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在《信息学原理——关于认识的数学理论》中,为什么要专门设置“灰结构理论与灰系统”、“广义灰模型及广义概率空间”、“灰色信源及广义信息”三章?简而言之,就是因为我所理解的信息语义内涵,决定了必须讨论这些内容。对于一般的被研究对象,理解在认识过程中所提取信息而获得的语义,其内涵大于从通讯消息中所提取信息的语义。也就是说除了语言学所定义的语义外,这些信息语义中还包含有许多其它方面的内容。在认识过程中所提取信息的语义,至少还应该涵盖被研究对象的数学模型,以及理解这些信息所得到的作用机制、定律、公式等新内容。第3章“灰结构理论与灰系统”,所针对的被研究对象不包含‘非平稳随机过程’类变化。这一章的内容,包括在灰样本上所获得的划分、灰模糊信符集,所建立的可能度模型、相容度模型以及白化判据,也包括判断该对象内部作用机制等内容。第4章“广义灰模型及广义概率空间”研究的内容与此相似,不过它针对包含有非平稳随机过程等复杂变化的被研究对象。当前一章所建立的可能度模型不存在确定的白化值时,即表示被研究对象属于这一类复杂变化机制。第5章“灰色信源及广义信息”,主要是针对保密通讯类信源;也就是研究、认知其加密机制及所发送消息变化规律的一般方法。这一章的研究内容、方法,并不能直接用于解密。因为它所要求的的灰样本太大,所花费的时间过长,往往会超过该信息的有效期限。如果从事密码研究的专家们能够深入一步,提供各种加密方法对所发送消息序列的影响形式及其特征,利用本章所提供的方法,就可能认知保密通讯所使用的加密方法;这无疑将有助于后继的解密作业。这三章所讨论的内容,虽然适用于作用机制各不相同的被研究对象,但在语言学所定义语义之外,对于信息语义所作的扩展语义是相同的。而且对这些信息扩展语义的理解过程,一般均可以在计算机上实现。说的更明白一些,这些信息扩展语义的理解过程,主要是为被研究对象建立数学模型。而获得被研究对象的作用机制、定律、公式等,则是更加深入的理解,一般必须有人脑介入才可能实现。从通讯系统所传送消息中所提取信息的语义,也就是语言学所定义的那种语义;其实质性理解过程,也只能在人脑中实现。所谓“实质性理解”,也就是在人脑记忆的知识系统中逐级进行“再认”的过程;获得语义有点像是 ‘顿悟’。第6章“信息语义及其表达和理解”,不仅讨论通讯系统所传送消息中所提取信息的语义理解、表达,而且讨论被研究对象的作用机制、定律、公式等新内容的深入理解。这些新内容的生成过程也就是创造性理解,必须使人脑所记忆的知识系统产生响应、联想、推理、语义重组,才可能生成新知识及其记忆子系统。这一章所讨论的记忆机制、知识系统的记忆神经元结构等,只是提纲携领式的简略内容;目的是希望有朝一日能够在人工神经网络上实现。讨论信息语义结构、理解推理、知识的语义重组等问题,只是期待神经网络计算机最终也能实现人脑的那种创造性理解。在计算机上实现上述深入理解也是有可能的,不过它的最终表达形式是文字语句或者数学公式。而语义的“实质性理解”,在现行的计算机上是不可能实现的。
“灰结构”、“普适灰结构”都只是认识过程形式化模型的构架;设置“灰结构”的参照对象,就是具有模糊信符集时信宿模型的格式。既然被研究对象都可以看成信源,那么测试仪器就是信道,研究人员自然就是信宿了。研究人员才是从这些被记录信号中提取信息、理解信息语义的主角。研究人员所获得的自然现象、性质、测试信号等,与所接收到的通讯信号相比,二者提取信息的方式并不存在本质上的差异。“概念”与“信符”,都是依据它们的识别特征、使用“划分”(或分类)的方法而获得的。通讯系统的信源,也可以看成一种独特的被研究对象;具有模糊信符集的信宿模型,可看成适用于“通讯信源”的“形式化认识模型”。能否把这种参照对象的格式推广为“灰结构”,就要看它在一般被研究对象的样本集合上,所实现的“灰模型”能否提取该对象的主要相关信息。并且通过对这些信息的理解,能够获得该对象的内部作用机制、定律、公式、数学模型等研究目标。通过对“灰模型”中可能度向量白化值的分析表明,“灰结构”适合绝大部分被研究对象的认识过程。对于“灰模型”自身不能满足的被研究对象,依据可能度向量白化值的状况,也能够作出准确判断;“普适灰结构”就是针对这种情况所作的推广。“灰模型”中的相容度模型,实际上就是一个灰模糊信符集;它是通过对“灰样本”进行划分、求隶属度估计值而得到的。其子划分的准确描述形式,就是灰模糊信符,而灰模糊信符本身也是一种模糊集合。“灰模型”中的“可能度模型”,则是在“灰样本”上对各灰模糊信符出现概率的估计;它是判断灰样本中信号子样变化机制的依据。将人类认识形式化为“灰结构”、“普适灰结构”,将有助于在计算机实施这类认识过程。所谓 “灰模糊信符”,也就是带有‘灰色性’的模糊信符;因为它是在“灰样本”上求得的,该样本的容量尚不足于使它们白化为模糊信符。在灰样本上实现的“灰模型”、“广义灰模型”,都只是人类认识过程的功能模型。选择这样的模型,是由认识过程中提取信息的特性所决定的;这也是认识过程量化的需要。对于各类通讯系统,它们才可能成为该系统的真正数学模型。一般不可能找到一种认识模型,可以一劳永逸地适应于各种被研究对象。即便是有这种可能性,也会使问题复杂化,难以实施。只要我们由“灰模型”或“广义灰模型”判断出被研究对象的作用机制,就可能得到该系统数学模型的正确形式;剩下的问题也就是其参数估计了。使用《系统辨识》方法,就可为之建立恰当的数学模型。
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