos antes de declararse, en los dos sentidos.
4. La mereología completa no es representable en OWL 2 DL. Cualquier ontología parte-todo es una aproximación, y hay que documentar cuál.

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Los ejercicios (§6.3)

Review question 6.1. «Why would one want to at least consider using a foundational ontology?» — Por interoperabilidad, por no volver a decidir desde cero cuestiones ya resueltas (procesos, roles, cualidades, participación) y porque sus axiomas convierten errores de modelado en contradicciones detectables. El coste es expresividad y tamaño.

Review question 6.2. «Name at least three fundamental ontological design decisions.» — (1) Descriptiva o realista. (2) Multiplicativa o reduccionista: ¿pueden coexistir dos entidades en el mismo sitio a la vez —la estatua y el bronce— o son la misma? (3) Endurantismo/perdurantismo: ¿las cosas persisten enteras en el tiempo o por partes temporales? Se añaden el tratamiento de universales frente a particulares y si se admiten entidades abstractas.

Review question 6.3. «Major differences between DOLCE and BFO in philosophical approach?» — DOLCE es descriptiva y con sesgo cognitivo/lingüístico: modela las categorías implícitas en el lenguaje natural y el sentido común, admitiendo entidades que existen por convención. BFO es realista: solo entidades que existen en la realidad según la ciencia. La consecuencia práctica es qué se puede meter dentro.

Review question 6.4. «Major difference in type of contents?» — DOLCE es grande y muy axiomatizada, con cualidades y espacios de valores reificados, y admite conjuntos y entidades sociales. BFO es deliberadamente pequeña, pensada como esqueleto compartido para ontologías biomédicas, y deja el contenido a las ontologías de dominio.

Review question 6.5. «Name at least 2 common relations in the OWLized DOLCE, GFO and RO.» — Parthood (part-of / has-part, con sus variantes temporalizadas) y participation (un endurante participa en un perdurante). Añadiría la inherencia/dependencia de cualidad respecto a su portador, presente en las tres con nombres distintos. Criterio propio: la que más problemas da al alinear no es part-of sino la participación, porque en OWL se aplana a una propiedad binaria y se pierde el índice temporal.

Review question 6.6. «Why can one not represent Ground Mereology fully in OWL 2 DL?» — Porque la parte propia necesita transitividad y asimetría a la vez, y OWL 2 DL prohíbe la asimetría en propiedades no simples; verificado en la parte C del caso de estudio. Además, la antisimetría no existe en el lenguaje, y los axiomas de suplementación (si algo tiene una parte propia, tiene otra disjunta de la primera) exigen cuantificación sobre variables compartidas que ninguna DL admite.

Review question 6.7. «Which part-whole relation is appropriate?»

Par	Relación	Por qué
Plant – Twig	parte estructural	la ramita es parte de la planta; transitiva
Tusk/Ivory – Apatite	constituido por	el marfil no es parte del colmillo: es de lo que está hecho
Musician – Performance	participa en	endurante en perdurante; no es parte-todo
Musician – Orchestra	miembro de	colectivo; no transitiva — es el caso verificado en la parte B

Exercise 6.1. «Match the DOLCE classes to a class in BFO.» — Encajan bien Endurant→Continuant, Process→Process, Quality→Quality, Amount of Matter→Object Aggregate/porción de materia, Spatial Region→Spatial Region, Accomplishment→Process (BFO no distingue logros de procesos por su telicidad). Set no es mapeable: es una entidad abstracta y BFO, por realista, no la admite. Criterio propio: Agentive Physical Object tampoco tiene equivalente limpio — la agentividad en BFO no es una categoría de objeto sino una disposición realizada en procesos, así que el mapeo cambia de tipo de entidad.

Exercise 6.2 y 6.4. «Which foundational ontology would you choose?» — Criterio propio, con la tabla de §6.1 como base:

• Administración pública y aspectos sociológicos: DOLCE. El dominio es casi todo entidades sociales —cargos, competencias, expedientes— que existen por convención; con una fundacional realista se pelea en cada clase.
• Fisiología y química de plantas medicinales: BFO. Es el terreno para el que se diseñó, hay ontologías biomédicas alineadas de sobra que reutilizar, y su tamaño reducido no estorba.
• El escenario bancario del Exercise 6.4: DOLCE. El enunciado pide explícitamente entidades abstractas (préstamos), procesos (retiradas, depósitos), fechas y transacciones pasadas, y supuestos ontológicos «basados en el sentido común humano» — que es la definición misma de una fundacional descriptiva. La exigencia de OWL 2 DL obliga además a usar la versión OWLizada, no la de primer orden, y a aceptar que la mereología quedará aproximada, como se verifica en este capítulo.

Exercise 6.3. «Use ONSET and re-do Exercise 6.2.» — ONSET es una herramienta de escritorio y no entra en verificar.py, así que no se afirma aquí ningún resultado suyo. Criterio propio: lo valioso del ejercicio no es si ONSET coincide, sino que obliga a escribir los criterios de la elección —expresividad requerida, dominio, necesidad de razonamiento, reutilización disponible— en vez de elegir por costumbre o por lo que use el laboratorio de al lado.

Exercise 6.6. «Modify the AWO so that…» — El apartado (a) es la parte A del caso de estudio. Sobre (b) y (c), criterio propio: para «los leones residen en reservas naturales situadas en un país» hace falta vocabulario nuevo —NatureReserve, Country, y una relación de ubicación, que no es parte-todo (§6.2)—; y located-in sí encadena bien (si el león está en la reserva y la reserva en Kenia, el león está en Kenia), así que es un caso legítimo de propiedad transitiva, al revés que el memberOf de la parte B. Para (c), «guardabosques» es un rol que desempeña un humano, no una subclase de humano: es antirrígido en el sentido de OntoClean (cap. 5) y colgarlo de Human es el error que ese método existe para cazar. Aquí sí ayuda la fundacional, que ya tiene la categoría de rol y la relación de desempeño.

Exercise 6.7. «How would dispositions and realisations affect the AWO regarding eats?» — Criterio propio: eats mezcla dos cosas distintas — la disposición de un animal a comer cierto tipo de cosa (que tiene aunque ahora mismo no coma) y el proceso concreto de comer, que ocurre en un tiempo y tiene participantes. Modelarlas separadas resolvería de raíz la vacuidad del ∀ que rompe la AWO: la definición de herbívoro pasaría a ser sobre la disposición —que todo animal tiene— en vez de sobre los actos de comer registrados, que pueden ser cero. El coste es que la ontología se llena de entidades intermedias y sube de perfil.

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Lo que hay que llevarse

1. Elegir fundacional es elegir qué existe. Descriptiva o realista no es un matiz académico: decide si tu dominio cabe.
2. ∀ + ∃, siempre juntos, en cualquier definición basada en una relación.
3. La transitividad se hereda a lo largo de toda una jerarquía de propiedades, y por ahí se cuela lo que no es parte-todo.
4. En OWL 2 DL toda mereología es una aproximación. Saber cuál se está usando es parte del trabajo, no un detalle.

Salvo los enunciados citados, el análisis y las resoluciones de esta página son criterio propio, verificados con HermiT. Numeración y enunciados tomados del PDF en /libro, no de ediciones web que renumeran las secciones.

Para la defensa — lo que te van a preguntar de aquí

«¿Usas ontología fundacional? ¿Cuál y por qué?»

La decisión se toma con los criterios de §6.1 y se declara: descriptiva (DOLCE) si el dominio está lleno de entidades que existen por convención social, realista (BFO) si es un dominio científico con ontologías alineadas que reutilizar. Lo que no es defendible es elegir por costumbre — y por eso el libro señala ONSET, que obliga a escribir los criterios.

El matiz que conviene añadir: alinear con una fundacional tiene un coste medible en expresividad, y puede sacar la ontología del perfil de OWL 2 elegido. Es una decisión que se toma con la tabla de complejidad del capítulo 4 delante.

«¿Por qué no declaras part-of transitiva y ya está?»

Porque la transitividad atraviesa toda la jerarquía de propiedades y arrastra relaciones que no son parte-todo.

Por qué es una respuesta fuerte: está verificado en este capítulo. Con memberOf como subpropiedad de un partOf transitivo, el razonador deduce que la hoja es parte del bosque — algo que nadie escribió y que es falso, sin que la ontología sea inconsistente ni haya clase insatisfacible alguna. Es un error que ningún razonador señala como error: solo aparece si se pregunta.

«¿Qué relaciones parte-todo distingues y con qué criterio?»

Parte estructural, miembro de un colectivo y porción de una masa son parte-todo; constitución, participación y ubicación no lo son, aunque el idioma las diga igual. El criterio para separarlas viene de la fundacional: la participación relaciona un endurante con un perdurante, y la constitución relaciona dos entidades que coexisten sin que una sea parte de la otra.

«¿Tu ontología implementa mereología?»

Implementa una aproximación, y está documentado cuál. La mereología básica exige parte propia transitiva y asimétrica, y OWL 2 DL lo prohíbe: una propiedad transitiva no es simple y la asimetría solo se admite en simples — verificado en este capítulo, el razonador rechaza la ontología entera. La antisimetría directamente no existe en el lenguaje, y los axiomas de suplementación tampoco son expresables. Lo que queda es transitividad y disciplina.

«El capítulo 5 dejaba sin contestar si el rockdassie es herbívoro. ¿Se arregló?»

Sí, y hicieron falta dos axiomas, no uno: ∀eats.plant para entrar en la definición y ∃eats.plant para no entrar por vacuidad. El intento evidente —∃eats.plant solo— está verificado que no clasifica, porque herbivore está definida con un universal. Es el mismo patrón ∀ + ∃ que aparece en los capítulos 3 y 5; a estas alturas del trabajo es la firma del error más común del libro.