王丹力 鄭 楠 劉成林 ,3

20 世紀(jì)80 年代初,錢學(xué)森先生在系統(tǒng)科學(xué)、思維科學(xué)、人體科學(xué)等方面進(jìn)行了開創(chuàng)性的研究.錢先生在多年的科研和領(lǐng)導(dǎo)航天工程的實(shí)踐中見證了還原論的局限,驗(yàn)證了整體論的不足,開創(chuàng)性地建立了還原論和整體論相統(tǒng)一的系統(tǒng)論.1990 年,錢學(xué)森、于景元、戴汝為等在 《自然雜志》上發(fā)表了《一個(gè)科學(xué)新領(lǐng)域——開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)及其方法論》[1],提出了 “開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)” 的概念,并給出這類系統(tǒng)的處理方法:綜合集成法.后續(xù)在不斷研究探討中,錢學(xué)森和戴汝為等又進(jìn)一步提出了 “從定性到定量的綜合集成法”[2],“人-機(jī)結(jié)合、以人為主,從定性到定量的綜合集成研討廳體系”[3]等.這是中國科學(xué)家在復(fù)雜系統(tǒng)研究方面提出的劃時(shí)代科學(xué)方法論,形成了一個(gè)科學(xué)新領(lǐng)域.

計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能技術(shù)的飛速發(fā)展在為人們和社會帶來巨大福祉的同時(shí),也引發(fā)了信息泛濫、數(shù)字鴻溝、人機(jī)脫節(jié)等深刻的理論與現(xiàn)實(shí)問題,從更深層面提出了科技與人文、個(gè)人與社會、自然與技術(shù)之間的關(guān)系問題.這些問題與社會、經(jīng)濟(jì)、文化等多個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)相關(guān)聯(lián),屬于典型的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)問題[4],因而解決思路正蘊(yùn)含于 “綜合集成法”之中.這一方面說明了綜合集成法作為方法論創(chuàng)新的廣泛適用性,另一方面也揭示了其卓越的前瞻性,證明了綜合集成法作為當(dāng)代科學(xué)方法論的重要作用.然而,目前人們面臨多種開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)時(shí),沒有充分理解這一方法論的重要性,忽視了其指導(dǎo)意義;有些人雖然意識到綜合集成法的重要性,但是沒有深入研究并無法正確實(shí)施這一方法論.為此,深入分析理解綜合集成法是非常重要和迫切的問題.

近年來,隨著人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)的迅速發(fā)展,綜合集成法的三個(gè)主體(專家體系、知識體系、機(jī)器體系)、應(yīng)用環(huán)境和研究對象均發(fā)生了較大的變化,如何吸收信息科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、智能科學(xué)與技術(shù)的前沿研究成果,融入更加廣泛的智能主體(例如新型智能系統(tǒng)、軟硬件系統(tǒng)、各領(lǐng)域?qū)＜摇?shù)以億計(jì)的廣大網(wǎng)民等),設(shè)計(jì)更為通用、易實(shí)現(xiàn)的群體智能融合方法,促進(jìn)更大范圍群體智慧的涌現(xiàn),共同處理更加復(fù)雜的重大決策問題和科技創(chuàng)新問題,是綜合集成發(fā)展的必然需求和趨勢.

在當(dāng)前社會發(fā)展環(huán)境和科技進(jìn)步條件下,本文總結(jié)錢學(xué)森和戴汝為等在復(fù)雜系統(tǒng)綜合集成方面的原創(chuàng)成果,回顧綜合集成法的發(fā)展歷程,試圖提出新形勢下綜合集成研討廳體系的發(fā)展方向,希望對研究和處理當(dāng)前日益增多的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)問題提供指導(dǎo).

1 系統(tǒng)學(xué)與開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)

在國外學(xué)術(shù)界開始對復(fù)雜系統(tǒng)、復(fù)雜性進(jìn)行研究的同時(shí),我國科學(xué)家也獨(dú)立地開展了相關(guān)的開拓性工作[5].從上個(gè)世紀(jì)80 年代開始,錢學(xué)森先生倡導(dǎo)并親自參與了三個(gè)討論班:人體科學(xué)討論班、系統(tǒng)學(xué)討論班和思維科學(xué)討論班[6].這三個(gè)討論班對提煉 “開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)” 起到了很大的作用.國內(nèi)以 “開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)” 及其方法論為代表的系統(tǒng)復(fù)雜性研究,是從系統(tǒng)科學(xué)出發(fā),把 “開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)” 的研究作為創(chuàng)建系統(tǒng)科學(xué)的基礎(chǔ)層次 ——系統(tǒng)學(xué)的突破口,而建立起系統(tǒng)科學(xué)從基礎(chǔ)理論到工程實(shí)踐的完整體系結(jié)構(gòu)[7].

1.1 系統(tǒng)學(xué)

按照錢學(xué)森先生提出的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系結(jié)構(gòu),系統(tǒng)科學(xué)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)體系中的一大門類.在系統(tǒng)科學(xué)體系中,處在應(yīng)用技術(shù)層次上的是系統(tǒng)工程,這是直接用來改造客觀世界的工程技術(shù);處在技術(shù)科學(xué)層次上,直接為系統(tǒng)工程提供理論方法的有運(yùn)籌學(xué)、控制論、信息論等;而處在基礎(chǔ)理論層次上的便是系統(tǒng)學(xué)[7].

系統(tǒng)學(xué)是研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能一般規(guī)律的科學(xué)[5].對于所有系統(tǒng)來說,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境決定了系統(tǒng)功能;系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及外部環(huán)境的改變必然引起系統(tǒng)功能的變化.揭示這些規(guī)律便是系統(tǒng)學(xué)的基本任務(wù).把控制與管理的思想和概念引入到系統(tǒng)學(xué),是一個(gè)重要的學(xué)術(shù)思想.系統(tǒng)學(xué)不僅要以揭示的系統(tǒng)規(guī)律去認(rèn)識系統(tǒng),而且還要在認(rèn)識系統(tǒng)的基礎(chǔ)上去控制或管理系統(tǒng),使系統(tǒng)具有人們所希望的功能.在理論分析領(lǐng)域,事物常有兩個(gè)方面:事物的結(jié)構(gòu)和屬性.事物的主要屬性之一就是復(fù)雜性.我國科學(xué)家正是抓住這一特點(diǎn),提出了開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)概念.與此相應(yīng),提出了處理開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法論 ——從定性到定量的綜合集成法.這些工作是創(chuàng)建系統(tǒng)學(xué)的重要內(nèi)容.

1.2 系統(tǒng)分類

系統(tǒng)科學(xué)以系統(tǒng)為研究對象,系統(tǒng)是由相互作用、相互依賴的若干組成部分結(jié)合而成,具有特定功能的有機(jī)整體,這個(gè)有機(jī)整體通常又是它從屬的更大整體的組成部分[7].系統(tǒng)普遍存在,小到基本粒子,大到整個(gè)宇宙,都可視為系統(tǒng),這些系統(tǒng)的組成部分,也往往構(gòu)成系統(tǒng),因此可以說系統(tǒng)無處不在.

從不同的角度,可以對系統(tǒng)進(jìn)行不同的分類,例如從系統(tǒng)的產(chǎn)生和構(gòu)建角度,可以把系統(tǒng)分為自然系統(tǒng)、人工系統(tǒng)、符號系統(tǒng);從系統(tǒng)所占空間尺度的角度,可以劃分為渺觀系統(tǒng)、微觀系統(tǒng)、介觀系統(tǒng)、宏觀系統(tǒng)、宇觀系統(tǒng);從系統(tǒng)與環(huán)境關(guān)系的角度,可以劃分為孤立系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)、開放系統(tǒng)等.

以上系統(tǒng)的分類雖然比較直觀,但著眼點(diǎn)過分地放在系統(tǒng)的具體內(nèi)涵,反而失去系統(tǒng)的本質(zhì),而這一點(diǎn)在系統(tǒng)科學(xué)研究中又是非常重要的.為此,我國學(xué)者提出了以下分類方法:根據(jù)組成系統(tǒng)的子系統(tǒng)以及子系統(tǒng)種類的多少和它們之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的復(fù)雜程度,可把系統(tǒng)分為小/大/巨系統(tǒng)或簡單/復(fù)雜系統(tǒng).

簡單/復(fù)雜系統(tǒng)是指組成系統(tǒng)的子系統(tǒng)之間關(guān)系比較單純/復(fù)雜.小/大/巨系統(tǒng)是針對子系統(tǒng)多少而言.某些非生命系統(tǒng),如一臺測量儀器,這就是小系統(tǒng).如果子系統(tǒng)數(shù)量相對較多(如幾十、上百),如一個(gè)工廠,則可稱作大系統(tǒng).若子系統(tǒng)數(shù)量非常大(如成千上萬、上百億、萬億),則稱作巨系統(tǒng).若巨系統(tǒng)中子系統(tǒng)種類不太多(幾種、幾十種),且它們之間關(guān)聯(lián)關(guān)系又比較簡單,就稱作簡單巨系統(tǒng),如激光系統(tǒng).

如果子系統(tǒng)種類很多并有層次結(jié)構(gòu),它們之間關(guān)聯(lián)關(guān)系又很復(fù)雜,這就是復(fù)雜巨系統(tǒng).如果這個(gè)系統(tǒng)又是開放的,就稱作開放的復(fù)雜巨系統(tǒng).例如:生物體系統(tǒng)、人腦系統(tǒng)、人體系統(tǒng)、地理系統(tǒng)(包括生態(tài)系統(tǒng))、社會系統(tǒng)、星系系統(tǒng)等,這些系統(tǒng)屬于開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)[1].

1.3 開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)

1.3.1 開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)概念形成

我國科學(xué)家與國外科學(xué)家的研究不同之處在于:不是從復(fù)雜性的抽象定義出發(fā),而是從實(shí)際出發(fā),把復(fù)雜性和系統(tǒng)概念結(jié)合起來,從方法論角度來區(qū)分復(fù)雜性和簡單性問題.錢學(xué)森先生在20 世紀(jì)80 年代就指出:“凡現(xiàn)在不能用還原論方法處理的,或不宜用還原論方法處理的問題,而要用或宜用新的科學(xué)方法處理的問題,都是復(fù)雜性問題,復(fù)雜巨系統(tǒng)就是這類問題.” 這樣,就從系統(tǒng)學(xué)的角度,給了復(fù)雜性一個(gè)描述[1].

“開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)” 的提出,經(jīng)歷了長期探索的過程,其概念提煉經(jīng)歷了三個(gè)階段.

1) 第一階段 “巨系統(tǒng)”

1979 年 《組織管理社會主義建設(shè)的技術(shù) ——社會工程》 一文[8],把組織管理社會主義建設(shè)的技術(shù)叫做社會工程,認(rèn)為它的 “范圍和復(fù)雜程度是一般系統(tǒng)工程所沒有的.這不只是大系統(tǒng),而是‘巨系統(tǒng)’,是包括整個(gè)社會的系統(tǒng)··· 巨系統(tǒng)的特點(diǎn)有兩個(gè):一是系統(tǒng)的組成是分層次、分區(qū)域的,即在一個(gè)小局部可以直接制約、協(xié)調(diào);在此基礎(chǔ)上再到幾個(gè)小局部形成的上一層相互制約、協(xié)調(diào);再在上還有更大的層次組織.這叫做多級結(jié)構(gòu).另一個(gè)特點(diǎn)是系統(tǒng)大了,作用就不可能是瞬時(shí)一次的,而要分成多階段來考慮.”

1986 年11 月,錢學(xué)森在一次學(xué)術(shù)研討會上發(fā)表講話,對當(dāng)時(shí)的 “巨系統(tǒng)” 認(rèn)識進(jìn)行了總結(jié):巨系統(tǒng)由許多層次構(gòu)成的.每個(gè)層次都有其功能的特點(diǎn),很重要的特點(diǎn)就是,這樣一個(gè)系統(tǒng)的功能不是組成該系統(tǒng)的部分系統(tǒng)所具有的.

2) 第二階段 “復(fù)雜巨系統(tǒng)”

1987 年6 月,錢學(xué)森在一次人體科學(xué)討論班上提到 “人體是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng).” 到1988 年下半年,對復(fù)雜巨系統(tǒng)概念的認(rèn)識逐漸清晰,其要點(diǎn)包括:

巨系統(tǒng)分兩個(gè)大的方面,一個(gè)方面是簡單巨系統(tǒng),其特點(diǎn)是系統(tǒng)規(guī)模巨大(元素或子系統(tǒng)的個(gè)數(shù)超出常規(guī)處理能力),但元素或子系統(tǒng)種類很少,相互關(guān)系簡單,通常只有微觀和宏觀兩個(gè)層次,通過統(tǒng)計(jì)綜合即可從微觀描述過渡到對系統(tǒng)宏觀整體的描述.例如氣體、激光系統(tǒng)、熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)力學(xué)、耗散結(jié)構(gòu)理論等.另外一種是復(fù)雜巨系統(tǒng),不但子系統(tǒng)的數(shù)量非常之多,上億、幾十億,而且子系統(tǒng)的種類花樣也非常多,成千上萬種,子系統(tǒng)之間形成各種不同的、各層次結(jié)構(gòu)的相互作用,復(fù)雜極了.例如人體、社會、生態(tài)、地理系統(tǒng)等.在當(dāng)時(shí)對于如何處理復(fù)雜巨系統(tǒng),在系統(tǒng)學(xué)中還沒有成功的理論.

3) 第三階段 “開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)”

1990 年初,錢學(xué)森等學(xué)者在 《自然》 雜志發(fā)表《一個(gè)科學(xué)新領(lǐng)域 ——開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)及其方法論》[1],概括了開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的三個(gè)特征:開放性、巨量性、復(fù)雜性.開放性指的是巨系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是受環(huán)境影響的,它不是固定不變的,外界環(huán)境發(fā)生變化,其層次結(jié)構(gòu)也會發(fā)生變化.系統(tǒng)是可以出現(xiàn)有序化、形成結(jié)構(gòu),但也可以出現(xiàn)另一種現(xiàn)象,就是混沌.混沌看起來好像是無序的、雜亂的.次年發(fā)表的《再談開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)》[9],重點(diǎn)補(bǔ)充、強(qiáng)調(diào)了層次性、弱結(jié)構(gòu)性特征,至此,開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)概念基本確立.

1.3.2 開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)特性

上述分類方式清晰地刻畫了系統(tǒng)復(fù)雜性的層次.概括地說,開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)具有如下特性[10-11]:

1) 開放性:系統(tǒng)本身與系統(tǒng)周圍的環(huán)境有物質(zhì)、能量和信息的交換,就系統(tǒng)與環(huán)境而言,開放環(huán)境指的是最為復(fù)雜與最常見的不確定的、動態(tài)的連續(xù)環(huán)境類型.復(fù)雜性不僅體現(xiàn)在系統(tǒng)本身,而且體現(xiàn)在環(huán)境.

2) 層次性:系統(tǒng)是分層次的,從可觀測的整體系統(tǒng)到子系統(tǒng),層次很多,中間的層次又不清晰,甚至連有幾個(gè)層次也不清楚.子系統(tǒng)或者組件的組成模式多種多樣,有些甚至不清楚具體模式,或是一些基本模式的組合,或是變異體.

3) 巨量性:系統(tǒng)中基本單元或子系統(tǒng)數(shù)目巨大,達(dá)到成千上萬甚至數(shù)以億計(jì).而且子系統(tǒng)種類繁多,有幾十、上百,甚至幾百種.

4) 演化性:系統(tǒng)的組成、組件類型與狀態(tài)、組件之間的交互以及系統(tǒng)行為隨時(shí)間不斷改變,無法在設(shè)計(jì)時(shí)確定運(yùn)行時(shí)的情況.

5) 涌現(xiàn)性:系統(tǒng)是由時(shí)空交疊或分布的組件構(gòu)成的.組件間通過多種交互模式 (如局部或全局、直接或間接等)進(jìn)行交互,組件類型與狀態(tài)、組件之間的交互以及系統(tǒng)行為隨時(shí)間不斷改變,經(jīng)過一定時(shí)間之后在整體上演化出一些獨(dú)特的、新的性質(zhì),形成某種模式.

開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)最核心的特征是復(fù)雜,這種復(fù)雜是系統(tǒng)多種特性糾纏作用的結(jié)果,很難予以簡單還原和分解.由于開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的上述特性,早期處理簡單系統(tǒng)、巨系統(tǒng)的方法已經(jīng)不再適用,或者說系統(tǒng)的這種復(fù)雜性要求提供全新的研究方法和工具才能處理.近十多年來,國外學(xué)者對開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)進(jìn)行了擴(kuò)充,如對復(fù)雜組織與企業(yè)、復(fù)雜數(shù)據(jù)系統(tǒng)、復(fù)雜知識發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)、復(fù)雜人工智能系統(tǒng)等中所涉及的多種復(fù)雜性、多種智能、多種交互與耦合等進(jìn)行了研究[12-15].

總體上說,開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的提煉過程就是對 “復(fù)雜性” 不斷研究,反復(fù)認(rèn)識和深入刻畫的過程.這個(gè)過程的關(guān)鍵在于:把 “復(fù)雜性” 置于系統(tǒng)之中,“復(fù)雜性” 不是個(gè)空泛的概念,而是系統(tǒng)的復(fù)雜性,與系統(tǒng)不可分割.復(fù)雜性實(shí)質(zhì)上是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的動力學(xué)特性.由于開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)也把復(fù)雜系統(tǒng)、復(fù)雜巨系統(tǒng)和開放的簡單巨系統(tǒng)視為這類系統(tǒng)的特殊情況,所以復(fù)雜性的研究自然也把這些系統(tǒng)的動力學(xué)特性概括在其范疇之中.這就為復(fù)雜性的研究指明了一個(gè)清晰的方向,不但是對系統(tǒng)科學(xué)的重大貢獻(xiàn),同時(shí)也是以錢學(xué)森為代表的我國科學(xué)家對復(fù)雜性科學(xué)的原始創(chuàng)新[16].

2 綜合集成研討廳體系

錢學(xué)森先生等在提出開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)概念的同時(shí)就提出了處理這類系統(tǒng)的方法論 ——綜合集成法[1].隨著對開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)及其方法論的認(rèn)識不斷深入,逐步將處理開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法論發(fā)展成為 “人-機(jī)結(jié)合、以人為主,從定性到定量的綜合集成研討廳體系”[17].下面來介紹這一發(fā)展過程.

2.1 定性定量結(jié)合的綜合集成法[1]

在提出開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的概念時(shí),錢學(xué)森等人也指出有效地處理開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法論是定性定量相結(jié)合的綜合集成法.具體描述為:在對社會、地理、人體、軍事等開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)研究中,通常是科學(xué)理論、經(jīng)驗(yàn)知識和專家判斷力相結(jié)合,提出經(jīng)驗(yàn)性假設(shè)(判斷、猜想、設(shè)想、方案等);而這些經(jīng)驗(yàn)性假設(shè)往往是定性的認(rèn)識,難以用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)方式加以證明,但可用經(jīng)驗(yàn)性數(shù)據(jù)和資料以及數(shù)字模型對其確實(shí)性進(jìn)行檢測;這些模型也必須建立在經(jīng)驗(yàn)和對系統(tǒng)的實(shí)際理解上,經(jīng)過定量計(jì)算、反復(fù)對比,最后形成結(jié)論;而這樣的結(jié)論就是我們在現(xiàn)階段認(rèn)識客觀事物所能達(dá)到的最佳結(jié)論.

定性定量相結(jié)合的綜合集成法,就其實(shí)質(zhì)而言,是將專家群體(各種有關(guān)的專家)、數(shù)據(jù)和各種信息與計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來,把各種學(xué)科的科學(xué)理論和人的經(jīng)驗(yàn)知識結(jié)合起來.專家、機(jī)器和知識也構(gòu)成了一個(gè)系統(tǒng).這個(gè)方法論的成功應(yīng)用,就在于發(fā)揮這個(gè)系統(tǒng)的整體優(yōu)勢和綜合優(yōu)勢.圖1 給出了綜合集成法的示意圖.

圖1 綜合集成法示意圖Fig.1 Diagram of metasynthesis

2.2 從定性到定量的綜合集成法

1991 年,錢學(xué)森先生發(fā)表 《再談開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)》 一文[9],首次把綜合集成法改為從定性到定量的綜合集成法.對于這一修改,在1991 年1 月錢學(xué)森先生給錢學(xué)敏的信中提到:我在一年前還寫文章說 “定性與定量相結(jié)合的綜合集成法”,但我說錯(cuò)了,要改正:是 “從定性到定量的綜合集成法,要有從感性認(rèn)識到理性認(rèn)識的飛躍! ”.1993 年3 月,錢先生又提到:我原來稱為 “定性與定量相結(jié)合綜合集成法”,后來悟到從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識的道理,在工作中把專家們從實(shí)踐中總結(jié)出的定性認(rèn)識,點(diǎn)點(diǎn)滴滴,不一定全面的東西,用系統(tǒng)模型加電子計(jì)算機(jī)試算,逐步搞清搞準(zhǔn),上升為定量認(rèn)識.定性是點(diǎn)點(diǎn)滴滴、不全面的感性認(rèn)識;定量就是全面的、深化了的理性認(rèn)識.這一轉(zhuǎn)變是一個(gè)飛躍,所以是辯證思維[7].

在從定性到定量綜合集成的過程中,多學(xué)科的交叉、結(jié)合起著重要作用.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)高度分化又高度綜合,要解決復(fù)雜問題,需要多學(xué)科結(jié)合起來共同攻關(guān).各學(xué)科專家在綜合集成中不僅可以發(fā)揮各自的專長,而且不同學(xué)術(shù)觀點(diǎn)、方法之間還能夠相互啟發(fā)、激勵(lì),產(chǎn)生新的思想火花;把這些專家的思想綜合集成時(shí),也不是機(jī)械性的簡單相加,而是形成一個(gè)比較完整的整體認(rèn)識,涌現(xiàn)出一些新的只有整體才具有的屬性、內(nèi)容,這就是整體大于部分之和.

“定性與定量相結(jié)合的綜合集成法”與 “從定性到定量的綜合集成法”,看起來只是文字上稍有差異,事實(shí)上這是非常不同的兩種思路.從定性到定量的綜合集成法強(qiáng)調(diào)了思維動態(tài)、辯證的屬性.從科學(xué)發(fā)展的過程來看,這個(gè)方法論是把還原論與整體論結(jié)合起來,即超越了還原論也發(fā)展了整體論,是系統(tǒng)學(xué)的一種新方法論[3].

2.3 從定性到定量的綜合集成研討廳體系

1992 年錢學(xué)森先生在給王壽云的信中提出了“從定性到定量的綜合集成研討廳”的思想.這一學(xué)術(shù)思想的形成是錢學(xué)森匯總了幾十年來世界學(xué)術(shù)討論的Senimar、C3I 工作及作戰(zhàn)模擬、從定性到定量綜合集成法、情報(bào)信息技術(shù)、第五次產(chǎn)業(yè)革命、人工智能、靈境(即虛擬現(xiàn)實(shí))、人機(jī)結(jié)合的智能系統(tǒng)、系統(tǒng)學(xué)等方面的經(jīng)驗(yàn)[10].

在綜合集成研討廳的概念中,研討廳是專家們同計(jì)算機(jī)和信息資料情報(bào)系統(tǒng)一起工作的 “廳”,是把專家們和知識庫、信息系統(tǒng)、人工智能系統(tǒng)、高速計(jì)算機(jī)等像作戰(zhàn)指揮廳那樣組織起來,形成巨型的人機(jī)結(jié)合的智能系統(tǒng).“組織” 一詞代表了邏輯、理性,而專家們和各AI 系統(tǒng)代表了以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的非邏輯、非理性智能.所以這個(gè)廳是辯證思維的體現(xiàn).

一方面專家的心智、經(jīng)驗(yàn)、形象思維能力及由專家群體互相交流、學(xué)習(xí)而涌現(xiàn)出來的群體智慧在解決復(fù)雜問題中起著主導(dǎo)作用;另一方面機(jī)器體系的數(shù)據(jù)存儲、分析、計(jì)算以及輔助建模、模型測算等功能是對人心智的一種補(bǔ)充,在問題求解中也起著重要作用;此外知識體系則可以集成不在場的專家以及前人的經(jīng)驗(yàn)知識、相關(guān)的領(lǐng)域知識、有關(guān)問題求解的知識等,還可以由這些現(xiàn)有知識經(jīng)過提煉和演化,形成新的知識,使得研討廳成為知識的生產(chǎn)和服務(wù)體系.這三個(gè)體系按照一定的組織方式形成一個(gè)整體,構(gòu)成了一個(gè)強(qiáng)大的問題求解系統(tǒng),可以“提高人的思維能力”,解決那些依靠單個(gè)專家無法解決的問題[10].

綜合集成研討廳體系是人工智能技術(shù)發(fā)展的一次突破,將人作為被綜合集成的對象所產(chǎn)生的問題,將是綜合集成研究中最復(fù)雜的課題[18].因?yàn)樵谶@個(gè)課題中,綜合集成的想法將從算法、模型的綜合集成擴(kuò)展到感知、認(rèn)知等方面的綜合集成.這里的綜合集成的意義不是系統(tǒng)僅僅由簡單的多種模塊所組成,而是根據(jù)問題在某時(shí)刻的需要,在動態(tài)的構(gòu)成團(tuán)體的若干個(gè)子集不斷的信息交流的過程中求得解(一般是局部解).整個(gè)研討廳體系具有進(jìn)化的特性.

2.4 人-機(jī)結(jié)合、以人為主,從定性到定量的綜合集成研討廳體系

1992 年,在綜合集成法的基礎(chǔ)上,錢學(xué)森進(jìn)一步提出建成 “人-機(jī)結(jié)合、以人為主,從定性到定量的綜合集成研討廳體系”,簡稱 “綜合集成研討廳體系(Hall for workshop of metasynthetic engineering,HWME)”[19].綜合集成研討廳體系明確地把綜合集成法中人-機(jī)結(jié)合的智慧上升為人-機(jī)結(jié)合的群體智慧.在這一構(gòu)思的指引下,綜合集成研討廳體系可以視為一個(gè)由專家體系、機(jī)器體系、知識體系三者共同構(gòu)成的虛擬工作空間,如圖2 所示.

圖2 綜合集成研討廳框架結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Structural representation of HWME

1993 年錢學(xué)森先生在給戴汝為的信中強(qiáng)調(diào):從定性到定量綜合集成研討廳體系的核心還是人,即專家們.整個(gè)體系的成效有賴于專家們,即人的精神狀態(tài),是處于高度激發(fā)狀態(tài)呢,還是混時(shí)間狀態(tài).只有前者才能使體系高效運(yùn)轉(zhuǎn)[20].

上述研討廳體系的設(shè)計(jì)思想,是把人集中于系統(tǒng)之中,采取人-機(jī)結(jié)合、以人為主的路線,充分發(fā)揮人的作用,使參加研討的集體在討論問題時(shí)相互激發(fā),相互啟發(fā),相互激活,使集體創(chuàng)建遠(yuǎn)勝于一個(gè)人的智慧.通過研討廳體系,還可以把古今中外人們的知識和智慧通通集成起來,以得出科學(xué)的認(rèn)識和結(jié)論[10].

錢學(xué)森在提出 “從定性到定量的綜合集成法”的過程前后有一個(gè)明確的觀點(diǎn),即:面對開放的復(fù)雜巨系統(tǒng),這類問題應(yīng)該采用的對策是人-機(jī)結(jié)合、以人為主的綜合集成,需要把人的 “心智” 與計(jì)算機(jī)的高性能兩者結(jié)合起來.他借用我國哲學(xué)家熊十力的 “性智” 和 “量智” 兩個(gè)概念,在 “人-機(jī)”結(jié)合中作了新的解釋.“性智” 是一種從定性的、宏觀的角度,對總的方面加以把握的智慧,與經(jīng)驗(yàn)的積累、形象思維有密切聯(lián)系;“量智” 是一種定量的、宏觀的分析、概括與推理的智慧,與嚴(yán)格的訓(xùn)練、邏輯思維有密切的聯(lián)系.“人-機(jī)結(jié)合”是以人為主,機(jī)不能代替人,而是協(xié)助人.從信息處理的角度考慮把人的“性智”與 “量智”與計(jì)算機(jī)的高性能相結(jié)合,達(dá)到定性的(不精確的)與定量的(精確的)處理相互補(bǔ)充促進(jìn).

2.5 基于信息空間的綜合集成研討廳體系

2004 年,戴汝為等發(fā)表論文 《基于綜合集成的研討廳體系與系統(tǒng)復(fù)雜性》,總結(jié)了綜合集成研討廳的構(gòu)建實(shí)踐,提出 “基于信息空間的綜合集成研討廳體系(Cyberspace for workshop of metasynthetic engineering,CWME)” 的理論[3].

隨著網(wǎng)絡(luò)的迅速普及,互聯(lián)網(wǎng)深入人們工作和生活的每一個(gè)層面,“Cyberspace (信息空間)” 成為一個(gè)重要的概念,它使參與者跨越時(shí)間和地域的限制,隨時(shí)隨地就所關(guān)心的問題進(jìn)行研究、交流和探討,并可隨時(shí)利用網(wǎng)絡(luò)上的大量資源.信息技術(shù)的發(fā)展,為綜合集成研討廳的實(shí)現(xiàn)提供了一種新的、可能的形式,是對傳統(tǒng) “廳” 的一種擴(kuò)展.因此,可建立基于Cyberspace for workshop of metasynthetic engineering 的綜合集成研討廳,即CWME[18].

從HWME 到CWME 是信息社會條件下,對HWME 的一種具體化,一方面意味著信息技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)人機(jī)結(jié)合的巨型智能系統(tǒng)和研討空間提供了可能;另一方面,也說明,要建立實(shí)際可用的研討廳系統(tǒng),切實(shí)可行的方案是充分利用信息技術(shù)的成果,構(gòu)建一個(gè)分布式系統(tǒng),如圖3 所示.

圖3 基于信息空間的綜合集成研討廳Fig.3 Example of CWME

從構(gòu)建基于綜合集成的智能工程系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)可操作的平臺出發(fā),CWME 的研制重點(diǎn)在于:1)充分利用信息技術(shù)(核心是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù));2)從軟硬件體系和組織結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng),使之應(yīng)用于復(fù)雜問題的研究實(shí)踐.涉及到的關(guān)鍵問題包括:人機(jī)結(jié)合的群體智慧涌現(xiàn)、研討組織方法、專家群體的有效交互規(guī)范、知識管理、系統(tǒng)開發(fā)方法、模型集成機(jī)制、人機(jī)交互方式、信息協(xié)作推薦技術(shù)等[18,21-23].

2.6 人機(jī)結(jié)合的智能科學(xué)與智能工程

人們清楚地認(rèn)識到計(jì)算機(jī)能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行精確的處理,而且速度非?？?但它的不足之處是定性(不精確)的信息處理能力不足.盡管研究者將一系列近于定性信息處理的方法引入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,企圖完善其處理能力,但對于真正復(fù)雜的問題,計(jì)算機(jī)還是難以解決.與此相反,與計(jì)算機(jī)相比較,人處理精確信息能力既慢又差,但是定性信息處理的能力是十分高明的.因此在解決復(fù)雜問題的過程中,能夠形式化的工作盡量讓計(jì)算機(jī)去完成,一些關(guān)鍵的、無法形式化的工作,則靠人的直接參與,或間接作用,由此構(gòu)成 “人-機(jī)結(jié)合” 的系統(tǒng).這種系統(tǒng)既體現(xiàn)了 “人” 的關(guān)鍵作用,也發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的特長.這樣一來,人們不僅能處理極為復(fù)雜的問題,而且通過 “從定性到定量的綜合集成”,達(dá)到 “集智慧之大成”[24].

在從事人工智能的研究中,戴汝為等應(yīng)用思維科學(xué)中形象思維的研究成果,發(fā)揮形象思維泛化的作用,在采用 “人-機(jī)結(jié)合” 在模式識別技術(shù)中取得重要進(jìn)展后[25],提出 “人-機(jī)結(jié)合” 的智能科學(xué)[26],突破了當(dāng)時(shí)人工智能的瓶頸,成為當(dāng)時(shí)爭相開展的學(xué)科領(lǐng)域.這樣,既把錢學(xué)森關(guān)于思維科學(xué)是智能計(jì)算機(jī)的理論基礎(chǔ)的論斷科學(xué)地體現(xiàn)出來,同時(shí),把人工智能的研究提升到智能科學(xué)的高度,把 “人-機(jī)結(jié)合”的思維科學(xué)思想嫁接到智能科學(xué)的研究,開創(chuàng)了 “人-機(jī)結(jié)合”研究的新領(lǐng)域[27].這一學(xué)術(shù)思想的創(chuàng)新觀點(diǎn),為后來人工智能研究的發(fā)展所證明.

綜合集成的思想在后來的人工智能領(lǐng)域中得到了充分的發(fā)揮.按中國文化的習(xí)慣,把一個(gè)非常復(fù)雜的事物的各個(gè)方面綜合起來叫做 “集大成”.所以把該領(lǐng)域稱為 “大成智慧工程” (Metasyntactic engineering).如果將這一工程進(jìn)一步發(fā)展,在理論上提煉成一門學(xué)問,就成為 “大成智慧學(xué)”.在此基礎(chǔ)上,戴汝為在中國科學(xué)院第七次院士大會學(xué)術(shù)報(bào)告會上,正式提出人機(jī)結(jié)合的智能科學(xué)與工程是一個(gè)新的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域[28].

2.7 社會智能科學(xué)[29]

戴汝為等學(xué)者分析、歸納了錢學(xué)森先生在復(fù)雜系統(tǒng)、綜合集成領(lǐng)域的論述,結(jié)合基于信息空間綜合集成研討廳體系所取得的理論研究成果,進(jìn)一步經(jīng)過工程實(shí)踐,將綜合集成研討廳體系成功應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)、軍事以及信息處理領(lǐng)域,形成了在不同領(lǐng)域所涌現(xiàn)的 “社會智能”.其研究指出研討廳體系除了匯集了古今中外專家的智慧,還具有動態(tài)性,能隨時(shí)吸收互聯(lián)網(wǎng)上廣大網(wǎng)民的智慧成果,集大成得智慧,形成最為合理的解決方案[30].

2009 年,操龍兵、戴汝為等學(xué)者提出了綜合集成交互M-interaction、綜合集成空間M-space、綜合集成計(jì)算M-computing 等核心概念[16](見圖4),其中M-interaction 構(gòu)成了從定性到定量的綜合集成法的主要問題處理機(jī)制;M-space 是基于綜合集成法的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的問題處理系統(tǒng);M-computing 則包含了綜合集成空間和綜合集成交互分析、設(shè)計(jì)、應(yīng)用的工程技術(shù)手段.這些概念的明晰有助于對復(fù)雜系統(tǒng)的深入理解,充分發(fā)揮社會智能,開發(fā)有效的復(fù)雜問題處理手段.

圖4 三個(gè)研討空間Fig.4 M-Space,M-Interaction and M-Computing

研討廳體系所涌現(xiàn)的社會智能,使得研討廳體系成為社會智能的產(chǎn)生系統(tǒng).在當(dāng)今社會條件下,科學(xué)地、及時(shí)地、準(zhǔn)確地處理紛繁復(fù)雜的社會問題需要的是 “人-機(jī)結(jié)合、以人為主” 所涌現(xiàn)出的社會智能,而社會智能正是群體的創(chuàng)造性思維的體現(xiàn).由此可見,綜合集成法及其實(shí)踐形式,正是當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的觀點(diǎn)下解決人類面對的現(xiàn)實(shí)問題的科學(xué)手段.

2.8 小結(jié)

上述工作最早是錢學(xué)森及戴汝為、于景元等學(xué)者開創(chuàng)了綜合集成法,從綜合集成研討廳的實(shí)現(xiàn)開始,主要的工作是戴汝為及其團(tuán)隊(duì)完成的.這些工作使得人機(jī)結(jié)合的綜合集成研討廳體系在理論、方法和應(yīng)用方面均取得較大進(jìn)展,解決了群體決策認(rèn)知過程、開放式交互建模環(huán)境構(gòu)建、開源情報(bào)信息的處理、網(wǎng)絡(luò)觀點(diǎn)態(tài)勢的挖掘、群體智慧的涌現(xiàn)、支撐系統(tǒng)的研制等關(guān)鍵問題.

當(dāng)前人工智能領(lǐng)域承認(rèn)人與智能機(jī)器的區(qū)別和互補(bǔ)優(yōu)勢,雖然 “深度學(xué)習(xí)+大數(shù)據(jù)” 的方法帶來了專用智能任務(wù)(目標(biāo)明確、建模簡單、有充分的數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練)性能的突破和應(yīng)用落地,深度學(xué)習(xí)方法與人的智能相比在可靠性、魯棒性、可解釋性、常識推理、小樣本學(xué)習(xí)、連續(xù)自主學(xué)習(xí)等方面還有明顯不足,未來相當(dāng)長一段時(shí)間,機(jī)器智能也不可能全面超過人類智能水平.因此,人工智能未來發(fā)展提倡人機(jī)融合的智能系統(tǒng),這與綜合集成法的思想是一致的.綜合集成研討廳體系由專家體系、機(jī)器體系、知識體系三個(gè)主體構(gòu)成,這與當(dāng)前的人機(jī)物三元系統(tǒng)非常類似但又有所區(qū)別.人機(jī)物三元系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的構(gòu)成和交互空間:人+機(jī)器+環(huán)境.綜合集成研討廳體系強(qiáng)調(diào)解決問題的主體:人 +機(jī)器+知識.知識是連接人、機(jī)器和環(huán)境的紐帶和解決問題的關(guān)鍵.人、機(jī)、物相互融合的三元世界同時(shí)也構(gòu)成一個(gè)動態(tài)耦合的復(fù)雜巨系統(tǒng)[31].為此,可以把綜合集成研討廳體系作為處理人機(jī)物三元融合系統(tǒng)的方法論.

3 綜合集成研討廳體系的模型

3.1 綜合集成研討廳體系模型框架

本節(jié)旨在為綜合集成研討廳體系建立一種模型框架,如圖5 所示.具體描述為:在對開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)研究中,一方面,基于已有的數(shù)據(jù)、信息、情報(bào)和知識進(jìn)行推理和知識更新;另一方面,通過模型仿真或者神經(jīng)計(jì)算給出基于已有數(shù)據(jù)的分析計(jì)算結(jié)果;專家通過科學(xué)理論、經(jīng)驗(yàn)知識,結(jié)合仿真和計(jì)算以及知識推理結(jié)果,進(jìn)行深度研討,提出解決方案,并進(jìn)行群體方案一致性分析求解,進(jìn)而得到階段性結(jié)論,該結(jié)論可以進(jìn)行反饋,并通過多次迭代,最終給出人機(jī)群體研討決策的結(jié)果,實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜問題的綜合集成求解.

圖5 綜合集成的模型框架Fig.5 Model framework of metasynthesis

3.2 綜合集成研討廳體系模型表示

根據(jù)上述綜合集成的模型框架,我們將綜合集成所要解決的數(shù)學(xué)問題描述如下:

其中f(Kr) 表示知識推理結(jié)果,例如基于知識圖譜,采用基于邏輯規(guī)則或表示學(xué)習(xí)等手段進(jìn)行推理;f(Ms)表示模型仿真和神經(jīng)計(jì)算結(jié)果,例如采用當(dāng)前流行的深度學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)等方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析;f(Gd) 表示專家研討結(jié)果;為綜合集成過程; Φi為對當(dāng)前復(fù)雜問題的求解狀態(tài),通過上述公式可以看出,當(dāng)前問題解 Φi是專家群體充分利用知識推理與模型仿真交互作用的結(jié)果,并通過多輪迭代涌現(xiàn)群體智慧,給出問題求解的最終方案 Φn.

專家研討結(jié)果f(Gd) 由如下公式給出:

其中αj表示專家個(gè)人的認(rèn)知能力,gj表示專家之間交互研討的過程.由公式可以看出,專家研討結(jié)果與專家個(gè)人的認(rèn)知能力和研討交互的過程均有關(guān)系,更重要的是在專家個(gè)人和群體作用下,以及知識和模型支撐下,才能獲得較好的研討結(jié)果,涌現(xiàn)創(chuàng)新的方案.

由綜合集成研討廳體系模型可知,綜合集成有以下幾個(gè)顯著特點(diǎn):

1)強(qiáng)調(diào)以人機(jī)結(jié)合的智能來處理極其復(fù)雜的問題;

2)強(qiáng)調(diào)智能生成、增強(qiáng)與涌現(xiàn)的開放性和動態(tài)性;

3)強(qiáng)調(diào)人與機(jī)在多個(gè)層次上的互補(bǔ)、交互和集成;

4)強(qiáng)調(diào)人的智能、機(jī)器的智能及人機(jī)群體智能的互相激發(fā)和融合.

4 綜合集成研討廳的實(shí)踐

綜合集成法本身就是中國學(xué)者在社會系統(tǒng)、人體系統(tǒng)和地理系統(tǒng)的實(shí)踐基礎(chǔ)上總結(jié)、提煉出來的.通過30 多年對該方法論的研究和發(fā)展,如前幾節(jié)所述,已經(jīng)應(yīng)用信息技術(shù)、智能技術(shù)和社會科學(xué)的大量成果,建立了基于信息空間的綜合集成研討廳系統(tǒng),使得人們在應(yīng)用綜合集成法進(jìn)行實(shí)踐活動時(shí),不但可以自覺接受其理論方法的指導(dǎo),而且擁有了可操作的平臺,形成了從理論、方法到技術(shù)、工具及系統(tǒng)的實(shí)踐體系.

本節(jié)主要介紹戴汝為團(tuán)隊(duì)在宏觀經(jīng)濟(jì)、軍事戰(zhàn)略和巨災(zāi)防御與應(yīng)急管理三個(gè)領(lǐng)域的實(shí)踐.

4.1 宏觀經(jīng)濟(jì)決策

隨著社會經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,以及人類社會的進(jìn)步,宏觀經(jīng)濟(jì)決策成為國家層面需要處理的重大問題.宏觀經(jīng)濟(jì)決策問題本身涉及內(nèi)容廣泛,系統(tǒng)模型所包含的變量和方程數(shù)目龐大,而且這些變量是可變的、互相作用的,經(jīng)濟(jì)模型從結(jié)構(gòu)到參數(shù)都能發(fā)生變化;另外,有許多專家參與決策,涉及人的思維和行為,使整個(gè)系統(tǒng)變得非常復(fù)雜,是一個(gè)典型的開放的復(fù)雜巨系統(tǒng).對于這一復(fù)雜系統(tǒng)問題,解決的思路是綜合集成研討廳體系.

在提煉綜合集成法階段,多位專家進(jìn)行了探索性實(shí)踐,如:1984 年于景元等完成的國務(wù)院委托課題 “關(guān)于財(cái)政補(bǔ)貼、價(jià)格、工資的綜合研究”[32];1992～1996 年在國家863 計(jì)劃智能計(jì)算機(jī)組的支持下,于景元、戴汝為、馮珊進(jìn)行了宏觀經(jīng)濟(jì)智能決策支持系統(tǒng)(An intelligent decision support system for macroeconomy application,MEDSS)的研究與開發(fā)[32-34].第一個(gè)綜合集成研討廳項(xiàng)目是1999年由戴汝為負(fù)責(zé)的國家自然科學(xué)基金委員會啟動的重大研究項(xiàng)目:支持宏觀經(jīng)濟(jì)決策的人機(jī)結(jié)合綜合集成研討體系研究.該項(xiàng)目分為四個(gè)子課題,由中國科學(xué)院自動化研究所、航天集團(tuán)710 研究所、中國科學(xué)院系統(tǒng)科學(xué)研究所、清華大學(xué)計(jì)算機(jī)系為首的十余所國內(nèi)高校和科研單位承擔(dān).該項(xiàng)目的一項(xiàng)重要目標(biāo)就是要建立支持宏觀經(jīng)濟(jì)決策的綜合集成研討廳.經(jīng)過5 年的工作,由戴汝為團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)宏觀經(jīng)濟(jì)決策綜合集成研討原型系統(tǒng)[10,35-36],其邏輯結(jié)構(gòu)如圖6 所示.

圖6 宏觀經(jīng)濟(jì)決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.6 Structure diagram of macro-economic decision system

戴汝為團(tuán)隊(duì)充分利用互聯(lián)網(wǎng)和高性能計(jì)算等信息技術(shù),解決了專家群體的有效交互促進(jìn)群體智慧涌現(xiàn)、信息協(xié)作推薦、人機(jī)結(jié)合研討組織方式方法研究等關(guān)鍵問題,從軟硬件體系和組織結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)包含宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、知識、模型、建模方法的綜合集成研討廳系統(tǒng),成為復(fù)雜社會系統(tǒng)中處理宏觀經(jīng)濟(jì)決策支持問題的可操作平臺.

作為第一個(gè)完整體現(xiàn)了綜合集成研討廳體系思想的典型系統(tǒng),宏觀經(jīng)濟(jì)決策綜合集成研討廳系統(tǒng)在國內(nèi)外多個(gè)場合進(jìn)行了多次演示.2003 年系統(tǒng)在國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(International institute for applied systems analysis,IIASA)的復(fù)雜系統(tǒng)建模研討會上進(jìn)行了演示,受到了與會專家的強(qiáng)烈關(guān)注,認(rèn)為這一系統(tǒng)對于促進(jìn)理解具有中國原創(chuàng)特色的綜合集成法具有重要價(jià)值.2003～2005 年期間,先后有多位國家領(lǐng)導(dǎo)人觀看了宏觀經(jīng)濟(jì)決策綜合集成研討系統(tǒng)的演示,認(rèn)為這一系統(tǒng)已經(jīng)顯露出原始學(xué)術(shù)創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為重大應(yīng)用的曙光,系統(tǒng)已基本成型,建議推廣至國家有關(guān)部門使用.2004 年,在國家自然科學(xué)基金委員會組織的重大項(xiàng)目 “支持宏觀經(jīng)濟(jì)決策的人機(jī)結(jié)合、綜合集成體系研究” 驗(yàn)收會上,這一系統(tǒng)成為驗(yàn)收委員關(guān)注的焦點(diǎn),評審專家一致認(rèn)為該系統(tǒng)已經(jīng)基本達(dá)到了可操作的水平,建議推廣至國家有關(guān)部門進(jìn)行使用.

基于該項(xiàng)目,相關(guān)課題人員發(fā)表了許多重要論文,不僅榮獲高度評價(jià),其工程技術(shù)方法被許多領(lǐng)域用來解決自己問題,并得到各項(xiàng)科研基金的支持,近30 年來相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表研究論文300 余篇[37],足以說明綜合集成研討廳體系對解決社會各類復(fù)雜問題的重大影響.

4.2 戰(zhàn)略決策綜合集成研討系統(tǒng)

戰(zhàn)略決策問題作為與開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)相關(guān)的問題,從理論和經(jīng)驗(yàn)上來看,都適宜應(yīng)用綜合集成研討廳體系進(jìn)行處理.由中國科學(xué)院自動化研究所與我軍某科研單位聯(lián)合組成的 “戰(zhàn)略決策綜合集成研討系統(tǒng)”課題組,對綜合集成研討廳體系在軍事戰(zhàn)略領(lǐng)域應(yīng)用的可行性進(jìn)行了反復(fù)論證,積極探索將這一中國科學(xué)家原創(chuàng)的方法論運(yùn)用于我國戰(zhàn)略決策實(shí)踐的途徑,嘗試?yán)孟冗M(jìn)的信息技術(shù)、智能技術(shù),在綜合集成理論的指導(dǎo)下,從計(jì)算機(jī)軟硬件和組織結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)面向軍事戰(zhàn)略問題的綜合集成研討廳,使之為戰(zhàn)略決策服務(wù).系統(tǒng)架構(gòu)如圖7 所示[10].該系統(tǒng)結(jié)合具體的軍事戰(zhàn)略問題,掛接相應(yīng)的資源,以從定性到定量的綜合集成研討方式對問題進(jìn)行論證研究,檢驗(yàn)綜合集成研討系統(tǒng)的可應(yīng)用程度,驗(yàn)證方法和系統(tǒng)的有效性.

圖7 戰(zhàn)略決策綜合集成研討系統(tǒng)架構(gòu)Fig.7 System architecture of HWME for strategic decision

戰(zhàn)略決策綜合集成研討系統(tǒng)完成后,在國內(nèi)某著名軍事科研機(jī)構(gòu)展開了多項(xiàng)嘗試性的應(yīng)用,受到用戶的好評.用戶普遍認(rèn)為,系統(tǒng)具有如下特色:突出軍事戰(zhàn)略問題、突出綜合集成研討、突出可視化效果、突出智能化、技術(shù)先進(jìn)、靈活的接口機(jī)制與高度可擴(kuò)展性.因?yàn)檫@些特點(diǎn),系統(tǒng)適宜于處理以前單靠定性討論或計(jì)算機(jī)模型難以處理的復(fù)雜戰(zhàn)略問題,是一種戰(zhàn)略研究的新方法,有望促進(jìn)戰(zhàn)略研究科研方式的轉(zhuǎn)換,從而提高戰(zhàn)略研究與決策的質(zhì)量.

2008 年,時(shí)任國家主席、軍委主席胡錦濤總書記在視察該研究機(jī)構(gòu)時(shí),現(xiàn)場觀看了該系統(tǒng)的演示,指出 “采用綜合集成研討方法深入研究重大現(xiàn)實(shí)課題很有意義,希望相關(guān)單位把該系統(tǒng)建設(shè)好、管理好、運(yùn)用好,使之發(fā)揮應(yīng)有的作用.”1http://news.sohu.com/20080322/n255846609.shtml這些評價(jià)都很好的說明了綜合集成研討廳體系在國家層面戰(zhàn)略性應(yīng)用中的重大價(jià)值[10].

4.3 巨災(zāi)防御與應(yīng)急決策綜合集成處理框架

巨災(zāi),是地理、生態(tài)、社會等多個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)在不同層次、多因素、多環(huán)節(jié)相互關(guān)聯(lián)、相互作用、相互制約表現(xiàn)出的整體行為,具有復(fù)雜性、不確定性和不可預(yù)測性.巨災(zāi)防御與應(yīng)急仿真,需要把握和理解相關(guān)開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的復(fù)雜機(jī)理,在災(zāi)害科學(xué)、地理科學(xué)、氣象科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和社會科學(xué)等多學(xué)科融合與交叉的基礎(chǔ)上,找到對巨災(zāi)的干預(yù)效果能夠達(dá)到期望的機(jī)制.這是開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)問題,需要綜合多學(xué)科多領(lǐng)域的研究成果,形成被所有相關(guān)學(xué)科共用的同一個(gè)集合.

為此,需要對各類巨災(zāi)蘊(yùn)發(fā)機(jī)理和致災(zāi)規(guī)律進(jìn)行綜合性研究,對國家巨災(zāi)防御的戰(zhàn)略和政策進(jìn)行整體性研究.在這樣的背景下,作者所在部門在國家有關(guān)單位的委托下,對綜合集成研討廳系統(tǒng)應(yīng)用于巨災(zāi)防御與應(yīng)急決策的可能性、有效性進(jìn)行了前期論證和預(yù)研工作,形成了構(gòu)建巨災(zāi)防御與應(yīng)急決策綜合集成系統(tǒng)的構(gòu)思.

首先,通過對真實(shí)系統(tǒng)中巨災(zāi)的審視與了解,探索巨災(zāi)及巨災(zāi)鏈蘊(yùn)育、發(fā)生、發(fā)展的機(jī)理及其致災(zāi)過程,結(jié)合已經(jīng)積累的數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)對巨災(zāi)的建模,根據(jù)所建立的模型對巨災(zāi)進(jìn)行仿真,并顯示仿真過程和結(jié)果,形成初步的仿真系統(tǒng).其次,對于初步的仿真系統(tǒng)是否準(zhǔn)確描述了相應(yīng)過程,運(yùn)用綜合集成研討的方式,將仿真系統(tǒng)與真實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行比對,評估仿真的正確性和有效性.根據(jù)評估和研討結(jié)果,對巨災(zāi)機(jī)理、建模方法和仿真技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)的修正和調(diào)整,然后改進(jìn)仿真系統(tǒng),最后,通過綜合集成研討的方式對二者進(jìn)行比對,如此多次循環(huán),逐步提高相關(guān)研究人員和專家對巨災(zāi)問題的認(rèn)識,不斷獲得新知識,并將這些知識逐步融入仿真系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)越來越準(zhǔn)確的仿真.

巨災(zāi)防御與應(yīng)急決策仿真系統(tǒng)的總體框架如圖8 所示,該框架自下向上可劃分為基礎(chǔ)設(shè)施、系統(tǒng)平臺、應(yīng)用3 個(gè)層次[10].

圖8 巨災(zāi)防御與應(yīng)急決策仿真系統(tǒng)總體框架Fig.8 General framework of catastrophe prevention and emergency decision simulation system

將綜合集成理論體系引入巨災(zāi)研究,不但能夠?yàn)榫逓?zāi)防御與應(yīng)急決策仿真提供科學(xué)的、切實(shí)可行的理論指導(dǎo),促進(jìn)減災(zāi)、防災(zāi)目標(biāo)和相關(guān)決策支持功能的實(shí)現(xiàn),而且將把復(fù)雜系統(tǒng)的研究擴(kuò)展至地理系統(tǒng)、大氣系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)、社會系統(tǒng)等前所未有的交叉與綜合范圍,鞏固并拓展大科學(xué)思維,形成我國在災(zāi)害防御、決策模擬領(lǐng)域的整體學(xué)科優(yōu)勢,為世界范圍內(nèi)復(fù)雜系統(tǒng)的研究、復(fù)雜問題的處理做出具有中國原創(chuàng)特色的貢獻(xiàn)[10].

5 相關(guān)研究進(jìn)展

在國內(nèi)錢學(xué)森等學(xué)者提出開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)及綜合集成法的同時(shí),國外也開展了復(fù)雜性和復(fù)雜系統(tǒng)的研究.下面介紹國內(nèi)外相關(guān)研究的情況.

5.1 國外研究

復(fù)雜性科學(xué)是一門研究復(fù)雜性和復(fù)雜系統(tǒng)的跨學(xué)科科學(xué),它所要探討的是復(fù)雜系統(tǒng)中各組成部分之間相互作用所涌現(xiàn)(Emergence)出的特性[38-39].它正式產(chǎn)生于20 世紀(jì)80 年代,之前也有眾多國外科學(xué)家為復(fù)雜性科學(xué)誕生做了大量有益的探索.

近年來,伴隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展,人工智能技術(shù)的不斷進(jìn)步也成為了系統(tǒng)復(fù)雜性理論發(fā)展的催化劑,認(rèn)知科學(xué)、深度學(xué)習(xí)、多智能體技術(shù)的進(jìn)步必將為復(fù)雜系統(tǒng)的發(fā)展創(chuàng)造新的契機(jī).尤其是多智能體系統(tǒng)、混合智能系統(tǒng)、以人為中心的計(jì)算系統(tǒng)、復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)等都具有典型復(fù)雜系統(tǒng)的特點(diǎn).應(yīng)用綜合集成法進(jìn)行復(fù)雜問題的建模與計(jì)算、復(fù)雜系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)、復(fù)雜智能系統(tǒng)的工程化等已成為趨勢,例如多種工程方法的集成、多種計(jì)算范式的集成、多種學(xué)習(xí)系統(tǒng)的集成、多種建模與表征方法的集成等,以處理復(fù)雜的數(shù)據(jù)、行為與系統(tǒng).表1 匯總了國外重要機(jī)構(gòu)關(guān)于復(fù)雜性、復(fù)雜系統(tǒng)研究的部分代表性工作[12,15,38,40-68].

表1 國外對復(fù)雜性、復(fù)雜系統(tǒng)研究的代表性工作Table 1 Representative work abroad on complexity and complex system

近期隨著新冠疫情的肆虐,許多學(xué)者從復(fù)雜系統(tǒng)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)角度對新冠疫情進(jìn)行了分析建模[69-72].COVID-19 在全球的大爆發(fā),NetSI 的學(xué)者Zhang等[73]分析接觸方式變化對COVID-19 在中國傳播的影響,此研究成果發(fā)表在了Science上.Kraemer等[74]研究了人口流動性和控制措施對中國COVID-19 疫情傳播的影響.SFI 的Hammond 等[75]提出了一種流行病(COVID-19)測試響應(yīng)模型,結(jié)合已知和未知信息產(chǎn)生多種應(yīng)對政策組合.圣菲研究所名譽(yù)教授、物理學(xué)家Tsallis 等[69]開發(fā)了一組預(yù)測新冠疫情的函數(shù)概率分布模型,該模型最早被用于描述股市行情信息,但作者發(fā)現(xiàn)該函數(shù)也可以較好地描述新冠疫情的傳播趨勢.可以看出,對于復(fù)雜系統(tǒng)的研究一直處于前沿?zé)狳c(diǎn)的研究范疇.

5.2 國內(nèi)研究

國內(nèi)相關(guān)研究工作主要集中在開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)及綜合集成法方面,前文主要介紹了戴汝為團(tuán)隊(duì)的工作,其他主要團(tuán)隊(duì)及研究情況見表2.

表2 國內(nèi)對開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)及綜合集成法的研究Table 2 Domestic research on open complex giant system and metasynthesis

可以看出,三十多年前,錢學(xué)森等學(xué)者高屋建瓴就前瞻性地預(yù)示了科學(xué)發(fā)展的新領(lǐng)域和新方向,開創(chuàng)性地提出了解決開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)的方法論 ——“人-機(jī)結(jié)合、以人為主,從定性到定量的綜合集成研討廳體系”[104].時(shí)至今日,該理論仍然在國家經(jīng)濟(jì)、安全等領(lǐng)域的科學(xué)研究和工程實(shí)踐中不斷驗(yàn)證和發(fā)揚(yáng),用于處理當(dāng)今社會面臨的各類復(fù)雜社會問題.

6 未來發(fā)展建議

當(dāng)前,隨著社會經(jīng)濟(jì)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及人工智能技術(shù)的高速發(fā)展,綜合集成研討廳體系的應(yīng)用環(huán)境不斷變化,日趨復(fù)雜;專家本身及專家群體的知識結(jié)構(gòu)和容量、知識獲取渠道、知識更新速度、知識分享的模式不斷發(fā)展;研討的數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)體量、數(shù)據(jù)的處理技術(shù),系統(tǒng)知識的提煉、表達(dá)、存儲及更新等技術(shù)都發(fā)生了極大變化;相關(guān)軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施、計(jì)算能力和資源、存儲能力和協(xié)同模式也獲得了巨大進(jìn)步;同時(shí),我們研究的復(fù)雜問題日益增多,問題的復(fù)雜性也日益提升.可以說,從研討的復(fù)雜問題、問題所處的環(huán)境、專家體系、知識體系和機(jī)器體系等都發(fā)生了量或質(zhì)的變化.這些都是推動綜合集成研討廳體系進(jìn)一步拓展的因素.為此,在當(dāng)前技術(shù)高度繁榮和發(fā)展的背景下,重新來探討綜合集成研討廳體系的發(fā)展是非常必要和重要的任務(wù).未來的工作建議從以下幾個(gè)方面來開展.

6.1 計(jì)算框架

1)綜合集成研討廳體系的計(jì)算模型.把與復(fù)雜問題求解相關(guān)的各類專家(包括領(lǐng)域?qū)＜液陀?jì)算機(jī)/AI 專家)引入傳統(tǒng)的以計(jì)算機(jī)為主導(dǎo)的智能系統(tǒng),打破系統(tǒng)的靜態(tài)性和封閉性,使得人、機(jī)均處于問題求解和智能增強(qiáng)回路中,隨問題求解階段、狀態(tài)不同而持續(xù)調(diào)整和演化,最終形成群體智慧的涌現(xiàn),這給復(fù)雜智能系統(tǒng)的計(jì)算實(shí)現(xiàn)帶來了極大的挑戰(zhàn).本文首次嘗試為復(fù)雜問題求解的綜合集成法給出了統(tǒng)一的計(jì)算模型和數(shù)學(xué)表示,為未來基于綜合集成的研究提供了理論指導(dǎo).

20 世紀(jì)90 年代,戴汝為團(tuán)隊(duì)對開放復(fù)雜巨系統(tǒng)的問題求解給出了一個(gè)求解框架[105]:〈開放的復(fù)雜巨系統(tǒng)有關(guān)問題、從定性到定量的綜合集成法、概念系統(tǒng)結(jié)構(gòu)〉.其中,概念系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括了專家(群體)在求解復(fù)雜系統(tǒng)問題時(shí)所應(yīng)用的知識、模型、方法(問題解決的策略)、問題求解思路等以及它們之間的相互關(guān)系.運(yùn)用概念系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的思想,設(shè)定研討目標(biāo),分解研討問題,實(shí)現(xiàn)研討問題的快速收斂,最終實(shí)現(xiàn)問題解決方案的增量演進(jìn)、螺旋提升,是構(gòu)建復(fù)雜問題通用求解框架的思路.這個(gè)求解框架的計(jì)算實(shí)現(xiàn)仍需在系統(tǒng)整體架構(gòu)和知識、模型及集成策略的設(shè)計(jì)上不斷優(yōu)化.

2)綜合集成研討廳體系擴(kuò)展.結(jié)合復(fù)雜性科學(xué)、思維科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)和只能科學(xué)的發(fā)展,不斷完善綜合集成研討廳體系.一方面,綜合集成研討廳體系中的專家、知識、機(jī)器、模型的類型和能力,知識、數(shù)據(jù)的來源可以不斷擴(kuò)充,如不確定知識、多源傳感信息、領(lǐng)域態(tài)勢、動態(tài)知識等.另一方面,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(包括智能主體、知識、數(shù)據(jù)的表示及交互、集成、動態(tài)演化的模型等)需要相應(yīng)地?cái)U(kuò)展,并在系統(tǒng)各層次、各環(huán)節(jié)(集成、融合、演化環(huán)節(jié))引入最新的人工智能技術(shù)(如深度學(xué)習(xí)、知識圖譜、圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)、計(jì)算博弈等)來提升問題求解系統(tǒng)的性能.

6.2 關(guān)鍵技術(shù)、模型及算法

大至社會、經(jīng)濟(jì)、地理、企業(yè)、政府系統(tǒng),小到涉及人們?nèi)粘Ｆ鹁印W(xué)習(xí)、工作、生活與娛樂等系統(tǒng)都日趨復(fù)雜,涉及包括數(shù)據(jù)與人、機(jī)器在內(nèi)多源、異構(gòu)、層次化、演進(jìn)的復(fù)雜性、智能、交互與耦合等,不是僅靠數(shù)據(jù)與算力就可以處理好的.當(dāng)前成熟的人工智能算法(如機(jī)器學(xué)習(xí))只適合靜態(tài)環(huán)境的預(yù)測,還不善于處理動態(tài)系統(tǒng)問題.處理復(fù)雜動態(tài)問題的智能算法、智能系統(tǒng)也是復(fù)雜系統(tǒng),比如大規(guī)模分布式學(xué)習(xí)系統(tǒng)、可決策的知識發(fā)現(xiàn)系統(tǒng),需要深度與廣度相結(jié)合地表征、學(xué)習(xí)、推理與優(yōu)化,由此也可以處理目前一些理論、方法、技術(shù)與系統(tǒng)所面臨的問題[67-68].

面向開放動態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)的問題求解,要充分利用人的智能、機(jī)器智能以及人機(jī)融合智能來處理,涉及人工智能、人機(jī)交互、分布式協(xié)同、虛擬/增強(qiáng)/混合現(xiàn)實(shí)、邊緣計(jì)算、數(shù)字孿生[106]等新興技術(shù).其中核心還是智能技術(shù),下面具體介紹主要的智能技術(shù)及其與綜合集成研討廳體系的關(guān)系.

1)增強(qiáng)智能.增強(qiáng)智能[107]利用機(jī)器智能的優(yōu)勢以提升(而非替代)某些智能主體的智力水平或問題求解能力為目標(biāo),主要側(cè)重于增強(qiáng)人類智能[108].綜合集成研討廳體系強(qiáng)調(diào)智能生成、增強(qiáng)與涌現(xiàn)的開放性和動態(tài)性,強(qiáng)調(diào)人、機(jī)、群體智能的互相激發(fā)和增強(qiáng),因此是增強(qiáng)智能的一個(gè)載體.

2)混合智能.混合智能[109]將人的作用與人工智能系統(tǒng)結(jié)合,形成混合增強(qiáng)智能的形態(tài).人在回路的混合增強(qiáng)智能將人的作用引入到智能系統(tǒng)的學(xué)習(xí)和決策中,構(gòu)成提升智能水平的反饋回路.基于認(rèn)知計(jì)算的混合增強(qiáng)智能則是指在人工智能系統(tǒng)中引入受生物啟發(fā)的智能計(jì)算模型,構(gòu)建基于認(rèn)知計(jì)算的混合增強(qiáng)智能[110].這類混合智能可通過模仿生物大腦功能提升計(jì)算機(jī)的感知、推理和決策能力,建立像人腦一樣感知、推理和響應(yīng)激勵(lì)的智能計(jì)算模型[111].混合智能將人與機(jī)器的智能結(jié)合、相互激發(fā),這與人機(jī)結(jié)合的綜合集成的思想不謀而合.

3)群體智能.群體智能是具有簡單智能的個(gè)體通過相互協(xié)作和競爭涌現(xiàn)出的超越個(gè)體智能水平的智能形態(tài).群體智能也可以說是將網(wǎng)絡(luò)智能引入混合智能系統(tǒng),助力解決某些工作量巨大但高度依賴于人類獨(dú)特認(rèn)知能力的復(fù)雜問題.引入網(wǎng)絡(luò)智能之后,人機(jī)結(jié)合的綜合集成研討廳體系就包括三個(gè)異質(zhì)的智能群體:計(jì)算機(jī)(AI)群體、專家群體和網(wǎng)民群體,他們在智能特征、組織結(jié)構(gòu)、行為邏輯上都存在著顯著區(qū)別,如何融合三者的智能,形成體系智能(群體智慧),需要研究以下問題:三個(gè)群體的注意力協(xié)同機(jī)制,任務(wù)動態(tài)分配機(jī)制,群體之間的交互原則、交互方式與交互界面,意見的一致性衡量和分歧消解機(jī)制等.這些方法都可以融合到綜合集成研討廳中,實(shí)現(xiàn)人機(jī)結(jié)合的綜合集成和群體決策.

4)人機(jī)融合智能[112].人機(jī)融合指的是通過人機(jī)互動協(xié)同,特別是通過文本、圖像、語音、腦電等通道實(shí)現(xiàn)信息交流和交互協(xié)作.人機(jī)融合是綜合集成研討廳體系要解決的關(guān)鍵問題,體現(xiàn)在不同研討階段:問題分析階段、討論階段、共識達(dá)成階段、決策反饋階段.在人機(jī)融合研討過程中,機(jī)器需要及時(shí)準(zhǔn)確地感知人的思維狀態(tài)和意圖,并及時(shí)提供人所需要的、定性可解釋的信息和決策輔助.近年來,以深度學(xué)習(xí)為代表的人工智能方法[113],在基礎(chǔ)知識的定性到定量計(jì)算研究上有較大的進(jìn)展,為人(以定性思維為主)與機(jī)器(以定量計(jì)算為主)之間的信息交互與融合提供了有效的手段.

綜上,增強(qiáng)智能、混合智能、群體智能、人機(jī)融合智能等技術(shù)在綜合集成研討廳中應(yīng)用,可以幫助研討的專家更好地分析和處理復(fù)雜問題,快速有效給出群體最優(yōu)的求解方案;同時(shí),研討廳也提供了相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用驗(yàn)證環(huán)境、宏觀建模指導(dǎo)以及集成多種技術(shù)的計(jì)算框架,通過求解復(fù)雜問題,也可以不斷提升智能技術(shù)的有效性.

6.3 綜合集成研討平臺搭建和應(yīng)用

充分利用當(dāng)前新型信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能技術(shù)的成果,設(shè)計(jì)開發(fā)綜合集成研討平臺和應(yīng)用系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)從態(tài)勢分析、博弈推演、研討決策、到行動反饋的復(fù)雜問題求解的迭代優(yōu)化過程;設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜問題分解工具、環(huán)境和態(tài)勢信息感知工具、群體思維可視化工具、群體推薦服務(wù)工具、群體一致性計(jì)算工具、研討智慧涌現(xiàn)支持工具,支持群體專家交流和共識達(dá)成過程中的多種數(shù)據(jù)、模型、仿真引擎、意見形成和評價(jià)等,提升群體決策方案質(zhì)量.主要任務(wù)如下:

1)基礎(chǔ)AI 資源和開放式建模環(huán)境的構(gòu)建,主要包括:主流的AI 算法、模型庫或接口;開放式建模環(huán)境.其中開放式建模環(huán)境是重點(diǎn),它支持現(xiàn)有模型的動態(tài)組合、數(shù)據(jù)驅(qū)動的現(xiàn)場建模和環(huán)境感知,以便根據(jù)復(fù)雜問題求解需要和環(huán)境、態(tài)勢變化,隨時(shí)建立、調(diào)整、改進(jìn)模型,實(shí)現(xiàn)人-機(jī)在現(xiàn)場層面的緊密結(jié)合.

2)專家群體交互支撐環(huán)境的構(gòu)建,主要包括人類專家群體進(jìn)行高效通訊、交流(這里主要是研討)所需的各種軟硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,例如網(wǎng)絡(luò)會議系統(tǒng)、資源共享系統(tǒng)、任務(wù)協(xié)作系統(tǒng)、信息可視化系統(tǒng)等,以及為提升研討效率、感知研討狀態(tài)、避免交互陷阱、激發(fā)群體注意力等目的而提供的各種研討組織和研討管理工具.

3)問題求解與決策支持支撐環(huán)境的構(gòu)建,主要包括與復(fù)雜問題求解/決策支持相關(guān)的通用型支撐、管理工具,例如問題求解模式設(shè)置工具、問題求解階段劃分與管理工具、任務(wù)分解分配及融合工具、時(shí)間/資源管理工具、決策分析工具(包括自動推理、搜索等)、意見一致性工具、求解結(jié)果/決策方案質(zhì)量衡量工具等.

4)群體間交互協(xié)作與智能系統(tǒng)融合支撐環(huán)境的構(gòu)建,主要為上述三類智能群體間的交互協(xié)作,以及由此協(xié)作引導(dǎo)、激發(fā)的體系智能融合(群體智慧的涌現(xiàn))提供工具支撐,包括人機(jī)協(xié)同界面與工具、人機(jī)協(xié)同學(xué)習(xí)支持與管理工具、開放式建模工具、網(wǎng)絡(luò)交互/數(shù)據(jù)接口、體系工作狀態(tài)感知與調(diào)控工具、協(xié)作質(zhì)量評價(jià)工具、智慧涌現(xiàn)的刻畫與衡量機(jī)制等.

應(yīng)用綜合集成研討廳體系進(jìn)行復(fù)雜問題的建模與計(jì)算、復(fù)雜系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)、復(fù)雜智能系統(tǒng)的工程實(shí)踐等,有利于深化綜合集成理論方法的計(jì)算實(shí)現(xiàn)與工程化.實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)包括多種工程方法的集成、多種計(jì)算范式和學(xué)習(xí)系統(tǒng)的集成、多種知識和信息來源的集成、多種建模與表征方法的集成、模型與知識的增長演化等.不管是綜合集成法的研究,還是系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)和工程化,都與當(dāng)前智能科學(xué)和技術(shù)結(jié)合日趨緊密,融合發(fā)展.

綜上,回顧過去,展望未來,從理論方法到關(guān)鍵技術(shù)、平臺工具,再到實(shí)際應(yīng)用,綜合集成研討廳體系必將為我國的社會發(fā)展和科技進(jìn)步做出更大的貢獻(xiàn).