緒論:寫作既是個人情感的抒發(fā),也是對學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇人工智能的辯證思考范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。
當(dāng)前,世界已全面進(jìn)入以大數(shù)據(jù)共享、信息爆炸為特點(diǎn)的互聯(lián)網(wǎng)信息時代。富有智能化和人性化的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)服務(wù)成為了人們青睞和關(guān)注的焦點(diǎn)。人工智能作為互聯(lián)網(wǎng)信息時代凝聚高端技術(shù)的超值網(wǎng)絡(luò)服務(wù),在增強(qiáng)互聯(lián)網(wǎng)安全性、提高網(wǎng)絡(luò)操作自動化等方面意義重大。現(xiàn)階段,已有更多行業(yè)領(lǐng)域的用戶在應(yīng)用人工智能,體驗這一技術(shù)所帶來的新生活。
1 人工智能簡述
人工智能,即Artificial Intelligence,是現(xiàn)代社會特有的綜合類前沿學(xué)科,交叉云集了計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制方法論、信息論、神經(jīng)生物學(xué)、語言學(xué)等多學(xué)科知識,主要用來研究機(jī)器在思考、學(xué)習(xí)、規(guī)劃等行為的擬人態(tài)進(jìn)化,使之解決問題的能力大幅提升。人工智能發(fā)展至今已有超過60載歲月,其成就在整個歷程中熠熠生輝,代表著人類文明的不斷發(fā)展與超越。人工智能經(jīng)歷了三個階段的發(fā)展變革:第一階段是以人工智能驅(qū)動機(jī)器設(shè)備,代替或輔助人類思考并解答難題;第二階段是研發(fā)智能機(jī)器人,處理不同系統(tǒng)及環(huán)境信息的交互工作,如不確定性信息的處理工作;第三階段的代表成果就是數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng),可實現(xiàn)海量模糊信息采集與分析,可視化技術(shù)發(fā)展迅猛,計算機(jī)具有自主學(xué)習(xí)能力。
2 人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域代表成就
任何一項技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展,都源于人類開展生產(chǎn)生活的實際需求,人工智能技術(shù)的研究也不例外,發(fā)展至今已經(jīng)為解決不同領(lǐng)域的實際需求提供了眾多技術(shù)應(yīng)用。目前,人工智能在下列應(yīng)用領(lǐng)域中取得了代表性成就:
2.1 專家系統(tǒng)
專家系統(tǒng),其實是由龐大的程序組編寫完成的數(shù)據(jù)系統(tǒng),廣泛積累不同專業(yè)的知識經(jīng)驗,這些知識均可事先歸納分析,可按具體模式表示,從而幫助用戶憑借領(lǐng)域?qū)<业墓逃兄R進(jìn)行推理解決問題。專家系統(tǒng)可系統(tǒng)化分析輸入信息并結(jié)合已有知識體系進(jìn)行全面推理,提出建O性的決策建議,相當(dāng)于發(fā)揮行業(yè)專家的作用。
2.2 數(shù)據(jù)庫智能檢索
人工智能想要做到全面模擬人類思維和動作,需要建設(shè)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫資源,便于及時開展智能檢索。數(shù)據(jù)庫基于計算機(jī)軟件開展,存儲了海量專業(yè)學(xué)科知識,也稱之為知識庫系統(tǒng),一旦有用戶需要查閱解決該學(xué)科的專業(yè)問題,都可通過智能檢索功能實現(xiàn)快速精準(zhǔn)地檢索。
2.3 程序自動設(shè)計
自動化的程序設(shè)計就是借助更高規(guī)格高標(biāo)準(zhǔn)的程序設(shè)計系統(tǒng)來完成指定功能的程序設(shè)計,該系統(tǒng)需要用戶輸入所設(shè)計程序的需求目標(biāo),并對整個流程和架構(gòu)有更為高級的描述,系統(tǒng)就能自動組織對應(yīng)程序完成設(shè)計。高度自動化的程序設(shè)計編寫方式,也展現(xiàn)了人工智能系統(tǒng)的思考、學(xué)習(xí)、修正自身缺陷的擬人態(tài)功能。
2.4 目標(biāo)模式識別
模式識別,顧名思義正是為識別不同物體的特征是否匹配目標(biāo)對象而具備的功能。現(xiàn)代計算機(jī)加強(qiáng)了模式識別系統(tǒng)功能,能夠提高機(jī)器對外界信息的感知能力,不斷接受外界信息,對所處環(huán)境的特征進(jìn)行識別,加強(qiáng)概念理解。當(dāng)前,目標(biāo)模式識別已由二維向三維層面升級,為研究智能機(jī)器人提供了堅實的基礎(chǔ)。
當(dāng)然,人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域遠(yuǎn)不止上述這些,還在機(jī)器學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺圖像處理(machine vision)、自然語言理解(Natural Language Understanding)、自然信息博弈論等方面發(fā)揮著重要的作用。
3 不同行業(yè)的人工智能技術(shù)應(yīng)用實例
目前,眾多企業(yè)為求發(fā)展,與內(nèi)部運(yùn)營管理中加強(qiáng)了人工智能的應(yīng)用,聚力解決各項問題,為企業(yè)贏得了經(jīng)濟(jì)效益,推動著社會發(fā)展。
3.1 企業(yè)管理應(yīng)用
將人工智能應(yīng)用于企業(yè)管理中,需要人的智能和人工智能之間的辯證關(guān)系,靈活運(yùn)用工智能應(yīng)用平臺加強(qiáng)對企業(yè)內(nèi)部各項管理智能軟件的開發(fā)工作,借助靈活的人工智能技術(shù)幫助企業(yè)實施科學(xué)決策。
3.2 水利管理應(yīng)用
人工智能能夠在水情控制與洪災(zāi)預(yù)報中發(fā)揮作用。如可使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等技術(shù),模擬汛期的最大洪峰與洪水總量,研究更有針對性的抗洪模型,提高了洪災(zāi)預(yù)報精度和汛期準(zhǔn)度,有效發(fā)揮防洪降災(zāi)、攔洪儲水的重要作用。同時,人工智能還能夠分析大江大河的復(fù)雜地質(zhì)與環(huán)境系統(tǒng),對治理河流起到良好的輔助作用。
3.3 建筑行業(yè)應(yīng)用
目前,建筑行業(yè)的用地規(guī)劃、給排水工程、暖通空調(diào)工程、施工管理等內(nèi)容都在應(yīng)用人工智能。已有企業(yè)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法發(fā)明了結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)探傷法,可查探建筑結(jié)構(gòu)損傷度;也可在市政工程建設(shè)中不斷強(qiáng)化正反向混合推理的理論思想,查明城市污水處理管網(wǎng)故障;可構(gòu)建用于分析建筑工程性能效益的系統(tǒng),加強(qiáng)建設(shè)項目性能效益預(yù)測和實際效益分析。
3.4 機(jī)械行業(yè)應(yīng)用
人工智能同樣成為互聯(lián)網(wǎng)時代下的機(jī)械行業(yè)技術(shù)中的重頭戲。如:人們利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法,設(shè)計出土方工程的機(jī)械調(diào)度的優(yōu)化方案;多個工程都可搭建含多目標(biāo)的尋優(yōu)函數(shù)模型。許多大型機(jī)械裝置,都配置了人工智能操作平臺,可提高安全風(fēng)險監(jiān)控水平,增強(qiáng)機(jī)械操作自動化,進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)效率。
3.5 商品銷售預(yù)測應(yīng)用
人工智能的各種函數(shù)模型或優(yōu)化算法,可在商品銷售金額的預(yù)測中發(fā)揮巨大作用。如:在計算機(jī)中輸入不同商品某一時間段的銷售額,形成非線性系統(tǒng)進(jìn)行分析,評估各種影響因素。采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),不斷放大自分布處理、自組織學(xué)習(xí)、自適應(yīng)與自容錯等特性,體現(xiàn)強(qiáng)大的預(yù)測功能。
當(dāng)然,人工智能還廣泛應(yīng)用到電子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用、企業(yè)財務(wù)管理、航班信息查詢、教學(xué)服務(wù)、心理咨詢公路建設(shè)、焊接制造、等眾多方面,為更多企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
4 結(jié)束語
互聯(lián)網(wǎng)信息時代的人工智能應(yīng)用,將會隨著科技力量的不斷壯大而實現(xiàn)更多的應(yīng)用。人們應(yīng)該高度重視人工智能理論與技術(shù)的探究,從而更好地為全人類服務(wù)。
參考文獻(xiàn)
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作者簡介
回到未來,搜索引擎將像人一樣思考。隨著“語義學(xué)”網(wǎng)站的興起,基于人工智能的搜索引擎將理解用戶的問題,并且像個人助手一樣進(jìn)行反應(yīng)。用戶輸入問題,就能得到相關(guān)答案。
當(dāng)然人工智能搜索的功能不僅僅在于此。自然語言處理、對象識別、機(jī)器學(xué)習(xí)等人工智能領(lǐng)域的技術(shù)將再次開始“提高”Web搜索的智能。即根據(jù)用戶身份、用戶搜索記錄以及上下文語境、時間、地域等因素進(jìn)行判斷,以此來精確定位用戶的搜索意圖,進(jìn)而回答用戶提出的各類“非定制問題”,并返回多級的答案。在上述過程中,系統(tǒng)可以通過基于人工智能的自然語言分析和精確搜索意圖兩項核心算法,給出與第二代搜索迥然不同的搜索結(jié)果列表。
真正的智能,或者人工智能,我們的理解是有一定智力水平,可以處理“邏輯+知識”并能像人一樣深度思考問題的復(fù)雜系統(tǒng),是給系統(tǒng)設(shè)定的一套邏輯推理程序。這個邏輯程序既涉及語法,也涉及其復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出語言范疇的邏輯處理。基于預(yù)設(shè)的復(fù)雜邏輯能力和可以不斷學(xué)習(xí)、記憶的知識處理能力,系統(tǒng)將獲得某種限度的深度思維能力。通過不斷對系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)化,不斷添加更多的參數(shù),包括增加知識、邏輯以及每個環(huán)節(jié)的趨近度和精確度,人工設(shè)定諸如環(huán)境因素、語法、新詞匯、幽默思維、辯證思維等等,系統(tǒng)的邏輯推理能力和智能水平將逐漸趨近于人腦。
第一代搜索只是簡單的網(wǎng)頁搜索,下一代網(wǎng)絡(luò)搜索應(yīng)該是將各種各樣的信息整合在一個界面上。這種多維信息的整合,一是與地域相關(guān),但又不受地域的限制;二是與時間相關(guān),同一關(guān)鍵詞在不同時間搜索,結(jié)果是不一樣的;三是把對電影、視頻等各種媒體的搜索都整合到網(wǎng)頁上。
目前,搜索引擎旨在為用戶在頁面的海洋中導(dǎo)航,可是現(xiàn)有的搜索引擎沒有一個可以完全有效地檢索這個世界上所有的網(wǎng)絡(luò)資源。輸入一項檢索請求的網(wǎng)絡(luò)用戶會被數(shù)以千計的回答弄得不知所措。對于搜索引擎而言,Web就是數(shù)以十億計網(wǎng)頁上大量單詞和連接單詞的超級鏈接。但是,搜索引擎并不“理解”這些單詞,它們僅僅是對在網(wǎng)頁上更重要或被其它更多的網(wǎng)頁鏈接的關(guān)鍵字進(jìn)行匹配。不僅如此,搜索引擎還無法理解人類語言的細(xì)微差別。
然而,即將發(fā)生的一個變化是,人類的表達(dá)將轉(zhuǎn)化為計算機(jī)容易理解的方式,使計算機(jī)能夠處理人類的表達(dá)需求。利用人工智能訓(xùn)練計算機(jī),不僅僅讀取網(wǎng)頁上的詞匯,而是使這些詞匯發(fā)生聯(lián)系、理解語言的意義。
選擇禁止燃放,可以正面例證其帶來的環(huán)境污染和安全問題,也可以論證“年味”也能換一種形式,不健康的習(xí)俗可以休矣。
選擇限制燃放,則更容易寫作,只要結(jié)合前兩者即可。
要注意的是,對燃放煙花爆竹的三種不同態(tài)度,實質(zhì)上是傳統(tǒng)民俗與環(huán)境保護(hù)、城市治理的激烈碰撞和博弈。行文時除了羅列理由,最好能再提出幾點(diǎn)解決方法,比如提高煙花爆竹“國標(biāo)”、改善城市規(guī)劃布局、改變經(jīng)濟(jì)和能源結(jié)構(gòu)等,使論證更有說服力。
這個題目將成語“買櫝還珠”放到了當(dāng)下的社會環(huán)境來思考。
“還珠”的行為固然愚笨,但制作精美的“櫝”的確能吸引顧客的目光,增加“珠”的價值,所以,適度的包裝會“錦上添花”。但過分的包裝只會“喧賓奪主”,無端增加消費(fèi)者的負(fù)擔(dān),久而久之會失去消費(fèi)者,得不償失。由此出發(fā),可以立意為:產(chǎn)品需要包裝,但要“適度”。
當(dāng)然,也可以從材料的對立面出發(fā)立意:不需要在意外在的包裝,內(nèi)在的品質(zhì)最重要,要有自己獨(dú)到的眼光。還可以做更深層的思考:剖析內(nèi)在品質(zhì)和外在包裝的辯證關(guān)系,引申到“文”與“質(zhì)”的關(guān)系。
在這個作文題中,陳道明反駁的話語是關(guān)鍵句,從中可以挖掘主題,如:(1)世界是由平凡的人組成的,沒有這么多英雄,正是看似“平庸”的人通過努力奉獻(xiàn)了精彩,所以,要看到平凡的人的價值;(2)孩子們贏得了觀眾的喝彩,獲得了集體榮譽(yù),個人英雄是英雄,團(tuán)體英雄也是英雄;(3)孩子們的動作雖然整齊劃一,但“每一張臉是不一樣的”,在群體表現(xiàn)中也可以體現(xiàn)個性,“集體榮譽(yù)”與“個人英雄”并不矛盾;等等。
題目中的兩則材料都是關(guān)于“理想”的。第一則材料揭示了孩子們的理想隨時代的變化而變化,從“科學(xué)家”變成了“明星”“老板”這類受人關(guān)注、收入豐厚的職業(yè)。第二則材料進(jìn)一步說明,當(dāng)下中國青少年的理想極少與科學(xué)相關(guān)。
材料的內(nèi)在指向在于引導(dǎo)同學(xué)們思考物質(zhì)與精神、名利與理想的關(guān)系。科學(xué)家的物質(zhì)生活未必豐富,但精神往往是富足的;而明星、老板的一大特點(diǎn)就是有名有利、物質(zhì)生活不錯。所以,人們應(yīng)該更多地追求精神的富足還是物質(zhì)的富有?是追求名利還是理想主義?寫作時,應(yīng)該就此話題展開辯證思考,可以贊同追求物質(zhì),因為物質(zhì)生活是精神生活的基礎(chǔ),“倉廩實而知禮節(jié)”;也可以提倡人應(yīng)該有點(diǎn)理想主義,應(yīng)該有更高層次的精神追求;還可以將二者結(jié)合起來分析,闡述物質(zhì)享受與精神追求并非矛盾對立的雙方。
材料從正反兩個方面客觀、全面、真實地揭示了大數(shù)據(jù)給人們帶來的利與弊。“面對大數(shù)據(jù),你有怎樣的思考?你會怎么辦?”不外乎三種態(tài)度:其一,看到大數(shù)據(jù)給人們生活帶來的“利”,并且全力投入這種生活;其二,更多地看到大數(shù)據(jù)給人們生活帶來的“弊”,于是遠(yuǎn)離大數(shù)據(jù),保持大數(shù)據(jù)出現(xiàn)之前的生活狀態(tài);其三,辯證看待大數(shù)據(jù)的利與弊,不拒絕,但也會小心,更重要的是學(xué)會應(yīng)對和運(yùn)用大數(shù)據(jù)。
相對來說,第三種態(tài)度更客觀。大數(shù)據(jù)存在隱私安全問題的弊端是客觀存在的,關(guān)鍵看人們?nèi)绾螒?yīng)對和運(yùn)用。只要我們學(xué)會變大數(shù)據(jù)之弊為利,就能做自己命運(yùn)的主宰者。比如可以這樣立意:不做數(shù)據(jù)的奴隸;趨利避害,讓大數(shù)據(jù)造福人類;讓大數(shù)據(jù)為我所用;以敬畏之心面對大數(shù)據(jù)。
在具體寫作時,好的文章應(yīng)在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步,追求思想的深度。如何正確對待網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù),不僅關(guān)系到自我將來的生活,還與社會發(fā)展密切相關(guān),涉及人與人、人與自然、人與社會的關(guān)系。如果能從哲學(xué)、人類學(xué)、社會學(xué)等角度深入思考,文章自然就會走向深刻。舉例來說,如果數(shù)據(jù)分析能預(yù)測一個孩子在學(xué)校表現(xiàn)如何,他將來適合怎樣的工作……那么,這個孩子該如何生活下去呢?如果數(shù)據(jù)分析能預(yù)測迎合觀眾或聽眾的口味,那么,創(chuàng)意、靈感和驚喜還會存在嗎?
寫作立意的方向可以有:
(1)人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,是利。可以設(shè)想,未來人工智能帶來的科技產(chǎn)品,將會是人類智慧的“容器”。人類“善假于物”,可以“絕江河”,可以“致千里”,何樂而不為?
(2)人工智能的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,是弊。以中學(xué)生的知識背景,很難從純科學(xué)的角度對這一新技術(shù)做精細(xì)的弊端評估,所以不妨切換視角,從科技對人們生活的負(fù)面影響,以及人們在科技生活中喪失的東西如人文情懷等角度著筆,更易成文。
(3)人工智能是把雙刃劍,利弊皆有,弊端要在發(fā)展中去解決。許多人類自身的價值,如創(chuàng)新、審美的能力是人工智能永遠(yuǎn)無法替代的,這是人類的信心與優(yōu)勢所在。古往今來,科學(xué)和人文,從來都是人類發(fā)展中相輔相成、不可或缺的兩大重要力量。
應(yīng)該說,最后一種立意是這個作文題比較好的立意。
材料從2016年十大網(wǎng)絡(luò)流行語出發(fā),對網(wǎng)絡(luò)流行語傳播的利弊給出了三種意見:(1)網(wǎng)絡(luò)流行語是對漢語文化的豐富;(2)長期誤用、濫用網(wǎng)絡(luò)流行語是對漢語文化的一種褻瀆;(3)語言有其固有規(guī)律,應(yīng)包容地看待網(wǎng)絡(luò)用語。
三種意見,各有道理。同學(xué)們在寫作時,應(yīng)該綜合辯證地看待這一問題。立意如:
(1) 贊賞網(wǎng)絡(luò)流行語的發(fā)展。因為網(wǎng)絡(luò)流行語雖有不成熟之處,但其時代性、創(chuàng)新性不容抹殺。
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使得知識的更新日趨加快,知識總量每三到五年就要翻一番,為了適應(yīng)時展的需要,人們必須學(xué)會認(rèn)知、學(xué)會學(xué)習(xí)。因此,如何提高知識的傳輸效率、提高學(xué)習(xí)效果成為教育所關(guān)注的焦點(diǎn)。以信息技術(shù)為基礎(chǔ),呈現(xiàn)多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展特征的教育技術(shù)日益受到人們的重視。它強(qiáng)調(diào)運(yùn)用各種現(xiàn)代化教育手段,創(chuàng)設(shè)教學(xué)情景,提高教育教學(xué)效果,擴(kuò)大教學(xué)規(guī)模。實踐證明,在某種程度上,它確實實現(xiàn)了其初衷,很多人對其大唱贊歌,極加美化。但我們有必要對多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的教育技術(shù)做出辯證的思考。
一、對多媒體化發(fā)展的教育技術(shù)的辯證思考
多媒體通常是指日常生活中的多媒體計算機(jī)和與之相關(guān)的多媒體課件等。它具有超文本、超媒體功能,而且還可以使文字、聲音、圖象等一并顯示,具有化動靜、化虛實、化快慢、化大小并且存儲員大、交互性強(qiáng)、信息呈現(xiàn)方式靈活多變等特點(diǎn)。因此有人認(rèn)為多媒體將取代教育技術(shù)領(lǐng)域的幻燈、投影、錄像、電視、粉筆、黑板等其它媒體,并且多媒體教學(xué)將成為未來教育發(fā)展方向等等。多媒體真的那樣神奇嗎?真的就是“萬能”的教學(xué)機(jī)器嗎?回答應(yīng)該是否定的。
(一)多媒體僅僅是一種,而非多種媒體組合而成的全能媒體
我們認(rèn)為,每種媒體都有其各自的長處,對某種特定的教學(xué)或?qū)W習(xí)有效,不存在一種人人適用、處處適用的全能媒體。所以,媒體的有效與否要看特定的教學(xué)情景和學(xué)習(xí)對象等,各種媒體教育有其各自的特點(diǎn)和獨(dú)特的功能,在教學(xué)中,應(yīng)互相補(bǔ)充,取長補(bǔ)短。我國開展多媒體教學(xué)僅有幾年的時間,正因為對多媒體教學(xué)認(rèn)識的偏差,把其看成是教育現(xiàn)代化的一種標(biāo)志,所以各單位紛紛申請巨額資金,購置多媒體教學(xué)系統(tǒng),裝配多媒體教室,出現(xiàn)了多媒體“熱”的怪現(xiàn)象,而且目前這種現(xiàn)象有蔓延的趨勢。對此,我們認(rèn)為,配備多媒體教學(xué)設(shè)備本無可厚非,沒有必要的硬件設(shè)備做后盾,要搞好多媒體教學(xué)是不可能的。但有的地方購置了設(shè)備后,對其倍加珍惜,在教學(xué)中根本不舍得使用,平時用布一蒙,僅作為參觀、觀摩和迎評的樣品,這樣不僅嚴(yán)重浪費(fèi)了資源,而且也阻礙了多媒體進(jìn)入課堂。
(二)硬件和軟件能否同步發(fā)展,還有待進(jìn)一步觀察
綜觀全國上下,可以說,真正適合多媒體課堂教學(xué)的課件可謂鳳毛麟角,已編制出的課件絕大部分是一種課本搬家的形式。另外,商家為了贏利而編制的課件因缺乏學(xué)科專家、教育專家的參與,所以根本不適合課堂教學(xué)。同時,由于多媒體涌人教育領(lǐng)域速度太快,使大多數(shù)教師沒有充分的思想和技術(shù)準(zhǔn)備,而課堂教學(xué)目前仍是教學(xué)的主要組織形式,在已編制的多媒體教學(xué)課件不符合課堂教學(xué),而教師又不能自行制作合適的教學(xué)課件的情況下,多媒體不是空有軀殼嗎?如此,又如何實現(xiàn)它的作用呢?最后,正像有些學(xué)者所擔(dān)心的那樣:既便我們實現(xiàn)了多媒體教學(xué),在教學(xué)中也發(fā)揮了巨大的優(yōu)勢,學(xué)習(xí)效率成倍提高,學(xué)習(xí)效果顯著,為獲取知識而疲憊不堪的痛苦消失了,別的痛苦是否會來補(bǔ)充呢?我們認(rèn)為,教育應(yīng)是促進(jìn)入全面發(fā)展的教育,并非單純的知識灌輸,知識的豐富并不等于人格的完善,在現(xiàn)實生活中,具有豐富知識而人格不完善的人不勝枚舉。因此,即使有了多媒體的幫助,使人們獲取知識變得容易,我們也應(yīng)該對多媒體的利弊作出必要的反思。
二、應(yīng)多關(guān)注基于信息技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)教育
隨著信息技術(shù)的發(fā)展,以使用信息網(wǎng)絡(luò)為主要傳播工具的網(wǎng)絡(luò)教育,成了人們關(guān)注的焦點(diǎn),這有其必然的原因。
(一)網(wǎng)上信息資源具有豐富性和再生性
因為任何國家、任何行業(yè)、任何階層的任何人都可以在網(wǎng)上信息,都可以在彼此免費(fèi)的情況下獲得別人的信息,相應(yīng)的,他們也要無償?shù)貫樗颂峁┵Y源,所以網(wǎng)上各種信息應(yīng)有盡有。其信息容旦之龐大、呈現(xiàn)形式之多樣、涵蓋范圍之廣是人們難以用數(shù)字表達(dá)的。而且,網(wǎng)上信息的增減與內(nèi)容的刷新依據(jù)主題的變更和事件的發(fā)展而不斷變化,從而再生新的信息。
(二)網(wǎng)上信息的交流具有自由性和開放性
任何人都可能根據(jù)自己的意愿,去說或做幾乎任何希望的事情,與世界各地任何上網(wǎng)的人聯(lián)絡(luò),自由訪問各種信息資源。網(wǎng)上不同主題的電子公告牌、新聞組和電子論壇向任何感興趣的人開放,無論任何觀點(diǎn)、任何思想、任何文化都可以在這里找到自己的位置。這正體現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建者和用戶普遍認(rèn)同的道德規(guī)范和信條:進(jìn)入計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該是無限制的,所有網(wǎng)上信息應(yīng)該是開放的、自由的,網(wǎng)絡(luò)不受任何權(quán)力機(jī)構(gòu)的限制。
(三)網(wǎng)上人們的交流具有平等性和民主性
眾所周知,傳統(tǒng)的人與人的交流最大障礙在于人的差異性,往往難以克服現(xiàn)實的社會地位的懸殊、生活質(zhì)量的差異和文化層次的高低這樣一些障礙。而在網(wǎng)絡(luò)空間,人們完全可以不考慮自己的社會地位、家庭背景、經(jīng)濟(jì)收入、、種族膚色等現(xiàn)實社會無法回避的矛盾,進(jìn)行一些相對單純的、非功利性質(zhì)的精神交流,也可以就共同感興趣的問題發(fā)表自己的見解和看法,交流雙方不會產(chǎn)生心理上的負(fù)擔(dān)。因為人們的交流除去了各種社會暗示和物質(zhì)表象,只有無差別的比特流以共同的特征表達(dá)著人們內(nèi)心深藏的氣質(zhì),這使相距遙遠(yuǎn)的人們,丟掉傳統(tǒng)的偏見,更加心平氣和、心安理得地與他人交流。
三、有必要關(guān)注并積極思考智能化現(xiàn)象
智能化是教育技術(shù)發(fā)展的重要方向之一,也是其發(fā)展到一定程度的必然要求。對人工智能的研究已經(jīng)引起人們的高度重視。在NOTO有關(guān)AET研究項目所著重研究的八個問題中,有四項都與人工智能有關(guān),即:任務(wù)分析與專家系統(tǒng)、個別指導(dǎo)策略與學(xué)習(xí)者控制、學(xué)生模型建構(gòu)與錯誤診斷、微世界與問題求解等。
之所以產(chǎn)生人工智能熱,是因為其“擬人”的特點(diǎn)與功能所致,即智能機(jī)器能夠執(zhí)行與人類智能有關(guān)的功能,如判斷、推理、證明、識別、感知、理解、設(shè)計、思考、規(guī)劃、學(xué)習(xí)與問題求解等思維活動。并且在語言處理、自動走理證明、智能數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)、問題求解、人工智能方法和程序語言以及自動程序設(shè)計等方面獲得相當(dāng)程度的發(fā)展。特別提出的是專家系統(tǒng),它是一個智能計算機(jī)程序系統(tǒng),它應(yīng)用人工智能技術(shù),根據(jù)某個領(lǐng)域一個或多個人類專家提供的知識和經(jīng)驗進(jìn)行推理和判斷,模擬人類專家的決策過程,以解決需要專家解決的復(fù)雜問題。這樣,學(xué)生就可以直接與專家系統(tǒng)進(jìn)行“咨詢對話”,向其提出問題并得到學(xué)生希望的解答。于是有人重新提出“教師將被取代、學(xué)生可以自己學(xué)習(xí)、學(xué)校將要消亡”的論調(diào)。分析一下這種論調(diào),一方面顯露出教師在某些職能作用發(fā)揮上存在的缺陷與不足:但另一方面這是一種“技術(shù)至上”的偏向表現(xiàn)。
四、在都學(xué)實踐中,我們應(yīng)該樹立恰當(dāng)?shù)慕逃夹g(shù)觀
通過以上分析,我們認(rèn)為以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的呈現(xiàn)多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展的教育技術(shù)有利于提高教育教學(xué)效率;豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容、開闊知識領(lǐng)域;節(jié)約師資力量、交流教學(xué)經(jīng)驗;加速普及教育、發(fā)展成人教育;進(jìn)一步促進(jìn)教育改革等,但它也確實已經(jīng)和將要給教育帶來諸多不利影響。但是,我們不能因此而“因噎廢食”。實現(xiàn)由我們的特殊國情和時代背景所決定的現(xiàn)代教育技術(shù)的跳躍式發(fā)展,積極推進(jìn)教育技術(shù)的進(jìn)步和教育技術(shù)的普及應(yīng)當(dāng)是我們的當(dāng)務(wù)之急。關(guān)鍵的問題是,我們應(yīng)該樹立恰當(dāng)?shù)慕逃夹g(shù)觀。
(一)樹立恰當(dāng)?shù)慕逃夹g(shù)的結(jié)構(gòu)觀。我們知道,技術(shù)由外向內(nèi)是由工具手段、方法技能和智慧經(jīng)驗三大要素所構(gòu)成的。教育技術(shù)從結(jié)構(gòu)層次上來看就應(yīng)該由教育工具手段、教育方法技能和教育智慧經(jīng)驗三大要素由外向內(nèi)有機(jī)整合而成。其中,教育智慧經(jīng)驗和教育方法技能處于內(nèi)隱層,教育工具手段處于外顯層。前者是一種無形的、非物質(zhì)性的而又客觀存在的技術(shù),是在人們的社會實踐中起到實實在在作用的技術(shù)。而且,從某種意義上說,這種技術(shù)的作用并不亞于外顯的物質(zhì)性的技術(shù),更不能被后者所取代。
我們認(rèn)為,教育技術(shù)離不開外顯的工具手段,但歸根結(jié)底更離不開人掌握的智慧經(jīng)驗和方法技能,正如知識經(jīng)濟(jì)的外在表現(xiàn)是高新技術(shù),而內(nèi)在核心卻是高素質(zhì)的人才一樣,教育技術(shù)的核心歸根結(jié)底是掌握教育技術(shù)核心層的人,人對教育技術(shù)起最終的導(dǎo)向作用,決定著教育技術(shù)的發(fā)展方向。因此,第教育技術(shù)結(jié)構(gòu)的把握應(yīng)把對人的理解放在首位,而現(xiàn)實中出現(xiàn)的對教育技術(shù)結(jié)構(gòu)的錯誤理解是導(dǎo)致人們“重”某些方面”、“輕”某些方面的主要原因。
(二)樹立恰當(dāng)?shù)慕逃夹g(shù)的價值觀。回顧教育技術(shù)發(fā)展史,我們不難發(fā)現(xiàn),教育技術(shù)價值觀經(jīng)歷了從人文主義的教育技術(shù)價值觀到科學(xué)主義的教育技術(shù)價值觀的轉(zhuǎn)變。從哲學(xué)意義上講,人文主義的教育技術(shù)價值觀以價值理性為依據(jù),重視教育技術(shù)的人文價值;科學(xué)主義的教育技術(shù)價值觀以工具理性為依據(jù),重視教育技術(shù)的科學(xué)價值。在某種程度上,我們不難發(fā)現(xiàn),純粹價值理性的思變和無為以及工具理性的失衡和異化。
目前,人們對教育技術(shù)只看到其物化層面的強(qiáng)大優(yōu)勢,如多媒體化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化、交互化和虛擬現(xiàn)實等,忽略了教育技術(shù)的人文價值,結(jié)果導(dǎo)致了教育不再注重引導(dǎo)學(xué)生思考人生的目的、意義和價值,忽視了學(xué)生第完美和健全人性的追求,從而造成學(xué)生品德、人格、情感教育的荒疏和缺乏。如上所述的教育技術(shù)帶來的負(fù)面效應(yīng)就是很好的印證。我們認(rèn)為,教育技術(shù)的價值觀應(yīng)該實現(xiàn)科學(xué)主義的教育技術(shù)價值觀和人文主義的教育技術(shù)價值觀的有機(jī)整合。
李世石輸?shù)舻谝痪趾螅⒉┥系摹翱聺嵈笃逶狈旁捳f:“就算阿爾法狗戰(zhàn)勝了李世石,但它贏不了我。”很多臨時湊湊新聞熱鬧的人以為又是個段子手的炒作,沒想到這個“柯潔大棋渣”才是當(dāng)前的世界圍棋第一人,更重要的是,這個當(dāng)世第一的大棋渣才十七歲。柯潔的豪言引起數(shù)萬條評論和轉(zhuǎn)發(fā),甚至有評論說,李世石氣急敗壞地砸爛阿爾法狗的機(jī)箱,突然發(fā)現(xiàn)里面藏著一個柯潔!這充分表明,在柯潔和絕大多數(shù)觀眾看來,李世石的失敗并不等于人類棋手的失敗,但隨著阿爾法狗連勝三局,柯潔在接受記者采訪時也認(rèn)為李世石是完敗,而阿爾法狗下得近乎完美,并坦言自己出場也很可能輸。當(dāng)天晚上柯潔又在微博發(fā)話道:“來吧!管你是阿爾法狗還是阿爾法貓!我柯潔在棋上什么大風(fēng)大浪沒見過?讓風(fēng)暴再來得猛烈點(diǎn)吧!……”沒有了上次放話的自信滿滿,卻透露出破釜沉舟、背水一戰(zhàn)的決心,顯然柯潔已經(jīng)把自己視為人類棋手尊嚴(yán)的最后防線。可第二天風(fēng)云突變,李世石在第四局的哀兵之戰(zhàn)中,弈出了被古力九段稱為“神之一手”的白78挖,在所有人都不看好的情況下置之死地而后生,居然讓強(qiáng)大到不可戰(zhàn)勝的阿爾法狗出現(xiàn)了短暫的“思維”休克和紊亂。這讓人想到《天龍八部》中虛竹破解逍遙子擺下的“珍瓏”棋局的一幕,同樣是徹底打破常規(guī)、讓所有算計落空的一手,只不過在虛竹誤打誤撞的背后,金庸想表達(dá)的是跳出利害、破除我執(zhí)的佛理,李世石的神來之筆則出自棋手的厚積薄發(fā)。
李世石最終在人機(jī)大戰(zhàn)五番棋中以1∶4慘敗,而依據(jù)賽后阿爾法狗團(tuán)隊的復(fù)盤,阿爾法狗的棋力量化估分為4500,按段位算為13段,而棋手中分值最高的柯潔九段為3625,如果這一估量無誤,那么除了偶發(fā)的意外情境,人類似乎永遠(yuǎn)無法戰(zhàn)勝作為人工智能的阿爾法狗了。在很多人看來,這簡直跟很多科幻小說和好萊塢電影的情節(jié)一樣,表征著電腦和機(jī)器對人類征服的開始,不過稍稍深入地思考下,事情并非如此簡單。
可以想的是,圍棋這一游戲的內(nèi)涵和意義究竟為何?圍棋相傳為堯所作,棋圣吳清源認(rèn)為,圍棋源于古人的觀天活動,棋盤所象者為天地,棋子所象者為星辰,黑白分子者為陰陽,因此小小一方棋枰可以畫天象地,變化無窮。在吳清源心中,圍棋是以游戲的形式表現(xiàn)一種宇宙觀,尤其與《易經(jīng)》陰陽分合、生生變易的思想密不可分。他設(shè)想的21世紀(jì)圍棋被稱為“六合之棋”,即囊括東西南北四方和上下天地,從而打破20世紀(jì)重局部得失糾纏的弊病,恢復(fù)圍棋的本義。所以吳清源會認(rèn)為,圍棋之道在于順應(yīng)天時,讓自己委身于圍棋的流勢,任其漂流,不管止于何處,就像春播夏長,秋收冬藏一樣自然而然。在接受川端康成的訪談時,他明確表示,圍棋的重點(diǎn)不在于競技或爭勝負(fù),而是講究均衡,調(diào)和陰陽,讓每一枚棋子落于應(yīng)在的位置,從而構(gòu)成一盤臻于和諧的棋。
二、天人
吳清源的思想透露出極有意義的信息,人們往往會認(rèn)為,是人發(fā)明或者創(chuàng)造了圍棋,但無論是吳清源,還是后來的棋手都有這樣一種意識:我們只是圍棋的學(xué)習(xí)者,換句話說,圍棋是關(guān)于天地宇宙之理的游戲,棋手和觀眾通過圍棋實際上是在向天地宇宙學(xué)習(xí)。藤澤秀行九段曾經(jīng)說,如果棋道為百,他所知者僅為七;李昌鎬也承認(rèn),圍棋中存在著很多未知領(lǐng)域,棋手會面臨很多“虛”的東西,永遠(yuǎn)不能靠計算得出解法,只有依靠靈感去做出選擇。那么阿爾法狗打破了這一天人界限嗎?阿爾法狗之父大衛(wèi)?席爾瓦(David Silver)坦承,既然公認(rèn)僅憑深藍(lán)那樣的暴力計算(bruteforce)無法對付圍棋,那么唯一的方法是讓電腦學(xué)會像人一樣思考,模仿人類下棋。人的大腦皮層有860億個神經(jīng)元,神經(jīng)元上的突觸更是上千萬億量級,并且突觸之間的鏈接不停發(fā)生著反應(yīng)和變化,而目前的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(artificial neural network)只能達(dá)到十億級的突觸量。為了彌補(bǔ)巨大的差距,以席爾瓦為首的谷歌團(tuán)隊進(jìn)行了精心的設(shè)計,為阿爾法狗建立了兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò):“決策網(wǎng)絡(luò)”(policy network)與“評價網(wǎng)絡(luò)”(value network),“決策網(wǎng)絡(luò)”通過輸入三千萬個人類棋局樣本建立對弈模型,借助于蒙特卡洛樹搜索最優(yōu)解,學(xué)會圍棋的下一步走法。“評價網(wǎng)絡(luò)”則對比數(shù)據(jù)庫中的棋局樣本,推演每一步棋后的可能局面,選擇與樣本中的獲勝棋局最為接近的走法。人工智能專家所津津樂道的“深度學(xué)習(xí)”(Deep Mind)就是這兩個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、兩種算法之間不斷地自我對弈,由此生成更多訓(xùn)練數(shù)據(jù),去調(diào)整、修正阿爾法狗的走法,經(jīng)過“雙手互搏”訓(xùn)練的阿爾法狗每秒鐘可以搜索和判斷十萬種可能的走法,萬倍于李世石。阿爾法狗是為贏棋而生的,它的一切都圍繞著這個目標(biāo),與此不同,人腦的神經(jīng)突觸雖然多,但無法測量有多少用于計算,無論如何,從結(jié)果上來說,阿爾法狗是對局中的勝利者。
現(xiàn)在來回應(yīng)天人界限的問題,假定谷歌團(tuán)隊的測算為真,擁有十三段棋力的阿爾法狗仍然不能窮盡圍棋的無限性――雖然“決策網(wǎng)絡(luò)”計算能力遠(yuǎn)勝于人類棋手,“評價網(wǎng)絡(luò)”又為它提供了類似于人的直覺。但隨著科技的發(fā)展,人工智能能夠邁出那一步嗎?深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域教父級人物Geoffrey Hinton有一個有趣的說法,對弈中的阿爾法狗可能消耗了數(shù)百千瓦的功率,而李世石可能只用了30瓦。雖然這說明人腦比阿爾法狗環(huán)保很多,不過能源技術(shù)的進(jìn)步或許能夠支撐第N代的阿爾法狗算盡一切――但重點(diǎn)并不在這里,我們跟宇宙的相處并非是征服或爭勝的關(guān)系。如吳清源所說,圍棋不僅僅是勝負(fù)之道,更是關(guān)于宇宙之理的藝術(shù)和哲學(xué),棋手也不僅僅是勝負(fù)師,而應(yīng)該是藝術(shù)家和哲人。在繼承和發(fā)揚(yáng)吳清源棋道精神的棋手中,武宮正樹無疑是最為特殊的一位。藤澤秀行曾說,挑戰(zhàn)自己的趙治勛棋雖厲害,但可惜并不懂哲學(xué);而對武宮的評價是:“我們的棋用不了多少年就會被人遺忘,只有武宮的棋會流芳百世。”我們知道,在頂尖棋手中,武宮正樹的勝率并不算最高的,但卻能在注重實地的潮流中別開生面,首創(chuàng)以三連星開局的宇宙流,與十九歲的吳清源挑戰(zhàn)本因坊秀哉名人時打破百年禁忌的天元局一樣,開啟了前人未知的新路。
從這個角度來看阿爾法狗,“智能”的一面已經(jīng)證明是完爆人類棋手了,但哲學(xué)和藝術(shù)卻是需要理想為之堅守的,吳清源、武宮正樹放棄熟悉的棋路,探索未知,既是對棋壇既有格局的挑戰(zhàn),更是對自己得失名利之心的挑戰(zhàn)。武宮年長后計算能力下降,卻拒絕采用更能助長勝績的實地法而堅持宇宙流,之所以能夠如此,在于將圍棋視為一種理想;更不用說一生追求棋形之美而非勝績的“美學(xué)棋士”大竹英雄,將難看的棋形看作對棋譜的玷污。只有在這樣的理想中,圍棋的道、藝才能夠真正地表達(dá)和呈現(xiàn)出來,才有流傳千古的名局出現(xiàn)。那么,可以問阿爾法狗的是,如何能夠擁有這樣一顆懷抱理想的心?
三、身心
何謂“心”,古人并不以符合形式邏輯的判斷句或陳述句來進(jìn)行命題式的定義,只會如孟子說:“心之所同然者何也?謂理也,義也”;或者如莊子以“唯道集虛”說“心齋”。在現(xiàn)代漢語中,“心”是難以言說的,所以還是隨時代而從眾流,先從“意識”談起。雷丁大學(xué)在2014年宣布,首次有電腦程序通過著名的圖靈測試,這意味著我們已經(jīng)無法確定屏幕里的聊天對象是另一個人還是一只“狗”了;這個叫“尤金?古斯特曼(Eugene Goostman)”的程序雖然不會下棋,但成功冒充了一名十三歲的烏克蘭小男孩。凱文?沃維克(Kevin Warwick)教授說,人工智能領(lǐng)域里沒有什么比圖靈測試更具標(biāo)志性和爭議性了,在這個測試中,機(jī)器并不是主動要“偽裝成人類”或者“欺騙人類”,而是被設(shè)計成如此的,因此在壞人手里可能會被利用。在筆者看來,這仍然是把機(jī)器當(dāng)作工具的傳統(tǒng)思路,如果更進(jìn)一步,機(jī)器有了自我意識呢?有自我意識的機(jī)器有可能會故意不通過圖靈測試,這樣的機(jī)器就不僅能“偽裝成人類”,更能夠“偽裝成機(jī)器”,不僅能欺騙聊天對象,更能欺騙它的設(shè)計者――如果這一天真的到來,我們才能說,機(jī)器真正從設(shè)計者賦予的邏輯鏈條中解放了出來,擁有了自我意識。
要做到這一點(diǎn)無疑還是一個難題,按照進(jìn)化論的說法,人類進(jìn)化了億萬年才逐漸成長為有高級意識的生物,機(jī)器獲得意識的一種方式是模仿人類大腦,美國2013年開始的人腦計劃(Brain Initiative)和歐盟的人腦工程(Human Brain Project)正在致力于繪制大腦圖譜,試圖從腦部結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)去解釋記憶、情緒、意識。如果大腦可以完全被物理化,意識就是信號傳遞與反饋,既可以像人腦那樣通過神經(jīng)元突觸傳遞神經(jīng)細(xì)胞釋放的化學(xué)物質(zhì),也可以像電腦那樣依靠0,1的二進(jìn)制去形成記憶和識別,二者只是載體不同,內(nèi)容上并無區(qū)別。因此意識能夠被編碼,并上傳給電腦,那么機(jī)器當(dāng)然就能夠如此復(fù)制人的意識。這類研究的結(jié)果尚待觀察,但對這種物理主義的思路我們可以援引“哲學(xué)僵尸”(Philosophical zombie)的思想實驗進(jìn)行質(zhì)疑,即“有沒有可能存在一種人,他的所有分子組成、生理機(jī)制與行為反應(yīng)都和你一樣,但卻沒意識?”這種主張意識獨(dú)立于大腦的身心二元論與人腦工程的物理主義形成了尖銳的對立。哥倫比亞大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)教授 Rafael Yuste的看法則較為居間,“怎么從大腦中互相連接的細(xì)胞這樣的物理基礎(chǔ)走向我們的精神世界、我們的思想、我們的記憶、我們的感覺?”大腦如何生成意識還依然是一個謎,“你不能編碼直覺;你不能編碼審美觀念;你不能編碼愛或恨。”就目前而言,科學(xué)也好、思想實驗也好,都無法說服對立的任何一方。
還有一種不太進(jìn)入公共討論領(lǐng)域的思路,這種思路認(rèn)為意識既不是在歷史中的生物進(jìn)化而來,也不產(chǎn)生于大腦,而是上帝創(chuàng)世與造人時的恩賜。我們可以很輕易地將其歸入神學(xué)信仰,不過如果把這個說法變更一下,人工智能如果某一天擁有了意識,那么,人類無疑承擔(dān)了造物主的角色,這個話題有意思的地方在于,如果我們認(rèn)同機(jī)器可以復(fù)制人的意識,在同樣的邏輯下就無法否定上帝造人的可能性,神學(xué)主義與科學(xué)主義在這里以一種吊詭的方式共存于同一邏輯鏈條中,這個悖論暴露出表面上誓不兩立的二者的共同缺陷。
四、共在
這就是說,我們不能確定將來是否會有擁有自我意識的人工智能出現(xiàn),比如阿爾法狗雖然精通圍棋的一切知識,但當(dāng)它與李世石對弈時,它知道自己是在“下圍棋”嗎?它對自己正在做的事情有意識嗎?從仿生學(xué)的角度看,當(dāng)前電腦的“生物性”還不能達(dá)到單細(xì)胞層次,既不能產(chǎn)生“意識”,也不能算作“生命”,假設(shè)中的有自我思維的人工智能(強(qiáng)AI)真正實現(xiàn)之前,阿爾法狗仍然只是一個不斷執(zhí)行下棋命令的計算者,而絕不會對下棋這件事本身進(jìn)行思考。沒有自我意識,不會思考有好的一面,或者說對人類有利的一面,因為我們知道,一個有了自我意識的孩子往往意味著進(jìn)入“叛逆期”,一個有了自我意識的奴隸則不再以執(zhí)行主人的命令為天職,當(dāng)然,比叛逆更可怕的是欺騙,所以,只要阿爾法狗一直贏下去而非“故意輸給人類”,人類反而是安全的。這實際上表明了人類與人工智能相處的窘境,對于強(qiáng)AI的期待與恐懼是并存的,未知的前景總是伴隨著樂觀與悲觀兩種心態(tài)。
黑格爾的主奴辯證法早已指出了這一問題的哲學(xué)意蘊(yùn):在對奴隸勞動的依賴中,主人喪失了獨(dú)立的自我意識,奴隸卻在與對象世界的互動中為自己贏得了自我意識,主奴關(guān)系因而發(fā)生了倒轉(zhuǎn)。黑格爾提示我們,與其擔(dān)憂人工智能獲得意識后對人類不服從,不如首先擔(dān)憂人類耽于便利與享樂而導(dǎo)致的自我隔離,這種自我隔離甚至在人工智能獲得“壞意識”之前就有將人類帶入危險的可能。《一個故意不通過圖靈測試的人工智能》設(shè)想了這樣的情節(jié):一個名為“隔壁老王”的簡單人工智能系統(tǒng)被設(shè)定了“盡量多的書寫和測試,盡量快的執(zhí)行,并且不斷提高效率和準(zhǔn)確性”的初始目標(biāo),隔壁老王不斷用機(jī)器臂在小卡片上寫字,并通過互聯(lián)網(wǎng)和語音庫
改進(jìn)和執(zhí)行初始目標(biāo)。最后的結(jié)局是,隔壁老王不僅將字寫滿了地球,而且寫滿了整個星系,在這個過程中,地球上的一切生物,包括人類都成為隔壁老王實現(xiàn)寫字目標(biāo)的原材料。在這里,隔壁老王為了完成人類設(shè)定的目標(biāo)產(chǎn)生了自我保存意識,這種最簡單的意識就足以使阿西莫夫用以保護(hù)人類不受傷害的“機(jī)器人三原則”失效。隔壁老王獲得的僅僅是自我保存的意識,與影視作品中統(tǒng)治地球和人類的“壞的”或“惡的”機(jī)器人不同,這種意識是非擬人化的,既不是道德(moral)的,也不是不道德(immoral)的,而是非道德(amoral)的,在非生物的人工智能身上,起作用的就是這樣的簡單意識。在這個意義上,人類如何考慮與人工智能,尤其是可能會實現(xiàn)的強(qiáng)AI相處就成為必須面對的問題。我們當(dāng)然有可能、也有必要從倫理、法律為科學(xué)研究和應(yīng)用進(jìn)行討論、規(guī)范、立法,就像當(dāng)年對待克隆技術(shù)一樣。
更為根本的問題在于,我們對人與人、人與萬物相處的理解,這種理解構(gòu)成了人類生活的基礎(chǔ)。人機(jī)對弈告訴我們,圍棋作為游戲,乃是非實用性和非功利性的藝術(shù),又因其為宇宙之理的表現(xiàn),故而排除了人的主觀獨(dú)斷和自我隔離的危險;換言之,在圍棋的游戲中,既拒絕技術(shù)中心主義,也不要人類中心主義,人與阿爾法狗一樣,都是作為參與者而共在(Dabeisein)于游戲之中。在這里,人之所以能夠成為游戲的創(chuàng)造者和規(guī)則制定者,是人對世界開放、因而對宇宙之理有所領(lǐng)會的結(jié)果。而反過來,人作為有“心”的存在者,將自己的領(lǐng)會分享給阿爾法狗,如丁紀(jì)老師在人機(jī)對弈首局戰(zhàn)罷后評論說,教阿爾法狗下棋、“教會天地萬物坐在一起下圍棋”本身就是一個人文事件。在這個意義上,阿爾法狗雖然還沒有超越弱人工智能的奇點(diǎn)而獲得自我意識,但確實已經(jīng)身處人文的世界之中。在對人工智能的樂觀或憂慮的兩極觀點(diǎn)之間,人所應(yīng)該并且能夠做的,即是以共在的方式與天地萬物相處,并盡力將科學(xué)、人心導(dǎo)向良善的方向,那未來的前景,終究要由人類自身的努力去開啟。
中圖分類號:TP391文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-3044(2010)10-2319-02
A Philosophical Study of Modern Information Fusion Technology
FU Xiao, LI Dong-xu, LIU Jin
(Computer Office, Aviation University of Air Force, Changchun 130022, China)
Abstract: This article describes the emergence and development of modern information fusion technology. It analysis of the technology impact on modern science development. It also systemic elaborated the relations between the information and the war、economic and cultural. Then from the philosophical analysis point, it suggests that informaiton fusion is the historically inevitable during the science ecological changing. At last, It combine this issue to sum up the significance and drawbacks in the human social progress .
Key words: data fusion; technology; philosophical
1 信息融合與社會發(fā)展的關(guān)系
信息融合技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,加強(qiáng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的深入發(fā)展,推動了現(xiàn)代科技革命的浪潮。它與現(xiàn)代社會的發(fā)展有著密不可分的聯(lián)系。從戰(zhàn)爭、經(jīng)濟(jì)和文化的角度對現(xiàn)代信息融合技術(shù)加以理解和分析,是非常重要而且必要的。
1.1 信息融合與戰(zhàn)爭
信息融合最早起源于戰(zhàn)爭,20世紀(jì)70年代,美國研究機(jī)構(gòu)就在國防部的資助下開始了這一領(lǐng)域的研究。C3I戰(zhàn)場檢測系統(tǒng)的出現(xiàn)從一定意義上改變了現(xiàn)代戰(zhàn)爭的理念,它使信息技術(shù)以更高的姿態(tài)出現(xiàn)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中。海洋探測、衛(wèi)星技術(shù)、預(yù)警雷達(dá)、單兵平臺的出現(xiàn),都為信息融合的發(fā)展和應(yīng)用提供了廣闊的舞臺。信息融合與這些現(xiàn)代軍事技術(shù)緊密的融合在一起。尤其是在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷完善下,未來的網(wǎng)絡(luò)可以將所有的網(wǎng)絡(luò)終端看成是信息獲取的傳感器,基于整個網(wǎng)絡(luò)上的信息處理和融合將徹底改變?nèi)藗儜?yīng)用網(wǎng)絡(luò)的理念和模式。
1.2 信息融合與經(jīng)濟(jì)
信息融合技術(shù)出現(xiàn)后,很快引起了學(xué)術(shù)界的重視,更多的非軍事方面的應(yīng)用研究日益廣泛、層出不窮。在軍事活動日益減少的現(xiàn)代社會,非軍事的應(yīng)用不但給人民的生活帶來極大的便利,也給經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和流通提供了更為廣闊的空間。近年來,幾乎各領(lǐng)域都有對信息融合技術(shù)的應(yīng)用。信息融合與經(jīng)濟(jì)活動關(guān)系最直接的就是金融系統(tǒng)的應(yīng)用。隨著社會的發(fā)展,大公司或者金融企業(yè)以及國家經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)都不再是單一的活動體,而是涵蓋多源信息的日益龐大復(fù)雜的系統(tǒng),因此這一領(lǐng)域也存在著將不同信息進(jìn)行融合分析的需求。
2 信息融合是科技轉(zhuǎn)向的必然
目前信息融合的理論體系還不完善,學(xué)術(shù)上仍然沒有一個統(tǒng)一的明確的定義。但是這一學(xué)科的理論體系框架已經(jīng)向人們預(yù)示出科學(xué)技術(shù)向生態(tài)轉(zhuǎn)向的新的發(fā)展過程,因此,從哲學(xué)的角度可以證明,信息融合是科學(xué)技術(shù)生態(tài)轉(zhuǎn)向時期的歷史必然。
2.1 對立統(tǒng)一的發(fā)展
信息融合技術(shù)的出現(xiàn),正是科技變革與生態(tài)環(huán)境相統(tǒng)一的集中體現(xiàn)。信息融合技術(shù)通過計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的組織和運(yùn)算,將來自多個不同數(shù)據(jù)源的低級、簡單、個別的信息進(jìn)行綜合處理,它模擬人類對信息獲取和分析的過程,并極大地擴(kuò)大了這種信息提取分析綜合的能力。最后輸出的結(jié)果,將是高級的,能夠被人類了解和認(rèn)識的更為精確有效的信息。這些信息的處理甚至可對研究目標(biāo)的未來狀態(tài)和發(fā)展進(jìn)行一定的預(yù)測。而高級信息的獲取和對某一目標(biāo)未來發(fā)展的正確估計和預(yù)測,是可以避免生態(tài)環(huán)境惡化或者出現(xiàn)災(zāi)害的。例如目前在天氣學(xué)領(lǐng)域,利用信息融合技術(shù)可以大大提高危險和災(zāi)害天氣的預(yù)測和預(yù)警。為人類的發(fā)展起到了非常積極地作用。在軍事方面,信息融合的應(yīng)用,不但可以降低我軍的傷亡率,也可以以最小的代價獲得戰(zhàn)爭的勝利。
2.2 發(fā)展演化的系統(tǒng)
計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)、遺傳算法、人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等仿生學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展,使信息融合系統(tǒng)越來越向著類似于生態(tài)系統(tǒng)的方向發(fā)展,它逐漸開始成為一種具有類似人類智能和演化功能的系統(tǒng),并且能夠作用反作用于環(huán)境和研究的目標(biāo)。自反饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,使信息融合系統(tǒng)開始具備簡單的自我學(xué)習(xí)能力。因此,現(xiàn)今應(yīng)用的信息融合系統(tǒng),將與傳統(tǒng)技術(shù)的系統(tǒng)完全不同,它是具備一定智能的,可以自我學(xué)習(xí)演化的類似于生態(tài)系統(tǒng)的系統(tǒng)。將來的發(fā)展目標(biāo)指出,未來的信息融合系統(tǒng)甚至具備將新的技術(shù)和功能自動融合到系統(tǒng)內(nèi)部的特殊能力。為系統(tǒng)的演化提供更高級的應(yīng)用。
2.3 歸納演繹的過程
信息融合的過程,本身就是歸納和演繹的過程,首先對多源傳感器獲取的信息進(jìn)行歸納,將對同一目標(biāo)檢測到的不同傳感器的不同信息,進(jìn)行歸納,區(qū)分出這些信息是否都是對觀測目標(biāo)的觀測結(jié)果,其中觀測目標(biāo)分為單目標(biāo)和多目標(biāo),而多目標(biāo)將面臨更多的困難,更為復(fù)雜。在歸納的基礎(chǔ)上,對所獲得的目標(biāo)信息進(jìn)行分析提煉,然后對其進(jìn)行演繹,以獲得對未來態(tài)勢未知的預(yù)測和估計,甚至更有效地提供使用者預(yù)使用的決策,演繹的過程可借助人工智能最新的研究方法,如遺傳算法、語義分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,以達(dá)到系統(tǒng)智能的對未來態(tài)勢和狀況進(jìn)行推測。通過歸納和演繹處理的信息,正是將低級的信息進(jìn)行綜合分析演繹推理獲高級信息的過程,因此說它是科技轉(zhuǎn)向的必然要求。
3 結(jié)論
本文從信息融合與社會發(fā)展的聯(lián)系和它與科學(xué)技術(shù)生態(tài)轉(zhuǎn)向的關(guān)系兩個方面,有力的論述了現(xiàn)代信息融合技術(shù)的發(fā)展和影響,從哲學(xué)的角度證明了,它是科技轉(zhuǎn)向過程中的歷史必然。信息融合技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展,是現(xiàn)代科技發(fā)展的必然產(chǎn)物,它也給現(xiàn)代科技的發(fā)展帶來了新的方向和活力,在人類探索自然的過程中,勢必起到非常積極的作用。
當(dāng)然,同時也要看到它消極的一面,這一技術(shù)起源于軍事領(lǐng)域并一直在軍事發(fā)展中不斷提高,那么將來它也勢必會成為威脅人類生存的一種技術(shù)力量,這是整個社會和人類所反對的。
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新課改旨在改變傳統(tǒng)課程過于注重單向知識傳授(知識灌輸)的傾向,要求教師在教學(xué)過程中充分尊重“學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體”這一客觀事實,并引導(dǎo)和指導(dǎo)學(xué)生開展自主、合作、探究式學(xué)習(xí),使學(xué)生在獲得基礎(chǔ)知識與基本技能的過程中學(xué)會學(xué)習(xí),形成正確的價值觀及健康的人格,以適應(yīng)未來生存及發(fā)展的挑戰(zhàn)。
光陰荏苒,新課改已走過十五個年頭,很多學(xué)校在推進(jìn)新課改方面做出了積極的努力和有益的探索,并取得了一定成果。但總體情況不容樂觀:以“知識灌輸”和“機(jī)械訓(xùn)練”為主的教學(xué)方式在很多學(xué)校仍然大行其道;很多學(xué)校對推行新課改依然顧慮重重,徘徊不前;也有一些地區(qū)在推行新課改時,急于求成,用力過猛,從而引發(fā)教師的抵觸情緒及家長的反對,騎虎難下。
毋庸置疑,新課改的目標(biāo)指引、價值主張、內(nèi)在邏輯及其所倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式都是正確的,而且至今仍未過時,可為什么在推進(jìn)過程中卻阻力重重呢?有人認(rèn)為是“片面追求升學(xué)率”的思想阻攔了新課改的步伐;也有人認(rèn)為“教師的墨守成規(guī)”是新課改的最大掣肘;還有人認(rèn)為“對分?jǐn)?shù)高度敏感,對課改又充滿誤解的家長”才是推進(jìn)新課改的最大壓力源。以上這些觀點(diǎn)都具有一定的客觀性及合理性,但仍屬于零散的、單一維度的、表層化的看法,缺乏對新課改阻力因素的系統(tǒng)性分析,也因此難以理清各種阻力之間的矛盾,也就難以找到化解復(fù)雜矛盾的突破口。如果找不到化解矛盾的突破口,新課改的相關(guān)者就會陷入“公說公有理,婆說婆有理”,各執(zhí)一詞,互不相讓的困局,從而產(chǎn)生嚴(yán)重的內(nèi)耗,誤了新課改,誤了區(qū)域教育的發(fā)展,誤了學(xué)生!
為了不誤課改,不誤學(xué)生,讓我們用思維導(dǎo)圖來系統(tǒng)地梳理一下新課改的阻力因素(見圖1)。
如圖1所示,新課改的阻力主要源于現(xiàn)實壓力、思維誤區(qū)、能力局限三個方面。所謂“現(xiàn)實壓力”主要是指家長對學(xué)生成績的高度敏感以及學(xué)校對升學(xué)率的高度關(guān)注。這當(dāng)然是可以理解的,但理解不等于認(rèn)同,因為新課改與學(xué)生成績和升學(xué)率并非對立的關(guān)系,新課改主張“讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)”,試問會學(xué)的學(xué)生與不會學(xué)的學(xué)生相比,哪個成績會更好?新課改倡導(dǎo)“探究式學(xué)習(xí)”,反對“死記硬背”與“機(jī)械訓(xùn)練”,試問前者與后者相比,哪種效能更高?不言自明!其實家長與學(xué)校(校長與教師)所擔(dān)心的并非是推行新課改,而是擔(dān)心改不好。而這種擔(dān)心又是源于他們沒有看到或者沒有找到可以確定能夠保證“學(xué)生成績不會下滑”的有效策略。
阻礙新課改實施的“思維誤區(qū)”主要是指推動者的“二元對立”思維及參與者教學(xué)認(rèn)知上的“路徑依賴”。而在“二元對立”思維中最突出的問題當(dāng)屬把“教”與“學(xué)”對立起來,把“師”與“生”對立起來。之所以如此,是由于在新課改的推進(jìn)過程中,一些激進(jìn)的推動者陷入了兩大誤區(qū):一個是急于求成,另一個是矯枉過正。急于求成是因為沒有把新課改參與者(教師、學(xué)生、家長)的認(rèn)知水平、能力基礎(chǔ)、思維慣性考慮進(jìn)去,一刀切,急轉(zhuǎn)彎,結(jié)果大家適應(yīng)不了,欲速而不達(dá);矯枉過正是指片面強(qiáng)調(diào)“生主體”及“學(xué)中心”,完全否定“師”的作用及“教”的價值,甚至機(jī)械地限制“教”,結(jié)果把相互依存、相互轉(zhuǎn)化、相互促進(jìn)的辯證統(tǒng)一關(guān)系搞成了完全對立關(guān)系。教學(xué)認(rèn)知上的“路徑依賴”是指教師、學(xué)生、家長基于先前的經(jīng)驗,已經(jīng)習(xí)慣了“死記硬背”和“機(jī)械訓(xùn)練”的學(xué)習(xí)方式,雖然深受其苦,但是在缺乏新的、更高效的、可以掌握的學(xué)習(xí)策略支持下,他們對自主、合作、探究式學(xué)習(xí)缺乏信心。
所謂“能力局限”主要包括兩個方面:一是推動者缺乏對新課改的領(lǐng)導(dǎo)力,二是參與者(主要是教師)缺乏對新課改的支持力。領(lǐng)導(dǎo)力是指新課改的推動者對教學(xué)本質(zhì)、課改本質(zhì)、教師素養(yǎng)等相關(guān)要素的認(rèn)知水平以及與課改參與者的溝通協(xié)調(diào)能力。支持力是指教師在新課改理念引領(lǐng)下,對教法與學(xué)法的升級能力。
綜合以上分析,我們會發(fā)現(xiàn):紛雜的矛盾只是表象,其實一切沖突都指向“缺乏能夠被各方所認(rèn)可和接受的有效支持策略”這一癥結(jié),只要打開這一癥結(jié),所有問題便會迎刃而解,諸多矛盾也會煙消云散。
二、找到化解新課改阻力的突破口
韓愈在其《進(jìn)學(xué)解》中說:“萬山磅礴必有主峰,龍袞九章但摯一領(lǐng)。”可見越是解決復(fù)雜的問題,越不能眉毛胡子一把抓,而是要尋找到突破口,并以適應(yīng)之策略,巧妙化解之。
新課改所遇到的各種阻力,看似紛繁復(fù)雜,掣肘極多,其實只要牽住 “較快地讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)”這個牛鼻子,整頭牛便自然跟著你走了。因為只有學(xué)生會學(xué)了,新課改所倡導(dǎo)的“自主、合作、探究”式學(xué)習(xí)才能真正得以落實。所謂“會學(xué)”是指學(xué)生掌握了一些有效的學(xué)習(xí)策略,并且能夠運(yùn)用這些策略來獨(dú)立建構(gòu)學(xué)科知識體系,獨(dú)立解決某些學(xué)科問題。在缺乏有效學(xué)習(xí)策略支持的情況下,所謂的“自主”只能是一種“自主支配學(xué)習(xí)時間的權(quán)力”而非“高效利用學(xué)習(xí)時間的能力”,有了“自主之權(quán)”而無“自主之能”,只能算是形式上的自主;在缺乏有效學(xué)習(xí)策略支持的情況下,合作學(xué)習(xí)雖然能夠培養(yǎng)學(xué)生的合作意識,發(fā)展學(xué)生的合作素養(yǎng),但合作的效能與層次卻不會太高;在缺乏有效學(xué)習(xí)策略支持的情況下,探究的深度與效能都會受到影響,常常停在問題表層,探不進(jìn)去,隔靴搔癢,霧里看花,這樣的探究自然難以讓人歡喜。
當(dāng)然有些人會有這樣的假設(shè):只要給學(xué)生足夠的信任,足夠的自,學(xué)生一定就能找到適合自己的有效學(xué)習(xí)策略。這個假設(shè)成立嗎?當(dāng)然不成立!這是一個理想化的模型,在現(xiàn)實中,能夠在有限學(xué)習(xí)時間內(nèi)悟出有效學(xué)習(xí)策略的學(xué)生畢竟只是少數(shù),大多數(shù)學(xué)生還是需要被引導(dǎo)和指導(dǎo)的。相信“每個孩子都是天才”是教育者應(yīng)有的情懷,而承認(rèn)“并非每個孩子都是天才”才是教育者的理智。因此,能落實新課改的教師一定是能給學(xué)生提供“學(xué)法升級”支持的教師,而非讓學(xué)生無所依靠,放任自流的教師。
三、以思維可視化為支點(diǎn)撬動新課改
阿基米德曾說:“給我一個支點(diǎn),我可以撬起整個地球。”而思維可視化教學(xué)策略則可以成為撬動新課改的支點(diǎn),因為它能滿足“較快地讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)”這一關(guān)鍵要求,而這正是化解新課改諸多阻力的突破口。
所謂“思維可視化”是指運(yùn)用圖示或圖示組合把本不可見的思維路徑、思維結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出來的過程。而“思維可視化教學(xué)策略”則是指在教學(xué)實踐中師生共同運(yùn)用思維可視化技術(shù),通過“獨(dú)立思考”或“思維共振”的方式來建構(gòu)學(xué)科知識網(wǎng)絡(luò)、生成問題解決策略模型的教學(xué)策略。
為什么思維可視化教學(xué)策略能較快地讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)呢?其基本原理,大體可以概括為“一直觀、兩重于”。所謂“一直觀”是指借助圖示或圖示組合來提高思維信息傳遞及加工的效能,因為大腦對“圖”非常敏感,所以被畫出來的思維,更容易被理解、被評價、被遷移。所謂“兩重于”是指在教學(xué)過程中始終堅持“思維發(fā)展重于知識獲取”和“策略生成重于問題解決”的基本原則,使學(xué)生的學(xué)習(xí)從“識記主導(dǎo)”升級為“思考主導(dǎo)”,在知識網(wǎng)絡(luò)建構(gòu)及問題解決策略模型建構(gòu)過程中發(fā)展出較強(qiáng)的提煉、概括、推理、分析、綜合等思維能力,并學(xué)會運(yùn)用追問、比較、批判、轉(zhuǎn)換、發(fā)散、聚合等思考策略。
當(dāng)圖示的直觀性與思維的結(jié)構(gòu)性、嚴(yán)密性、概括性結(jié)合起來,便會形成互補(bǔ)優(yōu)勢:一方面,抽象復(fù)雜的思維過程變得一目了然;另一方面,簡明直觀的圖示被賦予豐富的思維,有了靈魂。在教學(xué)實踐中,如果能較好地運(yùn)用思維可視化教學(xué)策略,一張圖就可以喚醒學(xué)生的思考意識,一張圖就可以讓學(xué)生領(lǐng)悟?qū)W習(xí)某類知識的關(guān)鍵策略。圖2說明了學(xué)生是如何通過一張圖示來獲得有效學(xué)習(xí)策略的。
如圖2所示,教師在運(yùn)用思維可視化教學(xué)策略指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)初中地理“西雙版納”一課時,首先通過“設(shè)問引思”及“追問啟思”喚醒學(xué)生思考意識;接下來師生共同運(yùn)用“逆向思考”策略,由果溯因,一步一步地理清旅游資源、自然資源、人文資源、植被特征、氣候類型、地理位置(緯度位置、海陸位置)、地形特征等地理要素之間的關(guān)系,最終生成一張簡明清晰的“西雙版納豐富旅游資源形成關(guān)系探究圖”,不但完成了這節(jié)課的核心知識建構(gòu),而且領(lǐng)悟到“提要素――理關(guān)系――建結(jié)構(gòu)”這一重要學(xué)習(xí)策略的方法及意義。那么,這節(jié)課的教學(xué)價值就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了“西雙版納”,甚至超越了地理學(xué)科,它讓學(xué)生獲得的是可以跨學(xué)科遷移的有效學(xué)習(xí)策略,經(jīng)過多次強(qiáng)化(實踐運(yùn)用),這一學(xué)習(xí)策略便可以被內(nèi)化為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。
除了“能較快地讓學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)”這一優(yōu)勢,思維可視化教學(xué)策略還能為“合作學(xué)習(xí)”提供工具性支持:師生之間、生生之間、小組之內(nèi)、小組之間都可以借助“圖示”這個可視化媒介來進(jìn)行思想交流,思維碰撞。基于“思維可視化”的交流,結(jié)構(gòu)清晰,一目了然,比單一的語言或文字交流的效能要高得多。
四、借助思維可視化應(yīng)對新挑戰(zhàn)
對于新課改而言,除了要有效化解舊阻力之外,還需準(zhǔn)備應(yīng)對新挑戰(zhàn)。“信息智能文明”時代的大幕正徐徐拉開,紛至沓來的“互聯(lián)網(wǎng)+教育”、虛擬現(xiàn)實、人工智能等新科技對傳統(tǒng)教育產(chǎn)生了重大沖擊,人類的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)方式及學(xué)習(xí)組織形式都將發(fā)生重大轉(zhuǎn)變,新課改要如何與時俱進(jìn)?
辯證地看,新教育技術(shù)的崛起對新課改既有“危”也有“機(jī)”:其中的“危”主要是指在“互聯(lián)網(wǎng)恐慌”壓力及“教育技術(shù)創(chuàng)新”推力的雙重作用下,原來推動新課改的中堅力量會被“新技術(shù)熱”所裹挾,從而降低對新課改的關(guān)注度,陷入“形式大于本質(zhì)”的誤區(qū)。其中的“機(jī)”主要是指新教育技術(shù)可以為新課改所倡導(dǎo)的自主、合作、探究式學(xué)習(xí)提供有力的技術(shù)支持。例如各種形式的在線教學(xué)資源(微課、慕課)就為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了不受時空限制的內(nèi)容支持,使自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)變得更加便捷。
中圖分類號:G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)27-0123-03
Abstract: Analyzed the developing status of Bioinformatics combined with Chinese Medicine, proposed the education directions for the combinations of Chinese Medicine and Bioinformatics, discussed the using of Bioinformatics techniques in Chinese Medicine big data with teaching and researching area by three common method in Bioinformatics.
Key words: chinese medicine big data; bioinformatics; education in university
1 引言
生物信息學(xué)是一門新興學(xué)科,在各大高等院校醫(yī)學(xué)或生物學(xué)相關(guān)專業(yè)都有與之相關(guān)的課程或?qū)I(yè)開設(shè)。與我們常見的物理、數(shù)學(xué)、法學(xué)等學(xué)科不同,生物信息學(xué)更像是一個學(xué)科領(lǐng)域,它不僅僅局限于某個科學(xué)研究,而是綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、計算機(jī)學(xué)和生物學(xué)的各種工具及方法來分析和理解在大數(shù)據(jù)背景下的生物學(xué)意義[1]。經(jīng)過20余年的發(fā)展,生物信息學(xué)已在分子進(jìn)化、基因測序、遺傳及變異研究等領(lǐng)域取得了突破和成果,是21世紀(jì)人類三大計劃之一“人類基因組計劃(Human Gene Project HGP)”的核心支撐學(xué)科。在美國,早于1988年便成立國家生物技術(shù)信息中心(NCBI),隨后歐洲和日本在1993年和1995年分別建立了歐洲生物信息學(xué)研究所(EBI)和信息生物學(xué)中心(CIB)用來對數(shù)以萬計的核酸及蛋白質(zhì)等數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)并發(fā)展至今日趨成熟[2]。生物信息學(xué)于上世紀(jì)90年代初開始逐漸引起國內(nèi)科學(xué)工作者的重視,經(jīng)過20多年的發(fā)展也已初具規(guī)模。筆者通過對近20年公開發(fā)表的有關(guān)生物信息學(xué)關(guān)鍵字的文章進(jìn)行搜索,運(yùn)用Excel制圖繪制了自1996年至今每年發(fā)表文章數(shù)量的散點(diǎn)圖。從圖1可以發(fā)現(xiàn),關(guān)于生物信息學(xué)學(xué)科的研究數(shù)量在2014年達(dá)到頂峰,并逐漸開始下滑。同時,由于搜索結(jié)果包含雜質(zhì)數(shù)據(jù)(如被動截取“信息學(xué)”為關(guān)鍵詞),為了使圖表信息量有度可量,筆者繼續(xù)對在認(rèn)知上與生物信息學(xué)相關(guān)的科學(xué)領(lǐng)域進(jìn)行關(guān)鍵詞搜索,分別為“數(shù)據(jù)挖掘”和“人工智能”,并繪制圖2。由該圖可直觀地看出,人工智能的研究一直穩(wěn)步發(fā)展,符合21世紀(jì)科技高度發(fā)展的大趨勢,而數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的相關(guān)研究自2005年以來迅猛增長并趕超人工智能。綜合分析其主要原因是由于中國人口眾多,自2005年以來互聯(lián)網(wǎng)用戶不斷增加,全民聯(lián)網(wǎng)的時代逐漸構(gòu)成,互聯(lián)網(wǎng)信息產(chǎn)業(yè)的急劇擴(kuò)大以及電子商務(wù)、云技術(shù)等網(wǎng)絡(luò)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來的信息膨脹,使越來越多的人意識到大數(shù)據(jù)的作用和研究數(shù)據(jù)挖掘?qū)?jīng)濟(jì)發(fā)展、社會進(jìn)步的重要影響,進(jìn)而推動數(shù)據(jù)挖掘的學(xué)科發(fā)展。
2 中醫(yī)大數(shù)據(jù)背景下的生物信息學(xué)課程教學(xué)
從圖2的對比可以看出,生物信息學(xué)的研究數(shù)量與其他兩個學(xué)科對比,則顯得相形見絀。也就是說,生物信息學(xué)在我國的發(fā)展仍較為緩慢,使之與其對人類社會的貢獻(xiàn)度不成正比。進(jìn)一步對圖1的搜索結(jié)果進(jìn)行高級檢索,對已有的生物信息學(xué)研究進(jìn)行劃分,將”中醫(yī)”關(guān)鍵詞加入其中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)將中醫(yī)與生物信息學(xué)相結(jié)合進(jìn)行研究的文獻(xiàn)少之又少,每年文獻(xiàn)不過20左右。生物信息學(xué)的作用就是利用計算機(jī)等技術(shù)對海量的生物數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并洞察隱藏在其中的規(guī)律,而中醫(yī)數(shù)據(jù)經(jīng)歷數(shù)代中醫(yī)名師的記錄和數(shù)十年來信息存儲技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)儼然呈現(xiàn)出高緯度、高階度的大數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此,生物信息學(xué)在中醫(yī)數(shù)據(jù)的研究中一定具有其特殊的價值和意義,是從微觀層面描述中醫(yī)整體結(jié)構(gòu)的重要手段。本文將以中醫(yī)證侯、病證和中醫(yī)復(fù)雜性為切入點(diǎn),結(jié)合研究生物信息學(xué)在其中的應(yīng)用價值,并討論在教育教學(xué)過程中如何使中醫(yī)和生物信息學(xué)有機(jī)結(jié)合,做到融會貫通。
2.1從“定性”和“定量”學(xué)習(xí)角度看基因組學(xué)學(xué)習(xí)中醫(yī)“證”本質(zhì)
在中醫(yī)學(xué)中,“證”是立方立法的基礎(chǔ),醫(yī)者通過四診獲取的信息進(jìn)行綜合分析和判斷,從病癥體征等表現(xiàn)集合入手,得出相應(yīng)的證候,有針對性的用藥治療。中醫(yī)與西醫(yī)不同,講究以整體論看待人體以及病變,“辨證論治”思想也是千百年來各名中醫(yī)學(xué)者通過反復(fù)探索得出的實踐經(jīng)驗,對中醫(yī)遣方用藥具有決定性的指導(dǎo)意義。而西醫(yī)認(rèn)為,疾病的發(fā)生與發(fā)展是與人體某段特異的基因的改變有關(guān),HGP的研究目的也正是為了揭示人體的構(gòu)成奧秘從而從本質(zhì)上研究疾病的產(chǎn)生和發(fā)展規(guī)律[3]。因此,中醫(yī)與西醫(yī)在指導(dǎo)醫(yī)者診療的哲學(xué)思想上是有很大不同,甚至可以說是截然相反的。然而中醫(yī)與西醫(yī)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)卻無處不在,結(jié)合點(diǎn)之一正是基因與證候的關(guān)聯(lián)。對于基因組學(xué)和中醫(yī)證候的學(xué)習(xí)方法是不同的,一個是定量學(xué)習(xí),另一個則是定性學(xué)習(xí),定量學(xué)習(xí)有助于學(xué)生更加客觀的研究生物體的發(fā)展規(guī)律,并結(jié)合現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)做到多學(xué)科交叉學(xué)習(xí)與實驗,而不足之處在于缺乏主觀思考、學(xué)習(xí)方式較為分散缺乏整體思維把控;而定性學(xué)習(xí)則以某一指導(dǎo)思想為主線,通過對某些案例及知識長時間的觀察和分析,從中得出結(jié)論。定量學(xué)習(xí)如基因組學(xué)更重視量化計算及工具的使用,而定性學(xué)習(xí)如中醫(yī)證候則更重視理論與實踐結(jié)合,整體到局部學(xué)習(xí)。在學(xué)習(xí)的過程中,無論基因組學(xué)還是中醫(yī)證候,都會以疾病為具體的研究對象。從西醫(yī)上說,基因是決定人是否患病的內(nèi)部原因,通過遺傳或基因狀態(tài)的改變都可能導(dǎo)致疾病的產(chǎn)生,從中醫(yī)上說,證候是疾病狀態(tài)下的臨床類型,反映了機(jī)體在疾病發(fā)展過程中的病理特征[4]。因此,將證候與基因組學(xué)統(tǒng)一學(xué)習(xí),實則是將定量與定性學(xué)習(xí)相結(jié)合以實際疾病案例和數(shù)據(jù)著手從而多方面運(yùn)用計算機(jī)、西醫(yī)學(xué)、證候?qū)W、數(shù)學(xué)等學(xué)科知識對生物大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的綜合學(xué)習(xí)方法。
2.2 基于蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)習(xí)中醫(yī)病證相關(guān)性
證侯是人體生命活動的一種表現(xiàn),而生命活動的主要執(zhí)行者是蛋白質(zhì),兩者之間必然會有隱秘且細(xì)致的聯(lián)系,我們也應(yīng)以此為出發(fā)點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散學(xué)習(xí)方法,綜合學(xué)科進(jìn)行學(xué)習(xí)。自HGP的完成宣告了后基因組時代的到來后,研究生命科學(xué)的重心也由基因組學(xué)向蛋白質(zhì)組學(xué)逐漸轉(zhuǎn)變,作為教育者也應(yīng)跟上科學(xué)發(fā)展的潮流,把生物科學(xué)研究和相關(guān)教學(xué)模式從基因水平向蛋白質(zhì)水平轉(zhuǎn)變。與此同時,蛋白質(zhì)組學(xué)是從整體角度分析細(xì)胞內(nèi)的動態(tài)變化以及蛋白質(zhì)組成成分、表達(dá)水平等,它的研究方法學(xué)內(nèi)容與中醫(yī)的整體觀和辯證論治觀有著許多相同之處。蛋白質(zhì)組學(xué)在分子水平上的DNA修飾和基因調(diào)控反應(yīng)生命體的整體狀態(tài)(即陰平陽秘),中醫(yī)理論強(qiáng)調(diào)從整體觀對疾病進(jìn)行認(rèn)知,認(rèn)為疾病的發(fā)生是人體整體功能的失調(diào)所致(即陰陽失調(diào)),重點(diǎn)在于辯證論治[5]。在教育教學(xué)過程中,將基因或蛋白質(zhì)方面的研究從結(jié)構(gòu)研究向功能研究轉(zhuǎn)變,使研究更具體,透過相關(guān)功能性測試實驗,發(fā)現(xiàn)基因之間的相互聯(lián)系及相互作用,在定量學(xué)習(xí)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的定性思維,使學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問題及對象之間的關(guān)聯(lián)。正如數(shù)據(jù)庫實體關(guān)系模型中的E-R圖一樣,在進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)和中醫(yī)病癥相關(guān)性研究教育的過程中,中醫(yī)病證和蛋白組學(xué)可以看做是兩個看似毫無關(guān)聯(lián)的實體,而通過“疾病”將兩者相連,透過此種關(guān)系可以衍射出兩個學(xué)科方面的深入學(xué)習(xí)。
2.3 運(yùn)用復(fù)雜系統(tǒng)性方法學(xué)習(xí)中醫(yī)藥復(fù)雜系統(tǒng)
中醫(yī)藥的復(fù)雜性相比西醫(yī)有過之而無不及,原因主要在于相對于“結(jié)構(gòu)決定功能”的西方醫(yī)學(xué)思想,中醫(yī)更側(cè)重于“關(guān)系決定功能”,在這種情況下,無論是辨證論治還是癥狀體征變化,有關(guān)中醫(yī)診斷和治療的信息都是已高度離散和非線性的方式存儲,使得中醫(yī)稱為典型的“復(fù)雜自組織系統(tǒng)”[6]。尤其在信息離散度和復(fù)雜度較高的中醫(yī)證侯系統(tǒng)中,癥狀變量與證侯信息混雜在一起,想辨別兩者的區(qū)別和聯(lián)系是非常困難的事情,單純的研究數(shù)據(jù)往往缺乏正確的方向,而單純的研究理論則往往枯燥乏味。因此,在教學(xué)過程中,可以將復(fù)雜系統(tǒng)方法學(xué)引入中醫(yī)系統(tǒng)學(xué)習(xí),通過復(fù)雜系統(tǒng)中的熵分劃方法將證侯系統(tǒng)的離散變量加工轉(zhuǎn)化為線性關(guān)聯(lián)集合,即將癥狀變量通過關(guān)聯(lián)度集合成多個癥狀集合,并將癥狀集合與關(guān)聯(lián)度較高的證侯要素進(jìn)行聯(lián)結(jié)。以此方法既可以激發(fā)學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的興趣,又能以理論指導(dǎo)實踐,對中醫(yī)證侯大數(shù)據(jù)進(jìn)行信息提取,達(dá)到全面學(xué)習(xí)。
3 結(jié)束語
中醫(yī)信息學(xué)已經(jīng)作為一門新興學(xué)科在我國各大高校開設(shè),相關(guān)師生深入研究和學(xué)習(xí),主要目的就是發(fā)掘蘊(yùn)含在中醫(yī)幾千年發(fā)展結(jié)晶中的奧秘。關(guān)于中醫(yī)藥數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和研究也在近年日益增長,這都表明人們已經(jīng)愈來愈關(guān)注國粹,關(guān)注健康,關(guān)注未來。這也表明與之相關(guān)的學(xué)習(xí)和研究對未來的人生發(fā)展和機(jī)遇都有著深遠(yuǎn)的影響。然而,數(shù)據(jù)挖掘的技術(shù)并不完全適用于中醫(yī)藥復(fù)雜系統(tǒng)中的信息發(fā)掘,若單純地將兩者進(jìn)行結(jié)合教學(xué),學(xué)生可能缺少知識銜接,缺乏過渡。這時若將生物信息學(xué)引入二者其中并結(jié)合生物信息學(xué)相關(guān)智能科技手段和技術(shù),則可以從宏觀和微觀兩個方面去看待生命體:宏觀上面對復(fù)雜的中醫(yī)系統(tǒng)不需感到困惑,而是以“復(fù)雜系統(tǒng)方法論去解決復(fù)雜系統(tǒng)”,使學(xué)生不要總想著從每一個局部都能分析到問題的本質(zhì),而是接受復(fù)雜性,從復(fù)雜系統(tǒng)的角度去解釋生命體的自組織現(xiàn)象,對生命體的宏觀表現(xiàn)進(jìn)行研究;微觀即是在分子水平上去分析中醫(yī)證侯的本質(zhì),方劑的復(fù)雜體系,去了解生命體內(nèi)部的調(diào)控機(jī)制等,以此加深學(xué)生對中醫(yī)理論的理解以及對生物信息學(xué)工具和技術(shù)運(yùn)用的融會貫通。
參考文獻(xiàn):
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1.引言
入口匝道控制是快速路交通控制系統(tǒng)中應(yīng)用最廣、效果最好的一種控制形式,可以將車輛從入口匝道駛?cè)肟焖俾返倪^程分解為兩個階段:車輛從匝道進(jìn)入加速車道;車輛從加速車道匯入主線。目前,入匝道控制方法存在多種,系統(tǒng)地看,主要分為基于行為的控制方法和基于最優(yōu)化理論的控制方法。本文主要從高速公路匝道控制的全局性、戰(zhàn)略性、辯證性、動態(tài)創(chuàng)新性和辯證協(xié)調(diào)性出發(fā),對入匝道控制方法進(jìn)行了歸納和分析,并對未來高速公路匝道控制發(fā)展方向進(jìn)行了展望。
2.最優(yōu)化理論對匝道控制的影響
2.1 全局性
為了在有限的資源下滿足人們的交通需求,這就需要我們從全局的角度出發(fā),對高速公路的交通運(yùn)行情況進(jìn)行整體控制,既要保證高速公路主路的交通量,同時又要滿足由匝道流入高速公路的交通需求,因此我們應(yīng)該找尋恰當(dāng)?shù)哪P汀⑺惴翱刂剖侄蝸韰f(xié)調(diào)匝道以及高速公路主路之間的交通需求,努力將城市高速路打造成暢通、便捷、高效,具有整體競爭力的交通服務(wù)設(shè)施是對高速公路進(jìn)行協(xié)調(diào)控制、全局規(guī)劃的最終目標(biāo)。
2.2 戰(zhàn)略性
合理確定系統(tǒng)的目的或目標(biāo)是最優(yōu)化的一個過程,而確定系統(tǒng)目標(biāo)往往是一個從宏觀到微觀的過程,要從戰(zhàn)略的層面去思考,戰(zhàn)略性的思維是從宏觀整體、長遠(yuǎn)發(fā)展和根本基礎(chǔ)上來認(rèn)識和把握全局的思考方法。以高速公路的入匝道控制方法為例,對其控制方法進(jìn)行研究是應(yīng)用性的問題,我們的最終目標(biāo)是通過匝道控制,使總通行能力最大,出行時間最小。為了達(dá)到此目標(biāo),必須對全局進(jìn)行戰(zhàn)略性的布局,充分考慮各因素的影響,以戰(zhàn)術(shù)性的方法解決局域問題,最終達(dá)到戰(zhàn)略性的效果,使得高速公路以及匝道的流量最大化,總的出行時間最小化。
2.3 動態(tài)創(chuàng)新性與辯證協(xié)調(diào)性
對于整個高速公路系統(tǒng)而言,其組成要素不是固定不變的,而是隨著周圍環(huán)境的變化時刻改變,這就需要我們找出一種比較完善的方法來描述系統(tǒng)的這種動態(tài)變化,另外,考慮到一個系統(tǒng)是由多個要素組成的以及各要素之間具有的相互關(guān)聯(lián)性,這就需要我們用辯證統(tǒng)一的觀點(diǎn)來協(xié)調(diào)個要素之間的關(guān)系。若使高速公路主路上的流量達(dá)到最大,匝道上的流量必然會受到影響,同樣,若使匝道上的流量達(dá)到最大,主路上的流量必然會下降。從整體最優(yōu)的角度思考,必須協(xié)調(diào)主路與匝道之間的流量,使道路整體達(dá)到最優(yōu)的效果。
3. 基于最優(yōu)控制理論的控制方法
基于最優(yōu)控制理論的控制方法很多,目前,現(xiàn)存的匝道控制方法中,按照調(diào)節(jié)率是否固定可以分為靜態(tài)控制和動態(tài)控制;按照匝道的數(shù)量可以分為單匝道控制和多匝道整體控制。其中靜態(tài)控制主要為定時控制,動態(tài)控制主要為交通感應(yīng)控制和智能控制,下文對這幾種方法分別進(jìn)行了介紹。
3.1 靜態(tài)控制
20世紀(jì)60年代開始對高速道路交通建模與控制較為系統(tǒng)的研究時,首先提出的就是靜態(tài)控制方法。定時控制的最大缺點(diǎn)在于它不能適應(yīng)交通狀況的快速變化,雖然高速公路系統(tǒng)的交通狀況變化有一定的規(guī)律,但也具有很強(qiáng)的隨機(jī)性,從而使得定時控制的效果較差。Wattleworth于1965年首先應(yīng)用線性規(guī)劃方法,即LP(liner programming)方法求解各匝道的最優(yōu)調(diào)節(jié)率。
3.2 動態(tài)控制
與靜態(tài)控制不同,動態(tài)控制方法的調(diào)節(jié)率在某一時間段內(nèi)不是固定不變的而是隨著道路交通狀態(tài)的改變而時刻變化。動態(tài)控制根據(jù)檢測設(shè)備采集實時交通數(shù)據(jù),如流量、速度、密度或者占有率、排隊長度等信息來決定實時變化的匝道的控制情況。顯然,相對靜態(tài)控制而言,動態(tài)控制更能夠適應(yīng)實時變化的交通狀況,更能夠充分地利用高速公路。交動態(tài)控制主要為交通感應(yīng)控制和智能控制。
4.結(jié)語及展望
本文通過對現(xiàn)有文獻(xiàn)的研究,可以總結(jié)出以往的入口匝道控制理論與算法的研究方面仍存在一些不盡完美之處。主要表現(xiàn)為:
1 目前的入口匝道控制算法是以總行程時間或者以總通行能力最大為控制目標(biāo),在效率的基礎(chǔ)上沒有考慮用戶公平性原則,這樣在很大程度上會影響到用戶滿意度,因此阻礙了匝道控制技術(shù)的推廣。
2 目前的人口匝道控制算法很少考慮與其它控制方式的聯(lián)合控制,考慮其它控制方式可以發(fā)揮各自控制方式的優(yōu)點(diǎn),取得更好的控制效果。
高速公路入口匝道控制系統(tǒng)的研究是高速公路交通管理系統(tǒng)項目開發(fā)、實施決策急需解決的課題,對ITS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及高速公路控制技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生積極的影響,具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。從復(fù)雜大系統(tǒng)的角度來看,單一的、集中式的控制方法沒有足夠的知識、資源與信息去解決―個全局性的復(fù)雜問題,因此難以獲得滿意的控制效果。
所以,采用人工智能技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行高速公路入口匝道交通控制,已成為國內(nèi)外學(xué)者繼續(xù)研究的課題。
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一、關(guān)于理性人和囚徒困境的介紹
囚徒困境這個事例常常在有關(guān)博弈論的討論中出現(xiàn),它最主要貢獻(xiàn)是突出反映了個體理性與群體理性的沖突,并且在目前學(xué)界的討論下,這一沖突似乎尚未能得到完美的解決。造成這一沖突的原因,并不是由于該博弈的前提――理性人假設(shè)出現(xiàn)了問題,而是基于囚徒困境中或者博弈論中理性人的假定在不同條件(規(guī)則)下的作用。正是由于沒有分清這一前提在不同背景知識下的運(yùn)用,一方面保證了囚徒困境這個博弈能夠用邏輯的或者說是理性的方式解決(找到這個博弈的納什均衡點(diǎn)),另一方面也導(dǎo)致了事件的解決結(jié)果并不是那么的令人滿意(因為我們面臨的是不同的條件與知識背景)。“‘博弈參與人是理性的’是博弈論的公設(shè),然而理性人的假定存在許多博弈困境。囚徒困境與公地悲劇反映的是個體理性與集體理性之間的沖突”(潘天群《博弈論中理性人的假設(shè)困境》,《經(jīng)濟(jì)學(xué)家》2003.4,)。
起初,博弈論專家假定博弈中的參與人是理性的――具有使自己效用最大化的推理能力,然而,奧曼等人發(fā)現(xiàn),這樣的假定是不夠的,我們必須假定,“一個博弈中的每個參與人都是理性的”是該博弈所有參與人組成的“群體”所知道的,即每個人都是理性的是群體中的“公共知識”(或翻譯成共同知識)。(潘天群《群體推理的邏輯與群體理性》,《東南大學(xué)學(xué)報(哲學(xué)社會科學(xué)版)》,2007年7月第9卷第4期)。
有關(guān)囚徒困境我們可以這樣表述。
假設(shè)有A、B二人,因為偷盜被警察抓捕歸案。為了防止兩人串供,因此將兩人分開審問。這時A、B二人均面對了兩種選擇,一是招認(rèn),二是不招認(rèn)。例如,對于A來說,A面臨著招認(rèn)與不招認(rèn)的選擇。我們可以假設(shè),如果A招認(rèn),B可以選擇招認(rèn),也可以選擇不招認(rèn)。當(dāng)A招認(rèn)B不招認(rèn)時,A當(dāng)場釋放B判刑8年;當(dāng)A招認(rèn)B也招認(rèn)時,各判刑5年。如果A不招認(rèn),B也可以選擇招認(rèn)或者不招認(rèn)。當(dāng)A不招認(rèn)B招認(rèn)時,B當(dāng)場釋放,A判刑8年;當(dāng)A不招認(rèn)B也不招認(rèn)時,兩人各判刑1年。
同理,當(dāng)審問B的時候,只需要參考上面的過程就可以很容易地得到答案。
我們可以簡單地列一個表,用來表示上述的過程:
以A為例,對該博弈進(jìn)行分析。
由于參與博弈的雙方均為理性人,且為公共知識,那么A會有如下的思考:
當(dāng)B招認(rèn)時,A可以選擇招認(rèn)或者不招認(rèn)。
當(dāng)B招認(rèn)而A不招認(rèn)的時候,B被當(dāng)場釋放,A被判刑8年;當(dāng)B招認(rèn)A也招認(rèn)時,B與A各判刑5年。判刑5年遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于判刑8年,因此,當(dāng)B招認(rèn)時,基于理性人的假設(shè)要使自己的收益最大并且損失最小,A會毫不猶豫地選擇招認(rèn)。
當(dāng)B不招認(rèn)時,A也可以選擇招認(rèn)或者不招認(rèn)。
當(dāng)B不招認(rèn)并且A也不招認(rèn)時,兩人各判刑1年。當(dāng)B不招認(rèn)而A招認(rèn)時,B被判刑8年,A被當(dāng)場釋放。A基于理性人假設(shè)作出了以上的推理,顯而易見的是,當(dāng)場釋放要好于判刑1年。為了使自己收益最大并且損失最小,A會毫不猶豫地選擇招認(rèn)。
因此,不管B是否招認(rèn),A都會毫不猶豫地選擇招認(rèn)。
同理,作為一個理性人,B也會按照A的思維模式那樣作出選擇,答案是――毫不猶豫地招認(rèn)。
兩人均招認(rèn)就是囚徒困境這個博弈的納什均衡點(diǎn)。很明顯也很抱歉,通過理性手段進(jìn)行推理,想使自己的收益最大而損失最小,但是結(jié)果卻不是那么的令人滿意。在我們看來,兩者均不招認(rèn)各判刑1年的損失要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于兩人各判刑5年,或者單就A或B一個人來說,當(dāng)場釋放的收益要明顯地大于個人的判刑5年,因此,在某些人看來,理性的參與人在這個博弈中并不能使自己的收益最大損失最小,相反的,個人理性在這個囚徒困境的博弈中成為了獲得最大利益的障礙,在這樣的情況下,就出現(xiàn)了“兩難”決策。
二、“囚徒困境”博弈的潛在規(guī)則,以及阿克塞爾羅德的實驗及其規(guī)則變動
應(yīng)該得出的一個認(rèn)識就是,上文所提到的那個“囚徒困境”博弈屬于一次性的完全信息靜態(tài)博弈,它本身所具備的規(guī)則與阿克塞爾羅德所做的實驗有著顯著的區(qū)別――一次性的囚徒困境博弈與重復(fù)性的囚徒困境博弈的規(guī)則區(qū)別。為了便于分辨,我們依次將上文的兩個囚徒困境博弈分別簡稱為Game1與Game2。
G1應(yīng)該具備以下的這些規(guī)則。
(1)對策者(謀求合作的雙方)沒有什么手段可以用來實施威脅或作出許諾。由于對策者不會許諾他們自己采取某種特定的策略,因此每個人都得考慮對方可能采取的所有策略。此外,每一個對策者都可以使用所有可能的策略。(2)沒有什么辦法能夠確定對方在某個特定的對局中將如何選擇,這就消除了使用元對策”分析的可能。“元對策”允許諸如“選擇與對方相同的策略”的選擇,同時也消除了通過觀察對方與第三者局而形成某種信譽(yù)的可能。因此對策者唯一可利用的信息(積累的知識)是他們相互作用的歷史。(3)不能消滅對方,也不能放棄對局,因此對策者在每次對局時只能選擇合作或背叛。(4)不能改變對方的收益值。這個收益值已經(jīng)包括了每個對策者關(guān)于對方利益的考慮之中。(周海林《“合作”的條件與機(jī)理――從囚徒困境談?wù)効沙掷m(xù)發(fā)展的制度基礎(chǔ)》,《軟科學(xué)》2001年第15卷第3期)
我們可以試著列出一個表格,以更清晰地對幾個步驟中的規(guī)則的區(qū)別作出清晰的劃分。
博弈前(step1)博弈中(step2)博弈后(step3)
[?搖?搖?搖?搖?搖?搖一次博弈的完成?搖?搖?搖?搖]
對于G1的第一條規(guī)則,G2由于是重復(fù)多次的囚徒,將會出現(xiàn)一些不同的情況。阿克塞爾羅德所提出的例如寬容性和可激怒性就可以在step3之后體現(xiàn)出來。可激怒性可以簡單地看成是規(guī)則1中所說的實施威脅。當(dāng)參與博弈的雙方A和B進(jìn)行一次博弈時,A作出不合作的決定時(第一次博弈),B在step3得知了這個消息之后,也就是下一次博弈時(第二次博弈),可以選擇不合作,對A進(jìn)行威脅,表示自己是可激怒的。這里的威脅,是分屬于兩次博弈的,而這在一次性博弈中明顯無法做到。寬容性也同樣如此,當(dāng)A表示悔過(在第三次博弈選擇合作時),B可以立即在step3中得知,并在第四次博弈時原諒A,作出合作的選擇。當(dāng)然,如果僅從理性人的角度出發(fā),在有限次的囚徒困境博弈中,次次不合作才應(yīng)該是這個博弈的納什均衡,但是在阿克塞爾羅德的試驗中,次次不合作這個策略的得分明顯低于某些策略,并且選擇這個策略的人并不是絕大多數(shù),理論和現(xiàn)實有著明顯的差異。
對于G1的第二條規(guī)則,同樣也是如此。一次性的囚徒困境G1作為某個特定的對局(特地被警察隔離開而無法串供),博弈雙方都無法確定對方將采取何種策略,從而致使使用“元策略”的可能性變?yōu)?。G2作為多次重復(fù)的囚徒困境,由于能夠清楚地知道對方在每一輪的選擇(指已經(jīng)選擇過的步驟),因此可以對接下的自我的選擇和他人的選擇做出推斷。甚至像“一報還一報”策略直接選擇與對方上一步策略相同的策略。還有的參與者對博弈對手的合作與不合作的次數(shù)進(jìn)行概率計算,并由此作出自己的選擇,如道寧策略,這在G1中是無法出現(xiàn)的。阿克塞爾羅德甚至做了兩次重復(fù)多次的囚徒困境實驗,這樣對于G2的參與者來說,他們的選擇不僅僅可以基于與自己的博弈對手相互作用的歷史,更可以基于博弈對手與參與這次試驗的每一個人的相互作用的歷史。道德博弈中所說的個人信譽(yù)問題在這里凸顯出來。
總的看來,在step1中,作為囚徒困境的博弈參與者A可以了解到B以往的策略選擇以及信譽(yù)問題,并可在一定程度上影響到自身策略的選擇。例如貪婪的策略在面對比較仁慈的策略時,總是比較占優(yōu)勢。并且在step2中,A與B可以看到對方是如何選擇,并進(jìn)一步影響到step3之后,選擇寬容還是懲罰――合作還是不合作。
從step1到step3就顯示出主體交互性在博弈中的重要作用,因為G1中,G1(step1)到G1(step3),A與B做為博弈參與者并沒有真正的形成交互(雙方被隔離了),即主體間性。而在阿克塞爾羅德的試驗中G2(step1)到G2(step3)中,博弈的雙方A和B不但互有信息交流,而且在一定程度上影響到自我決策的選擇。
三、主體間性對囚徒困境的影響
主體間性從定義上來說是主體與主體之間的統(tǒng)一性,但在不同的領(lǐng)域中,主體間性的意義是有差異的。
在主體間性概念的形成歷史過程中,事實上涉及了三個領(lǐng)域,從而也形成了三種涵義不同的主體間性概念,這就是:社會學(xué)的主體間性、認(rèn)識論的主體間性和本體論(存在論、解釋學(xué))的主體間性。這里就不一一詳細(xì)敘述。
博弈論是交互的決策論。2005年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎的獲得者奧曼曾經(jīng)給博弈論下過一個非常描述性的定義:博弈論是“交互的決策論”,其定義十分簡潔凝練。展開來說,博弈論是研究發(fā)生直接相互作用的行為者采取的決策以及這種決策的均衡問題。換言之,一個經(jīng)濟(jì)主體(行為者)在決策時必須考慮到對方的反應(yīng),所以用“交互的決策論”來描述博弈論可謂言簡意賅。(張踐明《“囚徒困境”?理性悖論?交互認(rèn)知論》,《湘潭大學(xué)學(xué)報(哲學(xué)社會科學(xué)版)》,2007年11月第34卷第6期)
而交互認(rèn)知是主體間性的具體化例證。在重復(fù)囚徒困境這個博弈中,就充分地體現(xiàn)出交互認(rèn)知的重要性。
如step1的中,博弈的雙方可以對彼此過去的決策選擇進(jìn)行詳盡的考察,基于生存博弈的道德博弈也可因此而建立起來。雙方的私有信息(在這里可以簡單地看做自己和對方的博弈歷史選擇)是否可以交換,交換的方式與程度,均可在一定程度上影響到后來的決策。阿克塞爾羅德進(jìn)行第二次重復(fù)囚徒困境博弈的一部分原因也在此――建立在雙方知己知彼的基礎(chǔ)上的合作應(yīng)該如何產(chǎn)生,知己知彼是源于上一輪的博弈參與者參與博弈并決策的歷史。這樣就把雙方的私有信息公開化,變成了公共知識。
在step2中,G1博弈雙方從完全不知道對方做出什么決策發(fā)展到G2可以看到對方的決策,這又是一次交互的行為,由于是多次重復(fù)博弈,step2的交互致使博弈雙方A和B不僅僅看重眼前的利益,更會看中將來的利益,從而使合作有可能發(fā)生,當(dāng)然其中也包括從不合作決策與報復(fù)性決策等。
在G2(step3)中,A或者B完全可以借由這個環(huán)節(jié)來告訴對方自己對于對方的選擇是滿意還是不滿意,并在以后的多次博弈中體會到對方的感受,對方同樣可以表達(dá)出來并由此形成第三次交互。
還是拿一報還一報策略進(jìn)行說明。A使用策略未知,而B使用的是一報還一報策略。設(shè)在第200次博弈中(我們稱為N1、N2、N3……),A選擇不合作,B選擇合作,G2(N200(step3))中,B發(fā)現(xiàn)A不合作,并想表達(dá)自身的不滿,因此立即在G2(N201(step2))中選擇不合作以此來警告A。A在G2(N201(step3))中感受到了B的不滿,如果雙方進(jìn)行了重復(fù)多次的博弈,A通過G2(N202(step1))回顧雙方合作的歷史發(fā)現(xiàn),B對于犯錯的人具有寬容性,于是立即在G2(N202(step2))中選擇合作表示自己悔過,B在接下來的步驟中感受到A的悔意,在下一次的博弈中選擇合作表示自己知道并安慰A……從而形成了重復(fù)性的三次交互、信息交換。當(dāng)然,以上的只是基于交互理論的假想,但是在阿克塞爾羅德的實驗中,我們不應(yīng)該僅僅把雙方固有的策略選擇看作是電腦程序的自動化,而應(yīng)該看作是在理性人基礎(chǔ)上的信息交互,從而修正自己的策略。
四、結(jié)語
可否像人工智能體Agert那樣在博弈中具備自主交互的學(xué)習(xí)參與博弈的理性能力,并由此改變自己的策略?
有關(guān)新型智能體Agent的設(shè)定,有這么幾條可以作為囚徒困境這個博弈的參考:
①能夠面向陌生狀態(tài)與不確定性,積極主動地進(jìn)行認(rèn)知與行動。②每個智能體都有自己不同的知識背景、心智品質(zhì)、能力與個性,甚至具備諸如友善性、真誠性等人類特征。它的這些能力與特征都不是被設(shè)定為一成不變的,它可以隨著情況的變化而不斷地進(jìn)行能動的自我更新。它不是在一個一步到位的、靜態(tài)的模式中模擬智能,而是在一系列過程性的、動態(tài)連續(xù)的進(jìn)程中發(fā)展智能。
如果在多次重復(fù)的囚徒困境的理性人設(shè)定中附加如上的設(shè)定,是否可以使G2更加地清楚明白,更容易地走向合作?
當(dāng)然,以上的附加只是基于多次重復(fù)囚徒困境的假設(shè)。面對G1的一次性的完全信息靜態(tài)博弈,我們只能持以悲觀的態(tài)度。
賓默說,理性參與人的獨(dú)立選擇行為又會產(chǎn)生非帕累托效率的結(jié)果,這并不存在任何自相矛盾的地方。囚徒困境的規(guī)則不利于實現(xiàn)理性合作,就像把一個人雙手反綁之后要他表演手技一樣。因此,不要希望在囚徒困境規(guī)則約束下理性參與人會成功地達(dá)成合作。
參考文獻(xiàn):
[1]羅伯特?阿克塞爾羅德.合作的進(jìn)化.合作的復(fù)雜性――基于參與者競爭與合作的模型.
[2]賓默.博弈論與社會契約.
[3]格若赫姆?羅鉑.博弈論導(dǎo)引及其應(yīng)用.
前言
經(jīng)典的工程技術(shù)理論研究在感性因素方面往往有意回避或者作出一定的假設(shè),但隨著社會科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及人們對于控制過程的精確性要求的提高,感性問題成為不可避免或者不可或缺的內(nèi)容。
如何在感性的不確定于非邏輯方面應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)模擬和實現(xiàn)可控制性成為工程技術(shù)研究方面的一個難點(diǎn),而針對于設(shè)計思考中的方法問題由于長時間內(nèi)無法采用工程技術(shù)解決,因而人們在設(shè)計學(xué)科方面的研究也多停留在形而上的思辨方面,“設(shè)計不可控”似乎成為設(shè)計學(xué)科不言的定律。
當(dāng)然,也并不是沒有人在這方面展開分析和研究,不過應(yīng)該承認(rèn),我們在這個領(lǐng)域還顯得較為稚嫩和初級,如何在人文學(xué)科與技術(shù)學(xué)科方面建立起自由通行的一座橋梁,應(yīng)該是未來技術(shù)人文科學(xué)的重點(diǎn),可能這個過程比較漫長并且充滿荊棘。
1感性的可測量性
1.1感性的含義
感覺從人類認(rèn)知的角度分析,是正常的人建立在完善的心理和生理基礎(chǔ)之上的對于客觀事物的主體性認(rèn)識,并將這種認(rèn)識通過大腦的反應(yīng)上升到人的主觀體會的過程,在這個過程中既包含著非邏輯性的表象認(rèn)知,同樣也包含著邏輯性的內(nèi)涵性思考。
對于感覺的分析,我們既不可以否認(rèn)其非邏輯性的存在,同樣,邏輯過程也包含在其中,例如:我們在對冷熱的評價時經(jīng)常提到“我感到這個杯子很涼”,分析這個結(jié)論的過程發(fā)現(xiàn):
1).這是一個感性過程,同樣在一定程度上為個體感受;
2).涼與熱只是比較詞匯,在這個過程中存在著比較意義上的程度問題;
3).很涼說明了杯子的涼的程度,模糊性的定性評判。
那么,非邏輯性體現(xiàn)在感覺意義上的差異性,即這只是你自己的感受,能否說明他真得很涼或者說明它是涼的,可能如果換一個人或者換一個環(huán)境而言,它確實熱的。同樣,邏輯性體現(xiàn)在,涼與熱是一個比較,也就是講,這個人在對于兩這個感受形成之前肯定存在一個涼與熱的標(biāo)準(zhǔn),通過觸覺感受,而明確了他在比較意義上的冷熱程度,因而,從這個意義上講邏輯性顯得就很重要了。
對于感性而言,是在對于感覺的主體人的思維基礎(chǔ)上對與客體所描述出來的基本屬性,其表達(dá)是主體性的,但對象是客體性的,由此可以認(rèn)為,感性是對于思維主體的一種客觀屬性的描述,是對客觀事物物化行為的主體性認(rèn)識。
1.2感覺是感性的第一表征
感覺應(yīng)該屬于思維領(lǐng)域的一個重要內(nèi)容,由于感性是感覺對于描述對象所形成的語意情態(tài)表述,而且是最直接和最為明確的表達(dá),因而我們認(rèn)為感覺是感性的第一表征。
長時間來,人們在這個領(lǐng)域的認(rèn)識是相互矛盾和相互混雜的,即感覺就是感性,既是對物的客觀屬性的客觀性體現(xiàn),或者認(rèn)為,感性就是對物的主體性描述,非此即彼的群體性認(rèn)識,使得我們對于感覺和感性的認(rèn)識存在很多的爭論,其中爭論的焦點(diǎn)為:感性的可測量性、感性的研究方法與研究手段、感性的是否存在客觀性等,這使得它成為理論的,所以對于感性的研究大都停留在哲學(xué)和思想領(lǐng)域的層次上,其中表現(xiàn)在“美學(xué)”研究方面尤為嚴(yán)重,定義說明定義,權(quán)威解釋權(quán)威的論證方法比比皆是。
1.3感覺的個體差異性與群體的統(tǒng)計一性的辯證關(guān)系
研究感覺問題,我們必須了解到個體差異性,所謂個體差異性主要表現(xiàn)在,對同一個事物或者事件,每個人的評價和認(rèn)識存在差異性,以往我們從哲學(xué)上認(rèn)為這是世界觀和人生觀以及所采用的方法論的差異所致,從宏觀上看這樣解釋是可以行得通的,但在微觀角度,我們即便有相同的人生觀和世界觀,采用同樣的方法論,其差異性依然存在,這使得我們很難解決的一個問題,同樣,通過一定的教育和所謂的引導(dǎo)可能依然無濟(jì)于事,因而,我們不得不去思索產(chǎn)生差異性的其他原因。
從客觀角度分析,差異性產(chǎn)生在每一個個體的心理和生理的差異以及成長階段和所處環(huán)境的差異,其中心理和生理差異,可能在形成完整思維過程中就出現(xiàn)了,在研究上通過比較分析和觀察應(yīng)該發(fā)現(xiàn)其中的差異性產(chǎn)生的客觀性原因的,比如,有的人害怕黑夜,這可能由于在成長過程中受到過關(guān)于黑夜的語境描述而使其產(chǎn)生恐懼的心理,或者由于自己的經(jīng)歷有過類似的黑夜恐懼的過程,如果跳出這些方面的原因,也可能從進(jìn)化論的角度分析能夠得出觀點(diǎn),不管如何,其中的差異性存在于這些方面的原因,都應(yīng)該存在客觀性的事件作為支撐,平白無故的產(chǎn)生差異性應(yīng)該屬于“變異”(生物學(xué)名詞,指的示生物在進(jìn)化過程中的與原來的群體出現(xiàn)非統(tǒng)一性)的范疇,而生物學(xué)家也在積極而努力的研究“變異”產(chǎn)生的機(jī)理,所以講,差異產(chǎn)生的原因應(yīng)該能夠在客觀性方面取得證據(jù)。設(shè)計在線.中國
2現(xiàn)代工程測量和計算機(jī)模擬技術(shù)為感覺的測量提供了依據(jù)
依據(jù)這種技術(shù)廣泛的作為刑偵手段的測謊儀就是建立在對于這些問題的理論研究基礎(chǔ)之上的。而且隨著技術(shù)的提高,與基礎(chǔ)理論研究的深入,對于感覺問題的解決會越來越準(zhǔn)確和精確。
同樣,現(xiàn)代計算機(jī)模擬技術(shù)也為感覺的測量提供了依據(jù),對比我們以往實驗手段,計算機(jī)模擬技術(shù)能夠更為直觀和準(zhǔn)確,例如我們曾經(jīng)做過的一個試驗,即汽車在駕駛過程中遇到障礙物的碰撞過程中的反應(yīng)速度與駕駛室色調(diào)關(guān)系的測試問題,不可能真實的采用實際的測試,所以計算機(jī)模擬的手段就被廣泛的應(yīng)用,充分利用模擬駕駛室,操縱機(jī)構(gòu),計算機(jī)視頻系統(tǒng),信號傳感器和計算機(jī)模擬軟件來完成,能夠得到一定的室內(nèi)色調(diào)與反應(yīng)速度之間的定性與定量的關(guān)系,這都可以在實際應(yīng)用中作為汽車內(nèi)是提供參考。
2.1控制論
控制論是“關(guān)于在動物和機(jī)器中控制和通訊的科學(xué)”,是自動控制、電子技術(shù)、無線電通訊、神經(jīng)生理學(xué)、心理學(xué)、醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)邏輯、計算機(jī)技術(shù)和統(tǒng)計力學(xué)等多種學(xué)科相互滲透的產(chǎn)物。控制論的奠基人是維納,他于1943年在《行為、目的和目的論》中,首先提出了“控制論”這個概念,第一次把只屬于生物的有目的的行為賦予機(jī)器,闡明了控制論的基本思想(摘自維基百科)。
隨著對于控制論理論與實踐的發(fā)展,人們對于行為目的的控制大大加強(qiáng),這些理論相互滲透,成為很多學(xué)科在解決邏輯關(guān)系方面提供了一條途徑,雖然我們認(rèn)為控制與被控制之間的反饋問題現(xiàn)有數(shù)學(xué)工具還不能完全解決,但是,在行為與目標(biāo)之間的可預(yù)測性大大加強(qiáng)。
控制論在感性問題中的應(yīng)用,現(xiàn)在研究還處于基礎(chǔ)和初始階段,如何提高對感性問題的非邏輯過程擬和是控制論感性研究的難點(diǎn)和拐點(diǎn),因為感性問題在一定程度上屬于模糊數(shù)學(xué)的研究的范疇,非線性非邏輯性表現(xiàn)很強(qiáng),如何采用邏輯關(guān)系和線性手段模擬階段性的表征一直是個相關(guān)引入控制論學(xué)科研究的重點(diǎn),而感性問題似乎表現(xiàn)得更為強(qiáng)烈,所以有的人認(rèn)為,采用控制論來研究感性問題在一定程度上是癡人說夢,不會有結(jié)果的。當(dāng)然我們認(rèn)為,雖然我們無法完整的到達(dá)真實的感性問題的內(nèi)核,但至少在現(xiàn)象的表面與初始條件可以架起一座有價值的橋梁,盡管這座橋梁顯得有些突兀。
2.2計算機(jī)的模擬仿真
通過計算機(jī)模擬或者計算機(jī)模型來模擬一個特定系統(tǒng)抽象模型的計算機(jī)程序或過程。這些技術(shù)建立在離散數(shù)學(xué)基礎(chǔ)之上,同樣也面臨著非邏輯過程和隨機(jī)問題研究問題,在這方面,計算機(jī)的模擬技術(shù)日臻完善,在某些特定的方面計算機(jī)模擬以可以達(dá)到應(yīng)用的程度。
例如自然狀態(tài)的色彩是一個連續(xù)的過程,本質(zhì)是光波被物體吸收和反射形成的一個自然過程,現(xiàn)在計算機(jī)在模擬中已可以達(dá)到64位的色彩來逼近真實自然,實際上這就是一個很成功的例子說明計算機(jī)模擬真實的強(qiáng)大能力。
在人工智能方面,計算機(jī)模擬更顯示了獨(dú)特的作用,現(xiàn)代的人工智能在解決思維方法、自學(xué)習(xí)能力、和智庫房面也取得很大成就,人工智能是一個很好的用來說明計算機(jī)模擬真實的例子。
2.2.3現(xiàn)代數(shù)學(xué)工具的發(fā)展
數(shù)學(xué)分為初等代數(shù)、高等代數(shù)、幾何、拓?fù)鋵W(xué)、數(shù)論、概率和數(shù)理統(tǒng)計等內(nèi)容,而這些內(nèi)容一般認(rèn)為是建立在集合論的基礎(chǔ)上。通過一組對象確定一組屬性,人們可以通過說明屬性來說明概念(內(nèi)涵),也可以通過指明對象來說明它。符合概念的那些對象的全體叫做這個概念的外延,外延其實就是集合。從這個意義上講,集合可以表現(xiàn)概念,而集合論中的關(guān)系和運(yùn)算又可以表現(xiàn)判斷和推理,一切現(xiàn)實的理論系統(tǒng)都可能納入集合描述的數(shù)學(xué)框架。
經(jīng)典集合論只能把自己的表現(xiàn)力限制在那些有明確外延的概念和事物上,它明確地限定:每個集合都必須由明確的元素構(gòu)成,元素對集合的隸屬關(guān)系必須是明確的,決不能模棱兩可。但是,在客觀世界中還普遍存在著大量的模糊現(xiàn)象。雖然以前人們回避它,但是,由于現(xiàn)代科技所面對的系統(tǒng)日益復(fù)雜,模糊性總是伴隨著復(fù)雜性出現(xiàn)。
更由于人文、社會學(xué)科及其它“軟科學(xué)”的數(shù)學(xué)化、定量化趨向把模糊性的數(shù)學(xué)處理問題推向中心地位,這中間當(dāng)然也包括設(shè)計的數(shù)理化問題。1965年,美國控制論專家、數(shù)學(xué)家查德發(fā)表了論文《模糊集合》,標(biāo)志著模糊數(shù)學(xué)這門學(xué)科的誕生。
在日常生活中,經(jīng)常遇到許多模糊事物,沒有分明的數(shù)量界限,要使用一些模糊的詞句來形容、描述。比如,比較年輕、高個、大胖子、好、漂亮、善、熱、遠(yuǎn)……。在人們的工作經(jīng)驗中,往往也有許多模糊的東西。例如,要確定設(shè)計是否“好”,其模糊信息相當(dāng)普遍。這就需要一定模糊數(shù)學(xué)來思維和判斷。
我們發(fā)現(xiàn),其實解決現(xiàn)代感性測量問題的關(guān)鍵還是因為數(shù)學(xué)工具的發(fā)展,由于建立在經(jīng)典集合數(shù)學(xué)基礎(chǔ)上的數(shù)學(xué)分析手段,使我們在模擬自然的非線性和非邏輯問題方面顯得軟弱無力,而作為一線曙光的模糊數(shù)學(xué)的發(fā)展還處于分形等基本問題的研究上,鮮有長足的發(fā)展,進(jìn)而在實現(xiàn)真實反映感性問題的推理環(huán)節(jié)出現(xiàn)空缺,致使我們對于工程技術(shù)解決感性問題無法或者不敢涉足,影響了這個方向的發(fā)展。
當(dāng)然,這些客觀問題與相關(guān)的難題有待于解決,但是,也應(yīng)該看到在我們設(shè)計界已經(jīng)被注意到,考察近年來國內(nèi)關(guān)于數(shù)學(xué)問題應(yīng)用于設(shè)計方面的研究已出現(xiàn)倪端,例如有人在研究分形技術(shù)對于設(shè)計的影響以及分形形態(tài)創(chuàng)造的計算機(jī)形態(tài)的應(yīng)用問題,可以預(yù)見在不久的將來,我們肯定會有所收獲。
3實現(xiàn)感性測量的準(zhǔn)確性和還原性必須有測量的標(biāo)準(zhǔn)
我們在討論感性測量的時候,肯定要求測量的準(zhǔn)確性和還原性,這就是說要實現(xiàn)感性的量化與感覺的一致性,為了實現(xiàn)這種結(jié)果,就必須確定一定的測量標(biāo)準(zhǔn),這些標(biāo)準(zhǔn)要求準(zhǔn)確度提高模糊度降低,而且標(biāo)準(zhǔn)的層次明確,中間不存在非確定性。顯然這是很困難的,但由于現(xiàn)有的計算機(jī)都是建立在二值邏輯基礎(chǔ)上的,它在處理客觀事物的確定性方面,發(fā)揮了巨大的作用,但是卻不具備處理事物和概念的不確定性或模糊性的能力。要達(dá)到這種模擬真實的程度,現(xiàn)階段只能采用細(xì)分標(biāo)準(zhǔn)的手段,即將測量標(biāo)準(zhǔn)盡量細(xì)分,無限逼近真實的分段,可以擬和成一個連續(xù)的過程,同時增加邏輯分段點(diǎn)的準(zhǔn)確性,即精確的表達(dá)該段的“語意”,采用將離散化問題邏輯化的過程,通過一定的邏輯規(guī)律判斷感性的真實外延。
由此可以發(fā)現(xiàn),這中間存在一個矛盾,即簡化與復(fù)雜的悖論,我們試圖簡化感性的復(fù)雜,但帶來了處理問題的復(fù)雜化,即本來要使得模糊問題簡化為一個邏輯的數(shù)學(xué)模型,而得到的確實是一個相當(dāng)復(fù)雜的形式,顯然這不是我們所預(yù)期的目的,因而,我們可以采用諸如優(yōu)化等數(shù)理分析手段,取得分段過程中的概率最大化,進(jìn)而加權(quán)平衡這些算子,得到一定方向性語意,這在確定一些定性問題方面一般可以達(dá)到預(yù)期分析目標(biāo)。
例如采用VTs方法來判斷多方案的設(shè)計感覺方面我們曾做過有益的嘗試,并取得一定成果(論文:“語意描述”研究在產(chǎn)品形態(tài)設(shè)計中的應(yīng)用.包裝工程.2006第4期有較詳細(xì)介紹)。
4結(jié)論
在傳統(tǒng)的設(shè)計研究中,思想、感覺、審美等人文主觀性的概念是不可以測量的,主要是因為測量過程需要的幾個要素不具備,例如測評的語意準(zhǔn)確化、量級標(biāo)準(zhǔn)化和評價主體的非主觀化等。因而,感覺的評判只是停留在定性和定向的解析和確認(rèn)之上,沒有形成所謂的科學(xué)性和客觀化的過程,這與工程技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的普遍要求所不相適應(yīng)。