| 戴汝为院士:推动中国的复杂性科学研究(2) |
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| 时间:2006-02-09 09:30:12 作者:刘茂胜 来源:科学时报—科学新闻 阅读次数: |
记者(以下简称记):人们目前尚对“综合集成研讨厅”体系比较生疏,请您给这个概念的内涵以简单的概括。
戴院士(以下简称戴):“综合集成研讨厅”从学科划分讲它是复杂性科学研究的重大原创性成果,是一类巨型智能工程系统。
从实用功能上讲它是可以用在各种领导机关和大中型企业等经济部门,为各级领导提供决策支持的最先进的辅助系统。
综合集成研讨厅体系能为决策者提供科学依据和支撑,可实现参加决策研讨的人与人,人与计算机,计算机与计算机的密切合作,借助计算机网络,互联网,以及信息库、数据库等技术对所要研究的复杂问题进行研讨与反复论证,确保决策的科学化、民主化。
记:“综合集成研讨厅”体系当属于复杂性科学研究领域的成果,什么是复杂性科学研究?
戴:随着科学技术的飞速发展和社会的进步,越来越多的复杂事物和现象进入人们的视野,例如生态问题、环境问题、可持续发展问题、工程技术与人文社会相结合的问题等社会经济问题,学者和决策者们采用传统的理论、技术、方法处理这些问题时,遇到许多根本性的困难。其中重要一点在于,近代科学学科划分过细、条块分割,反而模糊了人们对事物的总体性的、全局性的认识。
面对这一现状,德国著名的物理学家普朗克认为:“科学是内在的整体,它被分解为单独的整体不是取决于事物本身,而是取决于人类认识能力的局限性。实际上存在从物理到化学,通过生物学和人类学到社会学的连续的链条,这是任何一处都不能被打断的链条”。与此不谋而合的是,早在100多年前,马克思就曾预言:“自然科学往后将会把关于人类的科学总括在自己下面,正如同关于人类的科学把自然科学总括在自己下面一样,它将成为一个科学。”
因此面对着越来越复杂的问题,许多研究者开始探索从整体出发的研究方法,试图寻找那条被打断的“沟通链条”。正是在这样的背景下,“复杂性科学”逐渐孕育、萌芽,并受到越来越多学者的关注,复杂性科学是一门方兴未艾的科学,被誉为“21世纪的科学”。
方兴未艾的国际复杂性科学研究
记:国际上复杂性科学研究的进展如何?
戴:复杂性科学研究,国外比较有代表性的工作是:
(一)欧洲以普里高津和哈肯为代表的远离平衡态的自组织理论
远离平衡态的自组织理论面向的是组成单元非常多,非常庞大的系统。普里高津提出的耗散结构理论以非平衡热力学和相变理论为基础,运用非线性微分方程以及随机过程等数学工具,揭示出某些生命系统和非生命系统的共同特点,沟通了非生命系统和生命系统的内在联系,说明这两类大系统之间并没有严格的界限,表面上的鸿沟是由相同的规律所支配的。耗散结构的理论是对系统宏观性质的研究,还没有和系统的微观性质联系起来。与普里高津同时代的哈肯的协同学则沟通了从微观到宏观的通路,使系统在宏观上表现出来的规律能和微观上的运动联系起来。远离平衡态的研究是欧洲复杂性研究的代表,但是从目前的情况来看,普里高津和哈肯所研究的系统特性仍属于“简单巨系统”特性的范畴,可以直接用统计学等定量工具进行处理。当这些方法运用到更复杂的系统中时,遇到了根本性的困难。
(二)美国圣菲研究所(SFI)作为代表的复杂自适应系统理论以及司马贺的名著《人工科学》(1969,1981,1996年先后三版)均对复杂性科学做出了重大贡献
美国圣菲研究所成立于1984年,被誉为“机构小、主意多、影响大”的民间研究机构,该所提出了一个新的领域——复杂性科学,试图解答那些常规学科范畴无法解答的突发问题。他们认为这些动态复杂问题有许多共同之处,属于同一类系统,即复杂性适应系统。复杂性不仅包括物理、化学,也应囊括生物学、信息处理、经济学、政治科学,以及人类生活的每一个方面。复杂适应系统包括经济、人脑、免疫系统、生态系统、细胞、生物群落以及人类社会的文化和社会制度,比如政党和科学社团等。SFI把计算机作为从事复杂性研究的最基本工具,用计算机模拟相互关联的繁杂网络,观察复杂适应系统的涌现行为。近年来,与SFI相联系的一些科学家拓宽了复杂性的研究内容,把兴趣逐步转移到对混沌边界、生物信息以及复杂网络等的研究上。总体来看,SFI认识到复杂性研究的困难在于不能用传统的方法来处理复杂系统所涉及的问题,并提出了复杂性科学这一概念。但研究这种复杂性的科学方法到底是什么,至今还没有提出明确的方法,仍处于探索和困惑之中。
诺贝尔奖获得者,美国学者司马贺(H.Simon)早在1969年就率先构思出“人工科学”的概念,据此将经济学、认知心理学、学习科学、设计科学、管理学、复杂性研究等贯穿联系起来,给人以启迪。
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