泛系理论与计算机科学.ppt

泛系理论与计算机科学泛系理论与计算机科学提纲提纲 几个问题以及思考几个问题以及思考 什么是泛系什么是泛系 我们的工作我们的工作 展望展望一、几个问题及其思考一、几个问题及其思考不到二十年的跨度出现第五代计算机不到二十年的跨度出现第五代计算机,网网络这两个极端，仅仅是技术原因吗？络这两个极端，仅仅是技术原因吗？计算机的发展变化（硬件，软件，应用）计算机的发展变化（硬件，软件，应用）,有没有一种深层的动力，原因有没有一种深层的动力，原因计算机的发展变化与人类社会的发展变计算机的发展变化与人类社会的发展变化有没有一些共性？化有没有一些共性？思考思考莱不尼兹把二进制与八卦相联莱不尼兹把二进制与八卦相联系，系， 基于二进制的计算机的发基于二进制的计算机的发展变化与中国哲理还有联系吗，展变化与中国哲理还有联系吗， 哪怕是潜在的联系？哪怕是潜在的联系？一个人的时间有限，精力有限，一个人的时间有限，精力有限，要认识无限的事，怎么办要认识无限的事，怎么办？？中西文化（思考）中西文化（思考）西方的传统哲理思维西方的传统哲理思维 中国的传统哲理思维中国的传统哲理思维重于爱智重于爱智,重于明哲重于明哲倾向于对真的探讨，倾向于对真的探讨，趋集于对善的求索趋集于对善的求索实验与分析的求索实验与分析的求索 可观控建模可观控建模 关系关系,关系转化关系转化,泛对称的泛对称的 探讨探讨三种推理三种推理演绎演绎归纳归纳类比类比可靠性可靠性高高中中低低创造性创造性低低中中高高出错率出错率低低高高东西对东西对比比西方西方强强中国擅长中国擅长复杂系统复杂系统复杂主要是关系复杂。

从泛系角度来说复杂主要是关系复杂从泛系角度来说是软件复杂是软件复杂关系复杂关系复杂,关系中还有嵌套关系中还有嵌套, 关系间嵌套关系间嵌套, 复杂是相对人的复杂是相对人的,复杂是人和事物之间的复杂是人和事物之间的观控关系泛权观控关系泛权如何把握复杂系统？如何把握复杂系统？个人应付知识爆炸个人应付知识爆炸一个人不可能对有关计算机科学所有方一个人不可能对有关计算机科学所有方向的知识细节有全面深入的了解向的知识细节有全面深入的了解但是作为计算机学者，对这些知识应该但是作为计算机学者，对这些知识应该有所了解那么我们应该怎么办？有所了解那么我们应该怎么办？宏观上应该了解他们的共性宏观上应该了解他们的共性,进而可以从进而可以从宏观上进行把握宏观上进行把握思考思考算术研究数的运算算术研究数的运算代数研究代数式的运算代数研究代数式的运算微积分研究无穷小的运算微积分研究无穷小的运算集合论研究集合与势的运算集合论研究集合与势的运算数理逻辑研究逻辑值的运算数理逻辑研究逻辑值的运算开关理论研究开关的运算开关理论研究开关的运算计算机用技术化的逻辑运算来模拟各种运算计算机用技术化的逻辑运算来模拟各种运算共性？共性？相似（共性）相似（共性）正正如如著著名名波波兰兰科科学学家家巴巴拿拿赫赫认认为为，，一一个个人人是是数数学学家家，，那那是是因因为为他他善善于于发发现现判判断断之之间间的的相相似似；；如如果果他他能能判判明明论论证证之之间间的的相相似似，，他他就就是是个个优优秀秀数数学学家家；；要要是是他他竟竟能能识识破破理理论论之之间间的的相相似似，，他他就就成成了了杰杰出出数数学学家家。

巴巴拿拿赫赫甚甚至至进进一一步步提提出出，，应应当当有有这这样样的的数数学学家家，，他他们们能能够够洞洞察察相相似似之之间的相似间的相似二、泛系二、泛系泛系背景泛系背景泛系看法泛系看法泛系简介泛系简介泛系思维泛系思维泛系计算机科学观点泛系计算机科学观点泛系背景（一）泛系背景（一）我们的时代是一个万国互网、辩证综合、我们的时代是一个万国互网、辩证综合、 跨域一体、百科整合的时代，我们的时跨域一体、百科整合的时代，我们的时代更是一个社会、科学、技术、经济、代更是一个社会、科学、技术、经济、教育高速发展的时代在这种大时代背教育高速发展的时代在这种大时代背景下人们需要新型的人才观、科学系统景下人们需要新型的人才观、科学系统观和哲理方法观观和哲理方法观泛系背景（二）泛系背景（二）没有宏观的、战略性、跨域性而宏微结没有宏观的、战略性、跨域性而宏微结合的具体研究合的具体研究, 没有交缘性、横断性、综没有交缘性、横断性、综合性的具体创新开拓合性的具体创新开拓, 没有跨学科和一体没有跨学科和一体化的规划、运动或实践化的规划、运动或实践, 没有数专多能贵没有数专多能贵精奇的博才运筹，一个民族不可能登上精奇的博才运筹，一个民族不可能登上哲学、数学、科技、教育与文明的最高哲学、数学、科技、教育与文明的最高峰。

峰泛系看法（一）泛系看法（一）我们不是认为古代的思维方式有什么可拯救现我们不是认为古代的思维方式有什么可拯救现实科学技术与社会危机的神秘妙法实科学技术与社会危机的神秘妙法而是着重而是着重与当代科学技术与人类实践的新概括，用泛系与当代科学技术与人类实践的新概括，用泛系观去反思与扬弃传统哲学观去反思与扬弃传统哲学能够合理地或者相对自圆其说与协同兼容地解能够合理地或者相对自圆其说与协同兼容地解释传统的东西都是一种发展中的理论的必要条释传统的东西都是一种发展中的理论的必要条件，但不是充分条件件，但不是充分条件传统的东西也不是一成不变的传统的东西也不是一成不变的，，不按具体条件不按具体条件分析、扬弃，简单地肯定或者否定一切，这本分析、扬弃，简单地肯定或者否定一切，这本身就有悖于充分可观控建模于显生的思想身就有悖于充分可观控建模于显生的思想泛系看法（二）泛系看法（二） 现象现象人类讨论科学人类讨论科学应注意的应注意的 规律规律科学的三个科学的三个 层次层次 泛对称泛对称 规律是事物的内在联系，是现象系统，现象转规律是事物的内在联系，是现象系统，现象转化的本质，其形式与泛对称有关，规律是现象化的本质，其形式与泛对称有关，规律是现象的组织，泛对称是规律的组织，是规律的规律。

的组织，泛对称是规律的组织，是规律的规律 泛系简介泛系简介泛系论是一种跨学科探索她是一种有泛系论是一种跨学科探索她是一种有诸多具体开展的广义元方法论和元科学诸多具体开展的广义元方法论和元科学她在哲理数理技理三兼顾的理念下探索她在哲理数理技理三兼顾的理念下探索东方西方科学文化的交缘东方西方科学文化的交缘广义的系统，转化，对称及其关系是涉广义的系统，转化，对称及其关系是涉及许多学科分枝和事物机理的概念及许多学科分枝和事物机理的概念泛系思维泛系思维泛系思维联系（哲理思维，数理思维，技理泛系思维联系（哲理思维，数理思维，技理思维，系统思维）让它们优化组合，优势互思维，系统思维）让它们优化组合，优势互补哲理思维哲理思维数理思维数理思维 技理思维技理思维系统思维系统思维思辩性强思辩性强确切性好确切性好 可操作性好可操作性好 整体性好整体性好悟性好悟性好东方思维擅东方思维擅长长西方思维西方思维擅长擅长东方思维东方思维擅长擅长泛系与计算机科学观点举例泛系与计算机科学观点举例从生物的复杂超系统机理的理悟而转用于计算从生物的复杂超系统机理的理悟而转用于计算机科学技术，同时又从后者的观点、理法、技机科学技术，同时又从后者的观点、理法、技术去理解生物系统。

术去理解生物系统这两个方向的四互（互联互转互导互显生），这两个方向的四互（互联互转互导互显生），以及联四维的四互，这将产生计算机科学技术以及联四维的四互，这将产生计算机科学技术与生命科学技术的协同发展与融合与生命科学技术的协同发展与融合几十年来生物学家试图以理解最基本粒子的方几十年来生物学家试图以理解最基本粒子的方法去理解生物系统，现在到了以法去理解生物系统，现在到了以系统和综合的系统和综合的观点观点去理解生物系统的时候了这种观点对计去理解生物系统的时候了这种观点对计算机科学同样适用算机科学同样适用泛系与计算机科学观点举例泛系与计算机科学观点举例计算机软件大体粗略地看是按电信号级计算机软件大体粗略地看是按电信号级,二进二进制代码级制代码级,符号级符号级,概念级概念级,概念系统级概念系统级,不同层不同层次与人接口次与人接口要研究每个层次之间（与人）的变变关系要研究每个层次之间（与人）的变变关系要研究人与世界的变变关系在每个层次上模拟要研究人与世界的变变关系在每个层次上模拟.要研究概念系统级上的基因，概念系统级上的要研究概念系统级上的基因，概念系统级上的辨证概念系统级上的模拟概念系统级上的模拟。

三、我们的工作三、我们的工作 A：： 系统运筹与计算机科学系统运筹与计算机科学 B B：： 从辩证相对来认识计算机从辩证相对来认识计算机 C：： 计算机科学有基因吗？计算机科学有基因吗？ D: 泛系理论与计算机科学泛系理论与计算机科学主要的主要的 成果成果 D：：A、、模拟模拟---计算机发展的历史计算机发展的历史计算的历史主要是模拟的历史；计算的历史主要是模拟的历史；在在PC上模拟人的智能、智能发育过程；上模拟人的智能、智能发育过程；在平台上模拟系统在平台上模拟系统,如人工生命，机器人足球，如人工生命，机器人足球，蚁群算法；蚁群算法；在网络上模拟社会，如在网络上模拟社会，如email，，电子商务，网格电子商务，网格计算；计算；在平台上，网络上模拟智能在平台上，网络上模拟智能agent，，agentagent是虚是虚拟社会人，实质上是现实社会人的缩扩模型拟社会人，实质上是现实社会人的缩扩模型 PC，，网络是系统，人，社会是系统，它们之网络是系统，人，社会是系统，它们之间是模拟关系间是模拟关系A、、什么是模拟什么是模拟计算机发展中计算机发展中模拟是不变的，而变化的模拟是不变的，而变化的只不过是模拟的对象，那么什么是模拟只不过是模拟的对象，那么什么是模拟？？从泛系观来看，模拟是两个系统之间的从泛系观来看，模拟是两个系统之间的关系，模拟的泛系哲学实质是两事物或关系，模拟的泛系哲学实质是两事物或两泛系同一性的转化。

两泛系同一性的转化模拟要素有四：原型，转化，模型，泛模拟要素有四：原型，转化，模型，泛系同一性系同一性A、、分离分离---计算机的具体作法计算机的具体作法 操作（运算）与操作（运算）对象分离，操作（运算）与操作（运算）对象分离，带来了数据流计算机到控制流计算机的带来了数据流计算机到控制流计算机的系统结构的转变系统结构的转变资源与资源使用分离，从而引进进程，资源与资源使用分离，从而引进进程，线程的概念线程的概念它们与它们与cpu, mem, printer作笛卡尔积，由作笛卡尔积，由此引出程序的串行、并行，带来了资源此引出程序的串行、并行，带来了资源的共享，这是操作系统的核心思想的共享，这是操作系统的核心思想A、、分离分离---计算机的具体作法计算机的具体作法类类与与类类名名（（语语法法与与语语义义））分分离离，，对对象象类类与与对对象象的的泛泛权权分分离离，，数数据据挖挖掘掘中中规规则则的的提取是以这一分离为前提的提取是以这一分离为前提的结结构构与与功功能能分分离离，，是是模模块块化化的的原原因因，，有有了了模模块块能能够够形形成成大大系系统统，，从从而而产产生生大大系系统的功能统的功能。

具具体体与与抽抽象象分分离离是是神神经经网网络络的的哲哲理理：：具具体体n----抽象抽象----具体具体n+1A、、分离分离---计算机的具体作法计算机的具体作法变变量量与与变变量量所所指指分分离离是是网网络络远远程程控控制制的的基本思想基本思想语语言言与与元元语语言言分分离离，，DTD与与XML导导致致专专家学者与程序编制人员工作的分离家学者与程序编制人员工作的分离在在粗粗集集理理论论中中主主体体，，客客体体分分离离，，可可以以得得到观察等价，解释一些悖论等等结果到观察等价，解释一些悖论等等结果A、、分离分离---分离与分离与辩证对偶辩证对偶 辩辩证证对对偶偶就就是是一一些些相相对对对对偶偶，，对对辩辩证证对对偶的分析就是辩证思维偶的分析就是辩证思维具具体体学学科科中中，，由由分分离离找找出出对对偶偶，，进进行行对对偶辩证分析，就是所谓的分离偶辩证分析，就是所谓的分离B、、从辩证相对来认识计算机从辩证相对来认识计算机 计计算算机机是是集集相相对对性性大大成成和和辩辩证证思思维维的的大大成成的的体体现现和和技技术术显显生生：：0/1辩辩证证以以及及对对偶偶辩辩证证：：(操操作作（（运运算算）），，操操作作（（运运算算））对对象象)、、 (请请求求，，服服务务)、、(客客户户端端，，服服务务器器) 、、(过过程程，，对对象象)、、（（变变量量，，变变量量所所指指））….B、、泛系辩证泛系辩证泛系辩证是辩证法与系统论思维结合泛系辩证是辩证法与系统论思维结合泛系辩证七因子：泛系辩证七因子： 对偶，五互，五转，泛导，泛对称，对偶，五互，五转，泛导，泛对称，动态互补结合，泛系相对性。

动态互补结合，泛系相对性B、、二进制二进制0/1 和和 指针指针 计算机的低层辩证是建立在二进制计算机的低层辩证是建立在二进制0/1辩辩证上，证上，0/1辩证是实现辩证的底层内核辩证是实现辩证的底层内核 指针是实现相对性的手段，是泛系相对指针是实现相对性的手段，是泛系相对性的一种显化性的一种显化 指针的相对性加上指针的相对性加上0/1辩证就构造了泛系辩证就构造了泛系辩证相对性平台，又通过指针相对性实辩证相对性平台，又通过指针相对性实现更高层次的辩证现更高层次的辩证B、、相对相对一是指性质上相互对立，一是指性质上相互对立，二是指比较而言，二是指比较而言，三是指依一定条件而存在，三是指依一定条件而存在， 随一定条件而变化随一定条件而变化B、、结语结语 从辩证相对来认识计算机，来运筹人从辩证相对来认识计算机，来运筹人与计算机的关系，从某种意义上，至少与计算机的关系，从某种意义上，至少在潜在的意义上，是中西文化结合的一在潜在的意义上，是中西文化结合的一种实现，它将对计算机的研究与发展带种实现，它将对计算机的研究与发展带来一种新的视野来一种新的视野C、、基因基因数学结构的基因：数学结构的基因： 形影关系，局整关系，它们的反复复形影关系，局整关系，它们的反复复合，表示了林林总总的数学结构。

形影合，表示了林林总总的数学结构形影关系，局整关系，就是数学结构的基因关系，局整关系，就是数学结构的基因泛系数学的基因：泛系数学的基因： 局整，形影，异同，泛序，泛导，泛局整，形影，异同，泛序，泛导，泛转，泛对称转，泛对称C、、人们为什么要研究基因？人们为什么要研究基因？就就是是为为了了在在宏宏观观，，中中观观，，微微观观三三个个层层面面上上把把握握基基因因的的少少变变与与事事物物的的多多变变的的关关系系：：一种泛对称规律一种泛对称规律就就是是为为了了在在有有限限的的时时空空，，有有限限的的思思维维情情况下去对付复杂的事物况下去对付复杂的事物C、、泛系中的基因关系泛系中的基因关系泛系列出了基因关系：宏观与微观，控泛系列出了基因关系：宏观与微观，控制与观测，局部与整体；因果（手段与制与观测，局部与整体；因果（手段与目标），动静（多变与少变），模拟目标），动静（多变与少变），模拟（相似）；辩异与类同，泛序（广义次（相似）；辩异与类同，泛序（广义次序），形影；集中与分散，串行与并行，序），形影；集中与分散，串行与并行，生克（显生显克，优化与劣化，协同与生克（显生显克，优化与劣化，协同与对立）它们的反复复合表示万事万物。

对立）它们的反复复合表示万事万物C、、计算机科学中的基因关系计算机科学中的基因关系泛系中的基因关系泛系中的基因关系 +泛系数学的基因泛系数学的基因 + +数学结构的基因关系数学结构的基因关系D、、 泛系理论与泛系理论与计算机科学计算机科学 主要的成果主要的成果(一一)、、1992年年—1993年年将会诊型泛系模拟将会诊型泛系模拟原理，用于兰州原理，用于兰州 炼油厂进行大型设备故炼油厂进行大型设备故障诊断，因准确诊断避免了障诊断，因准确诊断避免了16单元烟机单元烟机紧急停机，获得效益紧急停机，获得效益196.97万元（兰州炼万元（兰州炼油化工厂财务处书面报告）油化工厂财务处书面报告）(二二)、、 指出了指出了GIS的空间拓扑关系的空间拓扑关系方面的国际权威方面的国际权威M.J.Egenhofer用四用四元组解决空间拓扑关系，会混淆坐元组解决空间拓扑关系，会混淆坐标系维数的概念标系维数的概念(三三)、、 解解决决了了数数学学形形态态学学所所谓谓悖悖论论：：Jordan定定理理不不满满足足的的原原因因在在于于边边界界的的混混淆(四四)、、 提出了类拓扑模型，从而提出了提出了类拓扑模型，从而提出了观察等价、强，弱连通的概念，继软计观察等价、强，弱连通的概念，继软计算后，进而提出软观察算后，进而提出软观察(soft observation) 的概念和基本思路。

它显化的概念和基本思路它显化了泛系相对性，也显化了观察与模糊数了泛系相对性，也显化了观察与模糊数学、泛系相对性与模糊数学的关系学、泛系相对性与模糊数学的关系四、泛系工作展望四、泛系工作展望从微观上进一步探索操作系统的泛系关从微观上进一步探索操作系统的泛系关系系进一步深化对计算机科学的主要领域的进一步深化对计算机科学的主要领域的探究写出一些教材写出一些教材n对计算机科学的主要领域从系统观悟动网悟道之道：探索了操作系统，系统与结构，网格计算，远程控制，面向对象，ontology(本体论)，XML，知识表示，机器学习，粗集理论…..它们中的泛系相对性，泛系共性，泛权场网的统一性，复杂性的林林总总的机理以及有关的泛系八筹。