OWL中inverseOf与propertyChainAxiom([inverseOf <属性>])的语义及推理差异

首先给出基础本体代码：

@base           <http://ex.org/> .
@prefix owl:    <http://www.w3.org/2002/07/owl#> .

<hasPart> a owl:ObjectProperty .
<compatibleWith> a owl:ObjectProperty .

<main> owl:differentFrom <part> .

<main> <hasPart> <part> .

添加以下两种公理之一，都能推理出 <part> <compatibleWith> <main>：
第一种公理：

<compatibleWith> owl:propertyChainAxiom( [owl:inverseOf <hasPart>] ) .

第二种公理：

<compatibleWith> owl:inverseOf <hasPart> .

OWL推理机不会将这两种声明视为等价，后者（直接使用owl:inverseOf）会产生更多可被推理出的结论，具体差异如下：

1. 蕴含方向的区别 #

• 使用owl:inverseOf是双向等价绑定：
  它定义<compatibleWith>和<hasPart>互为逆属性，意味着：
  • 从<X> <hasPart> <Y>必然能推出<Y> <compatibleWith> <X>；
  • 反过来，从<Y> <compatibleWith> <X>也必然能推出<X> <hasPart> <Y>。
• 使用propertyChainAxiom单链声明是单向包含：
  它仅规定<compatibleWith>包含所有<hasPart>逆关系的实例，但不做反向约束——也就是说，即便有<Y> <compatibleWith> <X>，推理机也无法推出<X> <hasPart> <Y>。

2. 属性特征的关联差异 #

owl:inverseOf会让两个属性共享关联特征：

• 比如如果<hasPart>被声明为owl:FunctionalProperty（每个主体最多有一个<hasPart>对象），那么<compatibleWith>会自动成为owl:InverseFunctionalProperty（每个对象最多对应一个<compatibleWith>主体）；
• 如果<hasPart>是owl:TransitiveProperty，那么<compatibleWith>也会自动具备传递性（因为传递属性的逆属性同样是传递的）。

而propertyChainAxiom的单链声明不会带来这种属性特征的联动，它仅定义实例层面的包含关系，不影响属性本身的特征。

3. 额外推理结论的实例 #

举两个具体例子：

例子1：反向断言的推理 #

如果添加新断言：

<component> <compatibleWith> <device> .

• 若用owl:inverseOf声明，推理机可直接推出 <device> <hasPart> <component>；
• 若用propertyChainAxiom声明，无法推出任何关于<hasPart>的结论。

例子2：传递性的继承 #

如果给<hasPart>添加传递性声明：

<hasPart> a owl:TransitiveProperty .
<device> <hasPart> <component> .
<component> <hasPart> <screw> .

• 若用owl:inverseOf声明，可推出 <screw> <compatibleWith> <device>（因为<compatibleWith>继承了<hasPart>的传递性）；
• 若用propertyChainAxiom声明，只能推出 <component> <compatibleWith> <device> 和 <screw> <compatibleWith> <component>，但无法推出 <screw> <compatibleWith> <device>，除非额外给<compatibleWith>添加传递性声明。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Daraan