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博文

对张学文教授两篇评论文章所提问题的思考

已有 2057 次阅读 2019-5-29 13:18 |系统分类:观点评述


张教授对笔者46日在<科学网>所发博文(对最小耗能原理在社会科学领域中的应用前景展望),于46日和516日连发了两篇评论文章(即“我们需要提炼一个比能量、质量更基础的概念?!”和“就最小耗能原理与周筑宝教授交流看法”)。张教授在46日的评论文中提出:“我觉得需要一个更基础的概念,一个比能量、能耗、作用、熵、熵产生、最经济、最保险等等等更为基础的概念”;“这个定量的概念可以通用于物理学、化学、生物科学、社会科学中,而这个量的核心特点,是在对应的系统、体系内总是自发取极值(极大值或极小值,但是该系统的约束条件不同则体现为不同的公式),而物理学、化学、生物学、社会科学中的一些重要规律都是这个极值原理的特例”;“现在需要在这些认识的基础上提炼一个更抽象又更通俗更有普遍意义的概念来概括我们在自然科学、社会科学领域都通用的规律,从而使我们的科学水平提高一大步”。对张教授的上述看法,笔者于46日以“我非常认同您的见解,但愿您的这一具有战略眼光的观点,能引起学界的高度关注”作了回复。

张教授在516日的评论文中指出:“一个原理如果扩大应用范围,他的基本概念可能需要扩展。最小能耗四个字里,‘最小’二字保留,而‘能量’概念固然概括力很强,但它依然显得不够广。即取最小值的原理应用可能很广,但是究竟是什么物理量取极值?用‘能耗’二字可能反而限制我们对这个极值原理宽度的认识”;“物理学家说熵最大是宇宙的基本原理。可这里的熵是带着热力学帽子的熵。在我看如果我们把熵从热力学拓展为信息熵,则其应用范围要宽很多,而热仅是信息熵的特例。我则认为信息熵的物理本意应当是事物状态的复杂程度”;“在我看来。神秘的熵原理其实是事物复杂性自动取最大值的特例。即一个原理要扩展应用领域需要在基本概念上有扩展”;“也许周教授要扩大自己的原理的应用范围时,应当用比‘能耗’二字更为宽的基本概念”。

笔者认为:张教授关于“一个原理扩大应用范围,它的基本概念可能需要扩展”以及“也许周教授要扩大自己的原理的应用范围时,应当用比‘能耗’二字更为宽的基本概念”以及关于“取最小值的原理应用可能很广”,“用‘能耗’二字可能反而限制我们对这个极值原理宽度的认识”的观点,无疑是很有道理的。另外笔者还认为张教授关于“究竟是什么物理量取极值?”的提问确实是一个需要认真考虑的问题。

在笔者看来,极值原理之所以在理论和实用方面都具有巨大意义和价值,是因为根据对某物理量成立的极值原理,即可建立起与该物理量应满足的各种约束条件相应的条件极值或条件变分方程,而通过求解这些方程即可使与该物理量有关的许多问题都获得“定量性”解决。但是能否找到一个如张教授所希望找到的“这个量”(即其“概念可通用于物理学、化学、生物科学、社会科学中,而这个量的核心特点,是在对应的系统、体系内总是自发取极值”),肯定是一个比笔者提出的最小耗能原理(即新最小熵产生原理)更具争议的问题。但笔者认为,“有争议”是件好事。因为科学技术的进步其实都是在不断的“争议”过程中完成的。期待着张教授具有战略眼光的意见,亦能在不断的“争议”中推动着科学技术的进步。

笔者在<科学网>上发布的博文(即“对最小耗能原理在社会科学领域中的应用前景展望”),其实只是想把应用最小耗能原理解决问题的方法和思路,推广到解决有关社会科学的问题之中。至于在社会科学领域中是否真的存在一个能“总是自发取极值”的“量”,则可以不必去进行深究(因为至少目前还深究不了)。

如该博文所述:“笔者认为最小耗能原理似乎也有可能在社会科学中发挥积极作用,因为社会科学中也常存在着在某些给定条件下寻求‘最小’或‘最大’的问题。例如,在企业管理中,企业家总是希望在他们所管理的企业中,能以最小的付出获得最大的收益。对一个具体的企业而言,它的某些影响付出及收益的条件,可能会是相对地无法选择的(例如,固定资产、员工素质、流动资金等),而有些影响付出及收益的条件,则是可能由企业管理者来选择决定的(例如各种营运策略、管理措施等)。企业管理者通常只能在给定的、无法选择的条件下,通过选取最优的营运策略和管理措施等来达到‘以最小的付出去获取最大的收益’的目的。显然,如果将与付出或收益有关的各种因素用Xii=1,2,...n,其中n为可能与付出或收益有关因素的个数)来表示,而在设法将相应的、影响企业付出或收益的各种条件以及企业的付出或收益本身都表示为Xi的已知函数之后,再把影响企业付出或收益的各种条件视为企业在付出或收益过程中必须满足的约束条件,那么就可类似地采用[2]之第5的方法,来确定与这种情况相应的最小、最大付出,或最大、最小收益所对应的Xi应处于一种什么样的确定状态。这显然是企业管理者十分希望知道的信息,因为这意味着在营运策略及管理措施都已给定的条件下,可确定以Xi所表示的诸因素的最佳或最不利的位置。另外,如果已知以Xi表示的诸因素与付出和收益的函数关系以及和相对地无法选择的影响付出及收益的条件的函数关系,而以Xi的函数表示的营运策略和管理措施待定,则又可类似地采用[2]3的方法来确定以Xi的函数形式表示的,最佳或最不利的营运策略和管理措施。显然,这也是企业管理者十分希望知道的信息”。

由以上转摘自“对最小耗能原理在社会科学领域中的应用前景展望”博文的内容可见:人们可以不必去深究在社会科学领域中是否存在一个能“总是自发取极值的量”,而只需要找出影响这个“量”的各种因素,然后再设法建立起上述“各种影响因素”与这个“量”之间的函数关系式。显然,如果能做到这一步,就可以实现将最小耗能原理解决问题的方法和思路,引入到社会科学领域问题的研究之中,从而避开了张教授所提出的关于“需要一个更基础的概念。一个比能量、能耗、作用、熵、熵产生、最经济、最保险等等等更为基础的概念”的难题。

显然,在人们一时还找不到张教授所希望的“一个更基础概念”之前。笔者在博文(对最小耗能原理在社会科学领域中的应用前景展望)中提出的解决问题的方法和思路,是否有值得研究的价值,还有待社会科学界的学者们予以指正。并以此作为与张教授交流看法的一点浅见。

需要指出的是:在自然科学中笔者所提出并证明的最小耗能原理,在自然界的一切耗能过程中都是成立的,即凡是耗能过程,都应受到最小耗能原理的规范(即任何耗能过程都将在与其相应的约束条件下、以最小耗能的方式进行)。显然,“耗能”这个物理量在任何耗能过程中都是符合张教授关于“这个量的核心特点是在对应的系统、体系内总是自发取极值”,且耗能过程中的“一些重要规律都是这个极值原理的特例”的要求。因此。可以认为该原理的重要意义,其实就是将一位古代哲人所说“大自然从不做多余的事情”亦即所谓的“大自然的节约法则”,提升到了理性认识的高度。然而,在社会科学领域内能否也找到一个其“核心特点是在对应的系统、体系内总是自发取极值”并且社会科学中的“一些重要规律都是这个极值原理的特例”的“量”,这可能不是一件容易办到的事情。因为社会科学的“最大”、“最小”,更多的只是人们的一种希望而非在真实的社会过程中能够自发地导致的必然结果。也就是说在社会科学领域中能够找到符合上述张教授所给出标准的“量”之前,有关社会科学中的任何“极值原理”,都只能是缺乏理论依据的一种主观愿望。笔者博文(即“对最小耗能原理在社会科学领域中的应用前景展望”)中的所谓“前景展望”,实际上仅是将最小耗能原理解决问题的方法和思路,套用到社会科学领域之中的一种类比式的操作,严格地说是缺乏真正的理论依据的。但如果能够像博文中所说,可以“设法将相应的、影响企业付出或收益的各种条件以及企业的付出或收益本身都表示为Xi的已知函数”之后,以上方法和思路应该说从数学上看还是成立的(即通过这样的方式就有可能将人们希望达到的目标,转化成一个条件极值或条件变分问题)。

综上,笔者认为,当在社会科学领域中暂时还没有找到张教授所建议的那种""之前,社会科学中的极值只是人们希望要达到的一种状态,而这种状态并非真的在社会过程中会自然达到(就像耗能过程中任一瞬时的耗能率或总耗能总是会自发的在相应约束条件下取最小值那样)。不知张教授或其他学者是否认同以上看法?并请予指教。




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