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“智能”学科建设的基本概念问题

时间:2022-10-30 13:05:07 来源:网友投稿

摘要:与智能相关的学会联合召开专题会议,研讨智能学科(专业)建设问题,实属当务之急。但“智能”概念的内涵、外延如何定位、划分?这仍是一个悬而未决的问题。通过此次研讨,若能使“智能”的定义更明确、学科定位更准确,乃是全国智能科教工作者的愿望。本文是从智能概念的由来、发展与学科定位等基本问题的一个书面发言。

关键词:人;自然;文明;智能;科学;学科;学科建设

谈到“智能”,其实是一个关于“人与自然”古老话题的今议。本文通过对人类“知—行”活动从原始“本能”到科技“技能”并向生态“智能”逐步发展演化过程的分析与史证,阐明人类•文明•智能间的关系。

1 “智能”概念的由来和发展

许因“智能”一词具有多义、新颖、抽象、多变等特性的缘故吧,至今,中外学者尚未给出其科学、规范或公认的定义来。甚至连“智能”的一个反义词也未能找到。以至于社会上随心所欲,把“智能”用得过热过烂。诸如智能手机、智能胎教仪、智能防盗报警器、学术不端智能测谎仪……若从淘宝网上搜索“智能产品”,一键下去,便可搜到294 662件“智能宝贝”。一些“智能产品”竟然有多达八所高校为之充当用户,有的还得到了国家发明(适用)新型专利证书。作为商品广告,不必当真,但作为学科名称,就不可含糊了!为弄清有关问题,还需先界定几个无法回避的词语。

1)“人”,人就是生存在浩瀚时空间的,具有像你、我、他这样的生理、心理特性[1]的高智能生命体。此乃现有五十多亿个同类者默认的,关于“人”的自我定义。

2)“自然”,天地间除人而外的一切,统称为自然。自然即天然。“天”就是大自然。

3)“文明”,人与自然和谐、时空运行同步、生态旋律共鸣、天人合一的结晶。

4)“智能”,智慧和能力。即解决问题的创见才能[2]。亦即人与自然生态共存,长期演化历程中形成的意识和观念(认识论、方法论、人生观、世点界观)的总体(学问)。“智能”是比“科学”层次更高、范围更广、含义更深的潜意识与知行观。

5)“科学”,百度百科对科学的定义、解释、特叙述如下:

(1) 科学的定义:科学是人类智慧结晶的分门别类的学问。

(2) 科学的释义:对一定条件下物质变化规律的总结。

(3) 科学的特点:可重复验证、可证伪、自身没有矛盾。

6) “学科”,百度百科对学科的定义、解释、特点叙述如下:

(1) 学科的定义:相对独立的知识体系。

(2) 学科的含义:第一种含义是学术的分类,指一定科学领域或一门科学的分支。如自然科学中的化学、生物学、物理学;社会科学中的法学、社会学等。学科是与知识相联系的一个学术概念,是自然科学、社会科学两大知识系统(也有自然、社会、人文之三分说)内知识子系统的集合概念,学科是分化的科学领域,是自然科学、社会科学概念的下位概念。第二种含义是指高校教学、科研等的功能单位,是对高校人才培养、教师教学、科研业务隶属范围的相对界定。学科建设中学科的含义侧重后者,但与第一个含义也有关联。国家标准GB-T13735-92依据学科研究对象、研究特征、研究方法、学科的派生来源、研究目的、目标等5个方面,对学科进行分类,分成A自然科学、B农业科学、C医药科学、D工程与技术科学、F人文与社会科学五个门类,下设一、二、三级学科,共有58个一级学科。 据统计,当今自然科学学科种类总计为近万种。另一种统计(到20世纪80年代),在中观层次上已发展出约5 500门学科,其中非交叉学科为2 969门,交叉科学学科总量达2 581门,占全部学科总数的46.58%。

1.1人类•文明•智能综述

人,本着自身在漫长进化过程中形成的特质,从大自然中走来。还将循着大自然的步伐,回归天人合一[3]的浩瀚时空。

人在旅途中,不懈地感悟自然、提升智能、完善自我、平衡生态,留下了艰苦卓绝的足迹,创造了光辉灿烂的文明。这里扼要回顾一下人类文明发展的历程,看看人类的“本能”和“技能”对既往文明的形成所起的不朽推动作用,也展望一下当今与后继的生态文明,看其是否正在呼唤生态“智能”。

1.2人类文明史略

人类2.5万年可考的文明史,大致分为3个阶段:原始文明阶段、产业文明阶段和生态文明阶段。

笔者把各阶段的特征要素,按演化条件、生存状态、能力水准、知识层次和演化结果等的对应关系归纳如表1所示。

1.2.1原始文明

距今约2.5万年的原始人类,怀着对大自然的盲目敬畏,凭着与生俱来的“本能”,在天地间随遇求生,茹毛饮血,居巢宿洞;偶取燧火,刀耕火种;渔猎农牧,繁衍昌盛。

在蒙昧意识中,靠直觉感知外在物性,石器弓箭,手脑并用;制陶冶金,古代发明;氏族群落,原始文明。

1.2.2产业文明

大约5 000年农业文明、200年工业文明和至今还不到60年的信息文明,合称为产业文明。在这一时期,人类不单“自在”地继承了以蒙昧意识和原始生存“本能”为基本特征的原始文明,而且“自发”提高了自身的科技产业“技能”,充分开发利用了物资、能源和信息资源,向大自然进行挑战。创造了殷实的农业文明、辉煌的工业文明和方兴未艾的信息文明。但令人始料不及的是:产业革命的后期,由于人们对大自然过度地、掠夺式地开发,带来了严重的生态失衡。所以有人说:“工业革命奏响了征服自然的

号角,却也拉响了生存空间被破坏的警笛。”“信息革命使地球变小了,一切变得快捷、高效,但信息安全隐患也随之而凸显出来了。”

产业文明各阶段的特点可概述如下。

1) 农业文明。

由原始文明转向农业文明的基本标志是人类开始了以农耕、畜牧为主流的农业生产活动。国家的雏形也在农业社会中形成。那时,人类对生活物资的需求不再等待大自然的恩赐,而是主动创造各种条件,使所需物种得到生长和繁育。人类还创造了青铜器、铁器、陶器,发明了文字、造纸、印刷术等史无前例的科技成果。同时,人对自然力的利用也扩大到一些可再生能源,如风力、水力、蓄力等。社会经济活动集中于农业领域,人类极力探索获取最大农业劳动成果的途径。近5 000年的农业文明,塑造了人类特有的自力更生精神和赖以向自然索取的产业技能。孕育了以精准科学理论和产业技术为基础的工业和信息产业文明。

2) 工业文明。

只有区区200来年的工业文明,始于十八世纪后叶的工业革命,盛于二十世纪中叶的工业化国际竞争。其中,前一百年(1770-1870)是以机械化取代手工业生产为标志的工业革命。它先从英国开始,逐渐扩大到欧洲、美洲、亚洲及全球。哈里夫多轴纺机(1770)、瓦特改良蒸汽机(1800)、富尔顿汽船(1807)、史提芬火车(1830)、莫尔斯电报(1866)……,各种机电发明像雨后春笋,层出不穷,并迅速装备了纺织、交通、运输、通信等行业。机械化促使社会生产力得到空前高速发展。在后工业文明阶段,具有高科技素养的人力资源加上丰厚的钢铁、煤炭、石油等各类物质资源,还有充足的风能、水能、热能、电能、太阳能、生物能、海洋能、核能等各类能源,把人们“征服自然”的欲望推向极致,形成空前强大的社会经济生产力。工业文明是人类运用科学技术能力——“技能”改造大自然并取得空前胜利的历程。同时,也是“生态失衡”初见端倪的时程。

3) 信息文明。

信息文明的光临,已是近半个世纪来一个不争的现实。尽管无论是作为哲学本体论的确认,还是科学范畴的界定,“信息”的概念均尚存争论。但“信息”是一种客观存在,是人类赖以生存发展的第三类战略资源的观念,是无可否认的了。因为,物质和能源作为一、二类战略物资,已经在传统产业(农业和工业)文明阶段起到了物质基础的作用。

借助数理逻辑语言来表征/论证问题是严密、严格而严肃的。因为“数学/逻辑”的演绎与物质的运动是同根、同源,如出一辙的。“数”是事物差异性的量化表示,它不是人类的发明,只是被人类发现/演绎/利用了的知识之一。鉴于此,对以物质、能量为基础的论域,一般可表示为如下广义集合二元组:

= (M,E)…①

其中 为质能论域,M、E分别为物质、能量相应的广义状态函数。特别在惯性系统中,质量和能量间的关系已于上世纪初被Albert Einstein(爱因斯坦)归结为质能公式:

E = mc2,即E(能量)=m(质量)*C(光速)的平方。

这就是著名的质能转换守恒原理。这个公式,对动能、热能、电能、核能等已经发现的各种形式的能量都适用。它说明“能源”只不过是易释放能量(易气化和场质化)的实物材料而已。质能同源、共存、转化而不灭是惯性系统的普遍规律。它是近代科学技术、工程技术和传统产业最根本的科学理论基础。

当信息概念渗入传统观念,信息效应改变着传统产业,而且将主宰世界变迁的时代来临之际,信息产业文明的论域,应顺理成章地表述为以下广义集合三元组:

Ǐ =(M,E,I)…②

Ǐ为信息产业论域,M、E、I为物质、能量、信息的广义状态函数。

半个多世纪以来,学者们围绕信息的定义和物质、能量、信息三者间的关系,边研究边争议,不屈不挠,多少年如一日,大有非把三元组②中M、E、I的关系写成像二元组①中的M、E那样,只差一个比例常数E = mc2的简单关系不可。有的还宣称找到了什么当量/常数,一直计算到小数点以后多少位,把数字给对上了,于是宣布质量/能量/信息量转换守恒定律被“证明”了。殊不知②中的信息I只是抽象反映系统不确定性的度量,不可能像在惯性时空系统里讨论质能关系那样简单,得出什么确定性的结论。

信息所表征的是信源(人或物)的特性(人性或物性);信息要靠介质和能量来传递;信息的接受者(信宿)仍然是人或物。信息效应也只有当信息作用于受体后才能体现出来。因此,可以认为“信息”是人/物及个体/群体间相互交流的信号。被交流的内容,包括基本动态、知识/智能、物性/人性、理智/情感等,统称“信息”。而至今,如何正确认识“信息”,仍困惑着一代又一代地球人。这个问题姑且留待以后另立专题深入讨论。

在此,不妨看一看在物质/信息困惑中,不同的人们曾想了些什么,干了些什么!

一种是怀着良性心态对待人与自然。有节制地开发利用自然资源(物质、能量),平等互惠地交流信息资源。充分考虑生态效益,维护生态环境长期优化发展。另一种则怀恶性心态,为了一己、一时之利,不惜垄断信息资源、霸占物质资源,用暴力强占能源,为了自我膨胀,利令智昏,公然采取资本垄断、穷兵黩武、发动战争、野蛮掠夺、过度开发、破坏生态环境等自我毁灭性的愚蠢行为。例如:战略核武器杀伤力模型[4]。美国和苏联从上世纪六十年代起就展开了激烈的核武器竞争。六十年代初期,苏联主张武器往大型化方向发展,理由是武器的威力越大,杀伤力越强。但美国有人认为,虽然武器的威力越大,杀伤力越强,但武器的杀伤力不全取决于威力,还与准确度有关,如果武器的威力大而命中率低,其杀伤力未必就大。反之,虽然威力不算大,但准确度高,杀伤力也可能大。杀伤力K不仅与威力Y有关,而且与精度C有关。经过大量的模拟试验,经过数据处理和分析,利用蒙特卡洛拟合,得到在战略核武器杀伤力论域上F=(K、Y、C)的数学模型:K=Y2/3/C2由这个模型,不难得到:当Y*=8Y时,K*=4K,即威力提高8倍,杀伤力仅提高4倍。当C*=C/8时,K*=64K,即精度提高8倍,杀伤力可以提高64倍。这说明提高精度更为合理,因而美国就走了提高武器精度的道路。再如,“9.11”事件[5]、“珍珠港事件”、“阿婆罗计划”、“梦境行动”等。人类在信息化历程中充分运用科学技术,上天、下海、入地,探索时空与生命之奥秘。史无前例地扩大了视野、增长了才干、启迪了智慧、发展了智能;同时也逐渐发现了自身的局限性。从而满怀信心地为生态文明的来临做了必要的物质和精神准备。

人类五千年的产业文明,在我们的家园——地球上,留下了丰厚的物质/非物质文化遗产。引入生态失衡之教训,播下生态文明与智能之火种。

4) 生态文明。

生态(ECO)一词源于古希腊,意思是指万物的生存状态,而生态学(ECOLOGY)也是从研究生物个体开始的。1869年,德国生物学家E.海克尔(Ernst Haeckel)最早提出生态的概念,它是研究动植物及其环境间、动物与植物之间及其对生态系统的影响的一门学科。“生态文明”思想是从20世纪60年代末至70年代初开始提出的。那时,西方爆发了一场新的社会运动——生态运动,其影响迅速向全球扩展,最终引起了国际社会的广泛关注。联合国于1972年在斯德哥尔摩召开了人类环境会议,这是世界各国政府第一次共同讨论当前环境问题和生态保护问题的国际会议,可以作为人类迈向生态文明的里程碑。此后,生态的重要性日益凸显,生态环境问题正演变为当今人类社会发展的一个核心问题。加强生态建设,保护自然资源和生态系统,维护生态安全,破除高能耗、高污染的传统发展模式,促进经济社会可持续发展,构建人与自然和谐相处的生态文明,已成为全人类的共识。生态文明的论域可表征为如下人与自然组成的广义集合二元组:

Ë=(p,n)…③

其中,Ë为生态文明论域;p为人,包括人的生理、心理和社会特征;n为自然,包括自然界的物性、生态特征。

如今,生态观念已经渗透到各个领域,“生态”一词涉及的范畴也越来越广。人们常常用生态来定义健康的、美好的、和谐的事物。不同文化背景的人,对生态的涵义会有不同的理解,多元世界需要多元的文化,正如自然界的生态所追求的物种多样性一样。

1.3小结

在结束关于“智能”概念的讨论之前,让我们回到“人类•文明•智能演化表”。在那里,我们说过,智能指智慧和能力,即解决问题的创见和才能。在“人类•文明•演化表”中,可临时隐去其他内容,而只保留“能力”和“知识”这两项同“知•行”有密切关系的要素,如表2所示。

由表2不难看出:人类是依其与生俱来的“本能”——直觉体验原始信息——获取经验知识,奋斗2.5万余年,创下了原始文明;经验知识经过归纳整理、去粗取精、抽象化、形式化,并获得实验验证——上升为科学理论——成为指导实践的“技能”。依此,人类又创下了5 000余年辉煌的产业文明。人类在提高产业技能和科技素养的修炼中,发现了完善自我、品味人生、自律自省、情理兼容、生态平衡的新境界,并逐渐认识到,人的“智能”就是自觉地保持人与自然的生态平衡。智慧的人类正迈向以高“智能”为标志的“生态文明”。所以,本节的结论是:“智能”,指智慧和能力,即解决问题的创见和才能,亦即人与自然生态共存,长期演化历程中形成的意识和观念(认识论、方法论、人生观、世界观)的总体(学问)。“智能”是比“科学”层次更高、范围更广、含义更深的潜意识与知行观。

2 “智能学科”的划分和定位

根据以上的讨论,可以认为,从一个概念的内涵/外延的界定/划分上看,“智能”属于比“科学”、“技术”层次更高的潜意识和知行观,是人类智慧与能力结晶的总体学问。而“科学”只是人类智慧结晶的分门别类的学问;“技术”也只是在科学理论和成功经验指导下的局部实践。因此,当代急速拓展深化的“智能”概念,已不能桎梏于某种“科学”范畴之下,更不能局限于某些“技术”门类之中。对“智能”概

念任何有意无意地扩大、缩小或整体、局部地淡化、强化,都将是有害无益的!所以在考虑带“智能”性的学科设置时,还只能是在“工学”大门类下,慎重选择那些可与本体工程技术专业门类相融合的某些一、二级学科,进行认真考察、严格论证,而后出具咨询建议。例如,教育部今年4月发布的《学位授予和人才培养学科目录(2011年)》中的081104“模式识别与智能控制”学科就是这样的。

3结语

通过此次研讨,我们应达成共识,使“智能”的定义更加明确、学科定位更加准确。笔者建议:作为此次会议的重要成果,由会议主持者起草“我国智能学科/专业建设咨询/报告”,当会讨论通过,会后通过中国科协向国务院学位办及教育部学位中心提交。

除已设立了相应智能学科、专业的院校外,凡基本条件具备的院校,均可鼓励其按此咨询报告的精神积极提出申报。

参考文献:

[1] Roger R.Hock. 改变心理学的40项研究[M]. 白学军,等译. 北京:中国轻工业出版社,2004.

[2] 林传鼎. 心理学词典[M]. 南昌:江西科学技术出版社,1986.

[3] 魏世泽. 计算机与人工智能[M]. 北京:人民公安出版社,1996.

[4] 刘满风. 运筹学与方法教程[M]. 北京:清华大学出版社,2001.

[7] 叶哥哥.“9.11”事件:惊天大阴谋[EB/OL]. [2011-05-01]. /Article/Class20/200902/68376.html.

Basic Concept Problems of Academics Construction of “Intelligence”

WEI Shize

(Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang 050021, China)

Abstract: The intelligence related academic association, the consociation convenes a special subject meeting, study and discuss the construction problem of the intelligence academics(profession), in really urgent matter of the moment.But the content of “intelligence” concept, outside postpone how to position, demarcation?This is still a pending problem.Pass this time study and discuss, if can make the definition of “intelligence” explicit, academics fixed position more accurate, is the wishes that the national intelligence section teaches a worker.This text can be regarded as from the intelligence concept of since, development and academics position to talk about of a writing form speech.

Key words: person; nature; civilization; intelligence; science; academics; academics constuction

(编辑:姚彦如)

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