《语言动力系统和二型模糊逻辑研究》

前言

上世纪九十年代末，我曾计划写一本关于语言动力学系统的书，以便宣传和推广这一新兴的研究，吸引更多的学者加入相关的工作，但因材料和时间皆有限，最后没有完成。本世纪初，我又联合自己的博士研究生杨涛和祝峰尝试将语言动力学与模糊逻辑及粗糙集整合起来写一本研究专著，但初稿连自己都不满意，后因种种原因最终还是无果。这两次失败的努力都是以英文进行的，使我感到高兴的是，今天中文的《语言动力系统和二型模糊逻辑研究》终于完成，衷心希望本书的出版能够进一步促进推动语言动力学系统和相关的研究工作。

语言动力系统（Linguistic Dynamic Systems, LDS）概念的正式提出是1995年，但其想法在上世纪八十年代中期就已形成。当时日本提出“五代机”的计划，引发了计算机领域全球性的“逻辑编程（Logic Programming）”研究热点。那时我刚开始人工智能的学习和研究，由于个人的背景和兴趣，对逻辑编程特别是Prolog十分关注，并尝试利用Lisp开发了一种新的计算上更有效的逻辑编程语言SProlog（S是Self，自我之意）。SProlog的开发使我切身感受了“维数灾难(Curse of Dimensionality)”之痛苦；当时计算能力远不如今天，数据库（逻辑事实集）超过100条时，一个推理往往要几天的时间才能完成，而用标准的Prolog推理，往往总是“有去无回”。机房里连续数夜的煎熬和无奈的等待与期待，使我产生了这样的希望：将由目标向初时条件的反向逻辑推理转化成求解微分方程的由初时条件向目标正反数值计算的过程，其思想主要源自计算力学的基本原理，这就是语言动力系统想法的滥觞。

1990年夏，我赴亚利桑那大学任教，同时开始了利用模糊逻辑对神经网络进行功能分区并利用“词（words）”而不是“数“构造神经网络及其训练和改进的过程。这是我第一次认真思考从模糊逻辑的“Linguistic Terms”和“Linguistic Variables”向“词计算（Computingwith Words）”转化的问题，并于1992年完成了相关工作报告和会议论文。当时的焦点是如何将基于“Linguistic Terms”的纯静态初等“词计算”升华到某种更加系统化、动态的“词计算”；回想起来，这些探讨为后来正式地提出语言动力学系统铺平了思想之路。

然而，走向语言动力学的最后一步是自己涉及“Day Trader”的经历促成的。上世纪九十年代初“Day Trader”刚刚兴起，使普通人利用业余时间可以“自由”且实时的进出股市，从事交易。有时，同一天一支股票可以在“Day Trader”手里交易数十次，除了少数纯投机者外，多数“Day Trader”需要利用并处理大量的关于被交易股票主体的信息，特别是需要对新闻媒体中的相关实时报告做出实时反应，从而不可避免地在实践中进行某种基于规则的动态“词计算”和逻辑推理。这是促使我正式提出语言动力学系统概念与词计算框架的直接动机，其最初的应用就是借助对半导体行业的几个重要公司，特别是针对可编程逻辑器件公司（主要是Altera，Xilinx，Lattice等）股票的交易经验、交易规则、交易信息，建立相应的词计算动力学系统，实时地评估股价，为交易提供决策支持。

1994年末，当时借调在美国国家标准和技术局（NIST）的俄裔美籍教授Alex Meystel打来电话，邀请我参加次年4月在加州Monterey的研讨会。原来，冷战后前苏联垮台之初，俄国经济陷入困境，美国政府为了“救济”俄国的科学家，大批地邀请其中的一些赴美工作或短期访问。在美国政府的支持下，Alex邀请了近50名俄国计算机和人工智能专家赴美，进行合作研讨，此次会议就是其中一个项目，名为“IEEE International Workshop on Architecture for Semiotic Modeling and Situation Control in Large Complex Systems”，主题是Semiotics方法在复杂系统，特别是情景分析中的应用。开始我并不知道Semiotics是何意，Alex介绍说是基于符号的推理方法，因此我决定利用这个机会正式推出自己关于语言动力学系统的初步工作，直觉上感到语言动力学与Semiotics有自然的相联之处。

1995年春，我第一次在会上做了关于语言动力学系统的报告。报告之后的讨论之热烈，出乎我的预料。我本来刻意只在口头上讲，但在书面上回避的“词计算”，居然成了讨论的焦点，大家一致认为语言动力学系统的概念为“词计算”提供了一个很有希望的框架，但部分学者认为框架虽好最后却不一定能够绕过“维数灾难”的障碍。使我感到高兴的是，模糊逻辑的创始人，也是“Linguistic Terms”一词的提出者Zadeh教授也在现场，并认真地提出问题参加讨论。一年后，Zadeh在IEEETransactions on Fuzzy Systems 发表了“Fuzzy Logic = Computing with Words”的文章，首次正式阐述“词计算”的概念，遗憾的是，文中他基本还有沿用其过去关于“Linguistic Terms”的想法，而且只字未提加州会上大家关于“词计算”和语言动力学系统的讨论。

会议期间，共同主持会议和俄美交流项目的MS找到我，问了一些关于语言动力学系统应用的问题，并邀请我参加次年在新墨西哥州的一个小型研讨会，谈一下LDS。我问研讨会的名称和主题，他告之未定。因为新墨西哥州与亚利桑那州相连，而会议地点Las Cruces市和我住的图森市（Tucson）又都在南边，由跨洲高速I-10直接相连，开车很方便，因此我立即答应了。

      1996年12月，我自己开车赴Las Cruces，这是我第一次在南部由西向东行驶，走走停停，居然花了5个多小时。到后才知这是新墨西哥州立大学的所在地，试验第一个原子弹的著名白沙实验室就在这里。而且，MS讲得的小型研讨会之前还有一个号称“International Workshop on Control Mechanism for Complex Systems: Issues of Measurement &Semiotic Analysis”的国际会议。其实，会上美国之外的与会者，只有几位去年在加州见过的俄国学者。MS说国际会议是John Casti的主意，此君曾在我们系里短期工作过，后来在Santa Fe Institute十分活跃，但我一直对他的学术风格有所保留，可能是受系里几位老同事的影响。不过他临时赴欧有事没有参加会议，印象中是去参加当年的诺贝尔奖典礼。此时我才知道MS是现役军人，来自弗吉尼亚的陆军情报中心（也是National Ground Intelligence Center）。讨论会上，所有材料都标明接受人的名字，会后收回，这也是我生平第一次参加有如此要求的会议。

这一次的经历，使我眼界大开，第一次知道开源情报的概念，而且除了感觉到LDS与情报研究的密切关系之外，也萌生了将信息技术应用到社会学研究想法，对我后来的研究影响非常大。很大程度上，今天我之所以能够进入ISI（情报与安全信息学）领域并发起社会计算的研究，这次研讨会起到了关键性的作用。

新墨西哥州之行之后，本欲全力开展LDS的工作，但Caterpillar, BHP, PWI，WAVES, VISTA, ATLAS等项目接踵而来，而且规模都很大，不可避免地占据了我几乎全部的时间，无暇没有资助、全是个人兴趣的LDS研究，但还是安排研究生作了一些理论上的探索。其实，我认为LDS的突破口是计算和应用，可是身边的学生没有这方面的兴趣和能力，当时非常希望能与具有计算力学和实验经济学背景的合作者一起来从事相关的研究。

回国工作之后，我还写了《词计算和语言动力学系统的计算理论框架》和《词计算和语言动力学系统的基本问题和研究》两篇关于语言动力学系统的中文文章，并开始招收这方面的研究生。非常高兴的是，莫红博士就是我在这一领域里毕业的第一位博士研究生，更使我感到高兴的是，毕业之后，她一直坚持语言动力学系统的研究和应用，并取得了很好的成绩。2010年，莫红还牵头组织了全国语言动力系统研讨会，至今已召开了三届，极大地促进了相关的研究。

很大程度上，我只是这本书的一位“被动”作者。除了参与构思和安排基本内容之外，并没有能够花许多时间在这本书上，其主要工作都是莫红博士所完成的。十分感谢的是，莫红博士把我过去一些关于语言动力学系统的论文都整理到本书之中，使我还能够担当起“共同作者”之名。希望自己将来能有更多的时间，从事语言动力学系统的研究和应用。

显然，本书还有很大的改善空间，但作为LDS的第一本专著，我相信本书能够吸引更多的学者加入语言动力学系统的研究和应用工作，特别是希望更多的学者能够将这一方法与数据挖掘、数据驱动、机器学习、社会计算、经济计算、平行系统等具有大数据时代特色的研发结合起来，使计算方法在社会和科学的发展中发挥更大的作用。

王飞跃

2013年3月于北京中关村和HU7635