工程控制论的两扇翅膀——数学信息论力学系统论

工程控制论的两扇翅膀——数学信息论力学系统论

钱学森(1911年12月11日—2009年10月31日),汉族,出生于上海,籍贯浙江省杭州市。空气动力学家、系统科学家,工程控制论创始人之一,中国科学院学部委员、中国工程院院士,两弹一星功勋奖章获得者。

工程控制论(engineering cybernetics),是控制论的一个分支学科,是关于受控工程系统的分析、设计和运行的理论。法国物理学家和数学家A.M.安培于1834年用控制论这一名词称呼管理国家的科学。第二次世界大战前后,自动控制技术在军事装备和工业设备中开始应用,实现了对某些机械系统和电气系统的自动化操纵。是中国科学家钱学森(Tsien, H. S.)于1954年所著的英文著作,由美国麦格劳-希尔集团(McGraw-Hill)出版;后来被翻译成简体中文版,科学出版社出版。钱学森在《工程控制论》中首创把控制论推广到工程技术领域,是控制论的一部经典著作,有德文、俄文译本。本书曾荣获中国科学院1956年一等科学奖。

20世纪30年代末美国、日本和苏联的科学家们先后创立了用仅有两种工作状态的继电器组成的逻辑自动机的理论,并被迅速用于生产实践。在这一时期前后又出现了关于信息的计量方法和传输理论。在这些科学成就的推动下,曾亲自参加过自动化防空系统研制工作的美国数学家N.维纳于1948年把这些概念和理论应用于动物体内自动调节和控制过程的研究,并把动物和机器中的信息传递和控制过程视为具有相同机制的现象加以研究,建立了一门新的学科,称为控制论(cybernetics)。这一名词随即为世界科学界所袭用。1954年钱学森所著《工程控制论》一书英文版问世,第一次用这一名词称呼在工程设计和实验中能够直接应用的关于受控工程系统的理论、概念及方法。随着该书的迅速传播(俄文版1956年,1957年,中文版第一版1958年,修订版1981年,第三版2011年),该书中给这一学科所赋予的含义和研究的范围很快为世界科学技术界所接受。工程控制论的目的是把工程实践中所经常运用的设计原则和试验方法加以整理和总结,取其共性,提高成科学理论,使科学技术人员获得更广阔的眼界,用更系统的方法去观察技术问题,去指导千差万别的工程实践。

钟义信,男,汉族,江西龙南人,1940年出生,1962年于北京邮电学院无线电通信与广播专业本科毕业,1965年于该校信息论专业研究生毕业,1979至1981年为英国伦敦大学帝国理工学院访问学者,现为北京邮电大学教授、博士生导师、副校长,国家八六三通信主题首届首席专家,国家信息领域战略研究负责人,兼任中国人工智能学会理事工、中国神经网络委员会副主席、中国信息经济学会副理事长、中国通信学会通信理论委员会主任、IEEE Transactions on Neural Net-works副主编,是1992Internation-al Joint Conference on Neural Net-tional Conference on Neural Infor-mation Processing (ICONIP‘95)以及1996 International Conferenceon World Information Infrastruc-ture(ICWII’96)程序委员会主席。济南大学人工智能研究院院长。钟义信是我国著名的信息学家,在信息科学的许多领域都卓有建树,出版了《信息科学基础》、《现代信息技术》、《智能理论与技术:人工智能与神经网络》、《智能论:人与机器的思维与认知》、《伪噪声编码通信》等16部著作,在国内外学术刊物和学术会议上发表了240多篇论文,是国家级有突出贡献的中青年科技专家和有突出贡献的归国留学人员、全国优秀教师、首批政府特殊津贴获得者。长期从事通信理论、信息论、信息科学、人工智能、神经网络、知识理论、信息经济学等领域的教学和研究。在上述领域先后提出和建立“全信息理论”、“全信息自然语言理解理论”、“理解理论”、“信息-知识-智能转换理论”、“机制主义人工智能理论”、“人工智能统一理论”以及“机器知行学”理论,出版学术专著 16部,发表论文450多篇。 其中著《信息科学原理》和《信息科学基础》成果先后获得原邮电部科技进步一等奖和二等奖。

人工智能概念被提出100多年来,主导人工智能发展的指导思想主要有连接主义(生理学派)、逻辑主义(或称符号主义)和行为主义(或称进化主义或控制学派)等3个流派。连接主义认为,思维的基本元素是神经元,思维过程是这些大量并行连接的神经元的运动或活动。按照连接主义的思路,仿照人类神经网络的运行规则和连接机制就能形成学习算法。但,连接主义遇到的问题是,大脑是个复杂的巨大系统,仿造这个系统所做的人工智能机变得越来越复杂,而这种复杂造成了功能的下降。逻辑主义认为,符号(比如数字、字母甚至颜色等)是人类认知的基本元素,用符号表示的系列运算就是人类认知事物的过程。因此,在遵守逻辑规则的前提下,给机器输入程序就能通过0、1二进制符号实现人类的智能。但是,符号主义者的线性关系和排中律的预设,为机器功能划定了界限。行为主义的逻辑起点是控制论和感知-动作系统。行为主义认为,智能主要取决于感知和行动,但这种简单模仿遇到的问题是,知识获取困难,会遇到悖论和人的情感等难以学习的问题。

三者各自的问题还不是最重要的问题,最重要的问题还在于,三者之间互不认可,甚至势若水火。对于此问题,不少学者都在为“建立人工智能统一理论”而积极探索。这其中,最有代表性和影响力的是中国人工智能学会理事长、北京邮电大学钟义信教授的智能生成机理模型。

在这个模型中,人工智能的逻辑主义、连接主义和行为主义三大流派实现了融合,并且钟义信先生还认为这三大流派是智能生成机制在结构、功能和行为等方面的三个特例。按照这个模型,钟义信先生就人工智能的生成原理、基本概念、逻辑结构等问题进行了论证,并建议将意识、情感、智能这三者统一起来进行研究。钟义信先生并未就此止步,他还将目前指导人工智能研究的科学观和方法论的分歧原因追溯到中西方在文化、哲学和思维异同的背景中。他认为,中华传统文化具有“整体论”、“辩证论”和“直觉性”的思维素养,这些思维与他设计的人类智能生成原理和“信息生态方法论”是直接相通的。钟义信还对中华文化的这种特质在人工智能生成机理上将作出的贡献给予厚望,他说:“当下人工智能领域最为紧迫的需求和最为难得的机遇,正是人工智能基础理论的突破与创新,而这,正是中华文明的潜在优势之所在。这是中华民族在当代世界高新科技和尖端科学技术激烈竞争中所面临的绝佳机遇。”

苗东升,男,1937年生于山西榆社。1960年毕业于北京师范大学数学系。在国防科研部门供职20年,后到中国人民大学哲学院任教21年。苗东升先在国防科研部门供职,后到中国人民大学哲学院任教,科技哲学专业教授、研究生导师。先后为中国人民大学本科生、硕士生、博士生开设《高等数学》《离散数学》《模糊数学》《系统科学》等课程,苗东升的《系统思维》课程在博士生中受到广泛好评。苗东升教授还广泛参与中国系统科学研究会、北京自然辩证法研究会、北京大学现代科学与哲学研究中心、人民大学国发院社会系统工程研究中心等的学术与教学活动,对他而言并不是工作、学习和研究的终点,而是投身科研和教育的新起点。他从未放松过理论研究,几乎每天都坚持早上6点起床,晚上10点半休息,从不过所谓周末。他积极参加各种学术研讨活动,继续培养学生;同时笔耕不辍,并且著作颇丰。在系统科学、复杂性科学、信息科学、逻辑学、钱学森思想、文艺科学等领域有了更加深入的研究。主要研究系统科学、系统思维、复杂性科学及其应用等。主要著作:《模糊学导引》、《钱学森哲学思想研究》、《系统科学原理》、《系统科学辩证法和系统科学精要》、《系统科学大学讲稿》、《混沌学纵横论》(合著)等。苗东升教授是《周易》爱好者,在学习中认识到《周易》历史悠久,古为群经之首,它凝聚着古代劳动人民的聪明智慧,是中华民族的文化瑰宝。今天继承它,挖掘它,研究它,是让《周易 》这一古老的文化得以发扬光大,使之为当今社会乃至后世,做出它应有的贡献。通过几年的苦心学易,使其对人生有了一个新的认识,并对《周易》有深刻理解。先后读过很多《周易》书籍,并参加过周易函授学习班(山东周易函授第一期)。气功班,学过中医。《周易》是广阔的,它不仅是古代的,也是现代的,更是未来的。苗东升教授淡泊名利,潜心学术,他曾自言:“我是清都杂货郎,天教倔强带疏狂。窃得神火燃笔底,纵论横批著华章。”他一生笔耕不辍,践行多学科交叉、理论与实践相结合的跨学科研究范式,晚年还积极探索系统科学方法与当代马克思主义、社会主义实践的结合,为系统科学哲学、复杂性科学思想在中国的发展和推广做出了卓越贡献。

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