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摘要:本文从模糊化思维的角度,尝试给出复杂系统研究的一种新方法。通过对复杂系统模糊特性的分析,提出了“从模糊到明晰的综合集成方法”的框架雏形,以期实现对复杂研究对象本质规律的认识与把握。最后,对该方法的理论基础与应用的前提——模糊学的发展方向作了简要讨论。
关键词:复杂系统;模糊性;综合集成方法
中图分类号:N94-0 文献标识码:A
自1965年由美国自动控制专家扎德(L.A.Zadeh)教授首次提出“模糊集”(Fuzzy Set),近年来,随着模糊理论与技术的发展和日渐成熟,其在工程控制领域所获得的成功,以及由此掀起的一场波及全球的“模糊热”,已经引起人们极大的关注。与此同时,诸多社会科学工作者也纷纷效仿,模糊优化、模糊识别、模糊综合评判等一大批技术方法应运而生,为处理人类社会、经济、生态环境等复杂性问题提供了强有力的工具。
事实上,作为人类认知实践表达特征的一个方面,模糊性同精确性一样是客观存在的。虽然在过去的二、三百年里,建立在精确思维基础之上的近代科学曾取得了辉煌的成就,但随着人类认识活动的不断深入,在认识实践对象日益大型化、复杂化的今天,这种精确而有效的描述方法已经愈来愈显得苍白无力、举步维艰了。为此,若能尝试从模糊化思维的角度去重新观察世界、审视问题,或许能够收到“柳暗花明”的效果。本文即对之作出初步的探讨。
1. 关于从定性到定量的综合集成方法与复杂系统研究
自系统科学的先驱者贝塔朗菲(L.V. Bertalanffy)于20世纪40年代末提出研究复杂性的问题以来,随着研究的不断深入,人们已经从不同的角度获得了对系统复杂性与复杂系统的多方面的认知[1][2][3]。但事实上,我们所讨论的复杂性,通常是“既包括自然系统本身的复杂性,又包括主体对其认识的复杂性”的[4]。因此说,复杂性应该“是矗立于我们已知世界(由知识形式建构的)之上的世界,或复杂性是一定阶段我们理解或我们知识的极限”。这就是它的主、客体的双重本质,即本体论和认识论的本质[5]。
现代科学技术的发展已经越来越更加清晰地表明,我们必须“承认复杂性是客观存在的”,而不仅仅是“局限于把复杂性全部归结为认识过程的不充分性”[4]。基于此,钱学森院士从研究方法上对简单性与复杂性做出了明确的区分,指出“凡是不能用还原论方法处理的或不宜用还原论方法处理的问题,而要用或宜用新的科学方法处理的问题,都是复杂性问题”;并于上个世纪80年代末,提出了开放的复杂巨系统理论和从定性到定量的综合集成方法论。为复杂性研究的进一步展开指明了方向。
钱学森明确提出,处理开放的复杂巨系统的方法论是“从定性到定量的综合集成方法”,后来又发展到“从定性到定量的综合集成研讨厅体系”。这套方法论是从整体上研究和解决问题的方法。“其实质就是将专家群体(各种有关的专家)、数据和各种信息与计算机技术有机结合起来,把各种学科的科学理论和人的经验知识结合起来,构成一个以人为主的高度智能化的人-机结合系统,发挥这个系统的整体优势和综合优势,去解决问题”[6]。实践证明,这套方法论在工程领域的应用中是有效的。
但需要注意的是,该方法归根到底还是根源于近代的所谓“精确科学”,它所体现的也还是从定性判断到定量的精确地论证的特点。因此,若用于人类经济社会等因具有大量模糊特性而不易进行量化的复杂巨系统,仍然是相当困难的。为此,我们不妨从复杂系统的模糊性着手,进行另一番思考。
2. 对复杂系统模糊性的认识
首先是关于模糊性的定义。从认识论的角度,文献[7]指出,模糊性是在人类认识客观事物的认知活动中产生的,它表征的“不是客观事物的固有的属性,而是人类对客观世界的认知过程中所形成的客观关系和客观特征”。因此,可以说模糊性反映的并不是被认识对象本身的特点,而是认知与被认识对象之间的关系的特点,即在认识的具体实践中,实践对象对外界所表现出来的性态的不确定性、类属的不分明性、亦此亦彼性,或中介过渡性。
从这个意义上来说,模糊性与精确性一样是普遍存在的。它们都是属于认知表达方面的特征,且模糊是绝对的,精确是相对的,二者相比较而存在,相对立而发展。任何精确的认识,从本质上讲,都可以说是对事物的模糊性认识的一种简化、抽象与扬弃。
那么,又是什么造成了这种模糊性的绝对存在呢?
辩证唯物主义告诉我们,这就是物质世界的普遍联系性和发展变化性:由于普遍联系,导致了事物组成要素之间错综复杂的相互联系与作用,再加上对象本身的变换不定,矛盾暴露的程度不足,从而很难从根本上实现对事物的全面而深刻的认知;由于发展变化,导致了任何一次具体的认知过程都不可避免的带有一定的历史局限性,从而也就不可能得到对事物整个发展变化的动态的全过程的把握。
因此,对于像人类社会经济、生态环境这类的复杂巨系统的研究,任何形式下的简化都将可能因导致对系统某种特性的遗弃而最终失败。在这种情况下,只有“把复杂性当作复杂性来处理”[8],也许才是唯一正确的途径;只有对事物模糊性的认识,也许才是对客观实在的比较真实的反映。所以,要研究复杂系统,就不得不考虑复杂系统的模糊性。
通常,对于像社会经济这样的复杂系统,其模糊性主要体现在以下几个方面[9]:①系统中某些要素的本质属性是不清晰的;②系统中某些要素之间具有模糊的关系;③系统的内部存在着模糊性信息的传递与反馈;④对系统的控制的不确定性;⑤系统对外界因素的敏感性;等等。
所以,通过对复杂系统模糊性的认识,从而达到对认知对象本质的把握,是必要的;至于是否可行,则需要从模糊性与精确性的辩证关系来考察。
3. 模糊性与精确性的辩证统一
从辩证法的观点出发,考察作为矛盾的双方的模糊性与精确性,可得出二者的辩证统一的相互关系[10][11][12]:
①根据物质世界绝对运动与相对静止的辩证统一,由于复杂系统各要素的绝对运动,不可能得出全面而深刻的认识,因此模糊性是绝对的,普遍的;由于各要素的相对静止,才能够在一定程度上得到精确的了解与把握,因此精确性是有条件的,相对的。
②根据矛盾的对立统一规律,一方面,模糊性与精确性二者相互依存,相互联系:在一次具体的认知过程中,模糊性与精确性是互为条件、彼此渗透的,既不存在纯模糊的认识,也不存在纯精确的认识;另一方面,模糊性与精确性在一定条件下又彼此转化:由于人类思维及认知过程的发展,模糊的认识可以逐渐变得精确,由于新的认识的发现,会使原本精确的认识也可能模糊化,或者即使大量简单精确的因素,由于彼此复杂的联系和交织作用,也会产生模糊的新质,等等。
③模糊认识方式和精确认识方式可以互为表现对方内容的手段。模糊思维方式可以达到精确表达的效果(比如,自然语言);精确认识方式也可以表现模糊的认识内容或分析模糊化思维的机制(比如,模糊数学,通过运用精确的数学方法来刻画和处理对象的模糊特征,以达到对其模糊关系的把握)。模糊性与精确性是相辅相成、相互补充的。
4. 对构建“从模糊到明晰的综合集成方法”框架的思考
我们已经注意到,模糊性与复杂性是密切联系,融为一体的。即使从定性到定量的综合集成方法,最终也还是回到了精确化的模式。当然,这在工程技术领域,不失为一种科学有效的方法。但若应用于社会科学领域,则仍未免有时会不太能够做得到。那么,基于上述对模糊性与精确性的辩证统一关系的认识,我们能否尝试从模糊化思维的角度,建立另外一种科学认知方法的框架雏形呢?与之相类比,不妨称之为“从模糊到明晰的综合集成方法”。
即:首先根据对系统的总体上笼统的了解,得到一个模糊的认识;然后通过对各种模糊特性分别加以研究,把握其实质,实现精确的描述;最后再对各种特性的描述加以综合,在整体上达到一个更高层次的模糊性认识;……如此下去,就能不断地推动着人们“实践——认识(感性——理性)——实践”的循环往复,使认知不断地实现由“模糊——明晰——模糊”的转化,由低级形态到高级形态不断地发展。直到获得关于系统的足够的知识,实现了对事物的本质规律的明晰的认识与把握,从而实现了认知过程的质的飞跃。
但需要说明的是,这里所指的“明晰”,应区别于通常意义上的“精确”,而有着更为一般的意义。认识的明晰化,包含着精确化,但不等于精确化,而应理解为一种思维表达上的清晰化。
同样地,这里的“模糊”,也并不等同于扎德教授(Lotfi A.Zadeh)所创立的模糊集合论。虽然这种理论开创了应用数学方法处理模糊性问题的先河,取得了丰硕的成果,为人类进步,科学的发展做出了重要贡献,但它终究是在康托(Cantor)经典集合论基础上的扩充,它所能处理的模糊性,也只能是“一种具有连续统势的高维确定性在降维后所呈现出的模糊特性”[7],即概念外延的模糊性。但根据前述模糊性的实质,作为思维对客观世界的反映,模糊性的概念范畴应不仅仅局限于此,它还应包括概念内涵的模糊性(一般模糊性)、表达性思维中所存在的广义模糊性、以及意向思维中存在的泛模糊性等各个不同层次上的模糊特性[7],从而具有更为普遍的意义。
因此说,这种简单的基于模糊数学的应用,只能算作是从模糊到明晰的综合集成方法应用的初级阶段。如果要将其作为一种科学的方法论来考察的话,那么这里所指的“模糊”应具有更为一般的意义。它的进一步发展,还有待于更为普遍的所谓“泛模糊学”体系的建立之后。
致谢:本文写作与修缮过程中,得到了xxx学院院长***教授的指导与帮助,作者在此表示感谢!
参考文献
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[12] (英)Russell B A W. 柏清, 吴涌涛译. 论模糊性[J]. 模糊系统与数学, 1990, 4(1):16-22
[注:本文发表于《系统科学学报》2007, Vol.15, No.3,转载请注明出处]
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