戴汝为院士谈“综合集成研讨厅”

[中科部落-www.buloli.com-文章ID:3052]     戴汝为 中国科学院院士、研究员。长期从事自动控制、模式识别、人工智能、智能控制及思维科学的研究。已经发表学术专著5部，学术论文200余篇。曾任国家“863”计划智能计算机主题专家组副组长等职，现任中国自动化学会理事长、中国科学院主席团成员、中科院信息技术科学学部副主任、中科院自动化研究所学术委员会主任。受聘为清华大学、中国科技大学等30余所大学的兼职或名誉教授，已培养硕士、博士70余名。先后获国家科技进步一等奖和三等奖、中科院自然科学一等奖、中科院科技进步二等奖、“何梁何利”科学技术奖等。

    两年前本报以《岁月难掩科学的光芒》为题，报道了戴汝为院士主持的“支持宏观经济决策的人机结合综合集成体系研究”项目，日前该课题已通过国家自然科学基金委员会的验收，成绩被评定为特优。课题主持人戴汝为接受记者采访，介绍了该项目的情况。

    现代科技的飞速发展，不断超越近代科学理论所拥有的领地。日渐庞大的系统、越来越复杂的问题成为科学家面临的崭新课题，现实需要哲人对新的、全局性的科学新知和理论工具有个“说法”。复杂性科学便在这种背景下开始孕育、生长。美国的一位专家曾经指出：“当今面临的最大挑战不仅是细胞生物学和生态学，对所有科学而言是复杂系统的精确与完整的描述。”

    记：“复杂性”科学研究受到全世界关注，我国科学家钱学森、您本人和其他青年学者们长期进行着积极的努力与探索，从20世纪80年代开始的系统学讨论班，不断概括、提炼“复杂”的含义，通过深入讨论、提高认识，最终形成了“开放的复杂巨系统”(Open Complex Giant Systems，即OCGS)的概念和理论。请问什么是“开放的复杂巨系统”？

    戴：开放的复杂巨系统指的是一类组成部件非常多、结构非常复杂，与环境之间存在物质、能量、信息交换的系统，这类系统通常有人的参与，表现出人机共存的特点，难以用传统的方法进行研究和处理。典型的OCGS包括生态系统、社会经济系统、Internet(包括网络设施与用户)等。近年来，蓬勃兴起的“数字城市”，作为一类科技与人文相结合的系统，也属于开放的复杂巨系统的范畴。

    记：与一般的所谓“复杂性”相比，“开放的复杂巨系统”理论有什么特点？

    戴：与泛泛地谈复杂性不同，“开放的复杂巨系统”理论把“复杂性”置于具体的系统之中，强调“复杂性”是系统的复杂性，是复杂系统的重要属性。该理论认为“复杂性”实质上是开放的复杂巨系统的动力学特性，或开放的复杂巨系统学的问题。同时，这一理论把此前国内外学术界所研究的复杂系统、复杂巨系统和开放的简单巨系统视为OCGS的特殊情况，复杂性的研究自然也把这些系统的动力学特性概括在其范畴之中。这就对复杂性的研究方向有了一个清晰的把握。

    记：在创立了“开放的复杂巨系统”这一理论的同时，以您和钱学森等为代表的我国科学家还给出了研究这类系统及相关问题的方法论：综合集成法。请简介一下什么是综合集成法。

    戴：综合集成法，就其实质而言，是将专家(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，采取人机结合、以人为主的方式对开放的复杂巨系统的有关问题进行研究和处理。其目的是综合集成计算机的高性能和人的智慧，促进从定性的、不全面的感性认识到综合定量的理性认识的飞跃。在综合集成法中，专家，数据、信息、知识和计算机三者构成了一个巨型智能系统。成功应用这一方法论，就是要发挥这个系统的整体优势和综合优势。

    记：综合集成法不断地发展，从“定性(不精确的)定量(精确的)相结合的综合集成法”到“从定性到定量的综合集成法”，再到“人机结合、从定性到定量的综合集成研讨厅体系”，反映了对复杂系统的认识不断提高、深化的过程，具有非常重要的理论和实践意义。“综合集成研讨厅体系”是个什么样的理论概念？

    　戴：综合集成研讨厅体系是对综合集成法的发展，它不但强调专家个体以人机结合的方式进行工作，而且要把多个专家组织起来，形成专家群体，通过研讨的方式共同对问题进行研究。这里所谓的“厅”就是把专家们和知识库、信息系统、各种人工智能系统、每秒几十亿次的计算机像作战指挥厅那样组织起来，成为巨型的“人机结合”的智能系统。“组织”二字代表了逻辑、理性，而专家们和各种“人工智能专家系统”代表了以实践为基础的非逻辑、非理性智能。这样就把综合集成法中的个体智慧明确地上升为群体智慧。它的目的是提高人的思维能力，使系统的智慧超越其中的每一个成员。

    记：人机结合、从定性到定量的综合集成研讨厅体系提出后，我国科学家并没有停止前进的步伐。对于该理论框架的具体化、实用化，进而应用于复杂问题的研究实践，成为国内复杂性研究的一个重要课题。在您和钱学森等老一代科学家和年轻科学家们的共同努力下，在国家自然科学基金等项目的资助下，该课题被最终提炼为：针对某复杂问题，致力于构建以综合集成为基础的智能工程系统，作为可操作的工作平台。对于不同的复杂问题，则更换平台的有关专家与数据即可处理，以实现该平台的通用性，并最终初步建立了这样一个可操作平台。您能否介绍一下这个提炼过程。

    戴：综合集成研讨厅体系提出以后，如何把这一方法论应用于复杂问题的研究实践，或者说怎样促进这个理论框架的具体化和实用化，成为一个迫切的课题。虽然我们已经认识到，综合集成研讨厅是一类人机结合的巨型智能系统，必须采用智能系统工程的方法来建造这一系统，但是实际的OCGS有许多种，各个OCGS牵涉到的问题也千变万化、多种多样，实现这样一个通用的、可处理所有OCGS问题的平台是一件非常困难的事情，有时候甚至感觉到不太现实。但是，随着研究一步步地深入，我们逐渐发现，对于与某一类或者某一个OCGS相关的一些复杂问题，从处理步骤上看，它们具有一些共同点，这样就有可能针对这一类问题构造一个平台，对问题进行操作。因此，我们对研讨厅理论进行了进一步的提炼，这样，既保证了研讨厅的可实现性，又使平台具有一定的通用性。我们认为，这个表述指明了研讨厅体系具体化、实用化的方向，比较好地概括了综合集成研讨厅构建的原则和实质。正是在这一原则的指导下，我们从软硬件体系和组织结构上成功地构建了综合集成研讨厅系统。

    记：业已建立的综合集成研讨厅系统是一类巨型智能工程系统，在这个系统中，参加研讨的人与人、人与计算机、计算机与计算机密切合作，借助网络与数据仓库等技术对所要研究的复杂问题进行研讨与反复论证。它有什么样的突出特点？

    戴：特点大致有3个：第一，专家们针对一个复杂问题，能充分利用网上信息资源和广义专家群体智慧。针对问题进行从定性到定量的研讨，通过广泛的交互作用，使群体的智慧涌现出来，从而给出在一定程度上满足要求的定量认识。第二，不同地区的专家按照一定的研讨规则通过网络实现链接互动，这样就建立起了一个专家处于不同地方、甚至不同国家进行共同研讨的分布式研讨厅，由主持人掌控会议并使各处专家的思想处于激发与活跃状态进行研讨。第三，采用多媒体技术、多通道人机交互技术、知识与数据仓库等先进的信息技术和丰富的信息资源，来确保研讨活动的优质高效，改变过去拍脑袋决策的盲目性弊端，形成信息时代的高级的决策支持系统。

    记：我注意到，在已实现的系统中，对信息技术的利用是一个重要特点，在这方面有什么理论和实践上的考虑？

    戴：随着Internet和网络的迅速普及，“Cyberspace”(电子空间或数字空间)成为一个重要概念，它使参与者跨越时间和地域的限制，随时随地就所关心的问题进行研究、交流和探讨，并可随时利用网络上的大量资源。信息技术的这个发展，为综合集成研讨厅的实现提供了一种新的、可能的形式，是对传统“厅”的一种扩展。因此，可建立基于Cyberspace的综合集成研讨厅，即Cyberspace for Workshop of Metasynthetic Engineering(CWME)。CWME是信息社会条件下，对综合集成研讨厅的一种具体化，一方面意味着信息技术尤其是网络技术的飞速发展，为实现这一人机结合的巨型智能系统和工作空间提供了可能。另一方面，也说明要建立实际可用的研讨厅系统，切实可行的方案是充分利用信息技术的成果，构建一个分布式系统。

    记：综合集成研讨厅系统的建立，实现了处理复杂问题的可操作的智能平台，国家自然科学基金委员会对您所主持的这一研究工作给予了很高的评价，认为这些成果“具有创新性”，系统已经基本达到了可操作的程度，建议在国家有关部门推广使用。您认为，综合集成研讨厅系统这样重要的基础研究成果的应用前景如何？

    戴：综合集成研讨厅系统是科学发展观的重要理论和技术支撑。原则上，与开放的复杂巨系统相关的问题，以及一些采用传统方法无法处理的复杂问题，都可以采用综合集成研讨厅系统进行处理。宏观一些的，例如可持续发展问题，实际上涉及到多个开放的复杂巨系统之间的相互作用，采用综合集成研讨厅系统来处理，可能会得到一些比较好的结果。还有近些年兴起的数字城市中的很多问题，也可以借助这个系统来处理。综合集成研讨厅集中了专家群体的智慧和计算机的高性能，可视为一项思维系统工程，不管是国防部门，还是政府各部门，抑或经济领域的各部门，甚至于大中型企业，只要具备了相关的数据、信息等资源，就可以使用我们的综合集成研讨厅系统，确保咨询与决策的科学化和民主化，推动各项工作的顺利发展，进行处理应用于大量与国计民生有关的问题的咨询和决策。

    记：复杂性研究最早起源于西方，美国的圣菲研究所是这方面的代表。我国科学家较早涉足于该领域，通过多年的深入研究，已经处于该领域的最前沿位置。综合集成研讨厅体系作为复杂性科学界首次提出、并系统阐述的方法论，是我国科学界对于系统科学和复杂性科学的原创性贡献。

    戴：是的，我补充一点，在美国进行复杂性研究的还有著名的诺贝尔奖获得者司马贺教授，他是中科院的首任外籍院士，曾任尼克松的总统顾问并随其来访。他认为复杂性是我们生活的世界的一个关键特征，也是共同栖居在这个世界上的系统的关键特征。1998年，钱学森院士在一封信中指出：“他(司马贺)和SFI(圣菲研究所)……提出的复杂系统和复杂性就是我们说的，但……它们没有具体提供解决问题的方法!我们比他们高一层次在于：(1)区别了复杂系统与复杂巨系统(复杂系统可以用控制论和计算机解决)；(2)复杂巨系统只有用从定性到定量综合集成法。”钱老的这段话正说明了国内进行复杂性研究的特点，以及这种研究的原创性意义。

    记者手记：在2004年的两院院士大会上，胡锦涛总书记代表中央提出了“以人为本、全面、协调、可持续的科学发展观”。从科学的角度看，科学的发展观是对社会、经济和文化等体系所构成的复杂巨系统，从系统复杂性得出的看法和根本性观点。科技人员认为系统科学和复杂性科学的发展可以为科学发展观提供理论基础。总之，开放的复杂巨系统及综合集成法的研究是钱学森、戴汝为及一批年轻人等两代中国科学家采用整体论和还原论相结合的系统论方法所获得的重大研究成果，是中国科学界对于复杂性科学的原始创新性贡献，在一定程度上，满足国家发展的需求，具有重要意义。

    目前，戴院士希望慧眼识珠的政府部门、各级领导或企业关注这一重大成果，让这一基础研究的重大成果为中国的可持续发展做出应有贡献。
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