戴汝為

戴汝為

戴汝為,雲南昆明人,1951年考入清華大學,1955年畢業于北京大學,分配到中國科學院力學研究所工作,師從著名科學家錢學森,後到中國科學院自動化研究所工作至今。1980年作為國家首批派出赴美訪問學者師從著名模式識別大師傅京孫(K.S.FU)教授;1991年當選中國科學院院士。

現任中國科學院自動化研究所學術委員會主任、學位委員會主任、中國自動化學會理事長、國際自控聯委員;曾任中國科學院學部主席團成員、信息技術科學部副主任、道德委員會委員。長期從事自動控製、系統科學、思維科學、模式識別、人工智慧等方面研究工作;1956年將錢學森教授1954年在美國出版的經典著作《Engineering Cybernetics》譯成中文《工程控製論》(1958年出版)。

  • 中文名稱
    戴汝為
  • 出生地
    雲南石屏
  • 出生日期
    1932年12月31日
  • 職業
    研究員,博士生導師
  • 畢業院校
    北京大學數學力學系
  • 1991年
    當選中科院院士

人物簡介

戴汝為戴汝為

男,生于1932年12月31日,1955年從北京大學數學力學系畢業後,在中科院力學所師從錢學森教授從事工程控製論的研究。以後一直在中科院自動化所工作,現為研究員,博士生導師。60年代,他解決了用極大值原理解最速控製、終值控製的數值計算問題。70年代,他最早在國內開展模式識別研究。80年代初,他在美國普渡大學與國際著名模式識別專家K.S.Fu教授合作,把統計模式識別與句法模式識別結合起來,提出了語義、句法方法。80年代後期,他率先在國內開展了人工神經網路研究,並主持完成了“人工神經元網路軟體包”,從而將模式識別和人工神經網路及形象思維聯系起來,並套用于手寫漢字的識別,形成具有特色的學術思想。90年代,他從事開放的復雜巨系統及處理這類系統的方法的研究,把綜合集成的構思用于模式識別,提出集成型模式識別的學術觀點。 戴汝為教授至今發表在國內外學術刊物上的論文近180餘篇,是多種學術刊物的主編、編委。他于1991年當選為中科院院士,1993年至1998年任中科院技術科學部副主任。現擔任中國自動化學會理事長,國務院學位委員會自動化學科評審組召集人等工作。目前他應聘為清華大學汕頭大學、中國科技大學等近三十餘所高校的兼職教授或名譽教授。

人物新聞

1 中科院戴汝為院士漫談復雜性科學

戴汝為戴汝為

10月10日上午,戴汝為院士作客騰訊,漫談復雜性科學。 【郭桐興】各位觀眾、各位網友,大家上午好!今天我們請到的嘉賓是中國自動化學會理事長、中國科學院院士戴汝為先生。戴老師您好,歡迎您!

【戴汝為】您好,謝謝。

【郭桐興】我們今天談的內容是有關復雜性科學的一些問題。首先我們請戴老師介紹一下什麽是復雜性科學?

【戴汝為】因為我自己是做這方面研究的,什麽是復雜性科學?提這個復雜性,往往有時候會引起誤解,在國內曾經有一個情況,有的說要做復雜性,領導聽了以後就說“你們做復雜性,我們做的是簡單性了?我們做的這些更復雜,因為要管好一個單位。”現在我們是作為一門科學來談論復雜性科學。現在由于多學科交叉的發展,大家都認為是非常重要的事情,而且自然科學社會科學不斷的融合,兩個也是交叉的。德國著名物理學家普朗克認為:“科學是內在的整體,它被分解為單獨的整體不是取決于事物本身,而是取決于人類認識能力的局限性。實際上存在從物理學到化學、通過生物學和人類學社會學的連續的鏈條,這是任何一處都不能被打斷的鏈條。”面對這一現狀,許多研究者開始探索從整體出發的研究方法,嘗試尋找那條被打斷的“溝通鏈條”。正是在這樣的背景下,復雜性科學開始孕育、萌芽,並受到越來越多學者的關註。由于這樣,一門比較新興的科學,也就是復雜性科學被提出來了。這也就是我們進行了所謂復雜性科學的研究。

【郭桐興】我聽說復雜性科學被人譽為是21世紀的科學。

【戴汝為】是的,慢慢的人們對這樣的說法越來越多了。當然是講現在科學的發展所面臨的最大的挑戰是什麽,科學的最大挑戰有人說了,但是這不隻是一個人的觀點。就是說,不僅僅是現在西方的,大家對這個也很感興趣,認為面臨了挑戰,但不僅僅是這個,同時也不僅僅是生態學。而對整個科學的發展來講,對于復雜系統的精確更完整的描述,認為是對整個科學最大的挑戰。所以現在把這個復雜性科學提到了這樣一個高度。相當一部分人是贊成這樣的觀點,也還有一部分人不太同意。但這個趨勢是這樣的,比如說現在有了一些研究的成果。

【郭桐興】戴老師,您給我們介紹一下現在國際上,像一些發達國家,對復雜性科學的研究情況,好嗎?

【戴汝為】

戴汝為戴汝為

談到復雜性科學,裏面有很多階段。早期對復雜性的關註是第一次世界大戰後,在歐美,出現了圍繞著從整體看待問題的整體論(holism),心理學領域中提出完形性(gestalt),以及創造性進化(creativeevolution)等學說。第二個階段是第二次世界大戰後,由于戰爭的需求,人們關註的項目是:信息(information)、反饋(feedback)、控製論(cybernetics)、一般系統(generalsystems)等。整體論(holism)和還原論(reductionism)的抗爭以前所未有的情形進行起來。第三個階段是近些年來的情況,提到復雜性研究,人們往往會聯想到美國新墨西哥州“規模小、主意大”的聖菲研究所(SantaFeInstitute)。

我首先從整個的大的方面來說,以美國方面作為一條線。美國人認為,科學的發展在第一次世界大戰的時候,當時是整體論引入到了美國。從中國文化來講,我們是講究整體的,從整體看待問題,看待科學,從整體考慮。而西方一直是所謂的從還原論,就是在處理一些問題的時候,把一個問題分成若幹個問題再來加以解決,所以不斷的去分。

【郭桐興】就是把一個問題逐步的細化?

戴汝為戴汝為

【戴汝為】對,細化、分解。這樣一個科學方法取得了很輝煌的成績,這個應該是肯定的。實際上在第一次世界大戰的時候,當時是整體論進來了,這是從心理學方面來講,當時提出了所謂的完形性的心理學,當然我自己不是研究這方面的,從心理學來講,就是你看一個東西的時候,腦子都在起作用,它已經把你看的東西進行了一個整合,所以是從整體來看待一個問題。這一點很重要。在西方原來是一直強調的東西就是還原方法,在心理學方面引入了完形性理論。我們從整體考慮問題還是對的。到了第二次世界大戰的時候,美國以及歐洲一些國家,他們在科學方面進行了一些新的創新,也提出一些新的想法,比如說影響最深的,那個時候打飛機,可以有一個炮瞄的系統,這個炮口一直是跟著飛機,飛機在那兒飛,打飛機的就在那兒轉,因為我是做這個控製的,所以對這個比較了解,當時提出了反饋,就是高射炮對著飛機,隻要沒對準的話就有偏差信號,炮就跟著轉,一直要轉到那個炮正好對準了那個飛機,這個時候就沒有偏差了,所以打對方的飛機比以前要好得多。

【戴汝為】所以就引入了一些,對現在來說是很有重要意義的所謂的反饋,人也是有反饋的作用,可是機器以前就沒有做到這一點。像反饋、系統這樣的一些概念,都是在第二次世界大戰的時候提出來的。這些觀念在現在來講仍然很重要,作為一個有反饋的系統,這個系統還是很重要的。第二次世界大戰還提出了一些適應性的問題,比如說一個人在社會上能夠適應,你做一個系統,也是在一個環境裏面運行,怎麽能夠在環境裏面運行得很好,就是要適應這個環境。所謂自適應性質等等,也是提出了一些想法,同時也是重要的一些問題。

【戴汝為】二次世界大戰以後,情況比以前又有了很大的發展。後來越來越體現到系統的復雜程度了,有的時候這一點非常重要。如果說復雜性科學的發展,當時人們還沒有認為復雜性是一門科學,但是所做的一些內容已經是那樣的了。我想如果現在再來說一下復雜性,概括一下的話,作為一門科學,現在使大家對復雜性很有興趣的話,要歸功于1928年,在維也納有一位科學家貝塔朗菲(LudeigvonBertalanffy),當時他做了一個畢業論文,叫做《生物有機體系統》,是他的博士論文。

【郭桐興】他是哪國人?

戴汝為戴汝為

【戴汝為】因為他在維也納,可能是奧地利人。他認為生物有機體,像動物、人,這樣生物有機體一類的系統,他提出來了。這跟二次世界大戰的時候不一樣,二次世界大戰所謂的一個系統往往是機器和電子所形成的系統。後來出現了控製論,才會把一些機器的東西跟人類的某些東西進行一個類比,當然機器是不如人了,包括彈性和適應程度。那時候人並沒有很大的註意,註意到有機體有這樣一個系統。 【戴汝為】這是1928年的時候提出來的,這位科學家喚起了大家對復雜性的興趣。在他之前還有一個數學家懷特海(AlfredNorthWhitehead),他在“科學和現代世界”上以“有機體的哲學”一文,描述了相類似的見解,這是與人和動物都有關系的。

自此以後的20年,在這方面發表著作,做出實質性貢獻的人和著作有:馬卡洛赫和匹茨(McCullochandPitts)的神經網路(neuralnetwork)、馮.諾依曼(JohnVonNouma)的元胞自動機(cellularautomata)和復雜性(complexity)、以及維納(N.Wiener)的控製論(Cybernetics)。到了50年代以後,盡管普裏高津(Prigagine)及哈肯(Haken)做出過重要的貢獻,然而進展緩慢。控製論的提出還有一個小故事,維納是1935年在清華大學做訪問教授,而且他當時是清華大學的電機系跟數學系兩個系的教授,清華後來還有人考證,控製論的思想最初可能是他在清華的時候想出來的,是不是還不一定,但有這樣一個說法。維納有著很好的數學基礎,他提出的控製論講的是機器和動物之間一些相同的關系等等。他提出控製論的時候,遭到了很多人的反對,有人認為是偽科學什麽的。那天有一位搞物理的人士還跟我說,在蘇聯大百科全書上寫了一個控製論,說控製論是偽科學的,是編出來的。所以控製論的發展還需要經歷一個過程,並不是一提出來大家都認可。後來維納的工作,也就是控製論變得很有名了。我們國家還有工程控製論,這是講工程方面的,所以大家接受起來比較容易。

【郭桐興】離我們生活比較近一些。

【戴汝為】對。工程的東西,大家也是看得見,摸得著的。到了50年代以後,有些人的工作被認為是現在復雜性的早期工作,比如說哈肯他們做的一些內容。復雜性科學大致是這樣一些說法,有這樣一些工作,而且是經過了一段長的時間,現在逐漸形成了,並且是明確的復雜性科學。

現在說起來的話,跟復雜性科學有關的主要內容有這樣一些部分,一個是整體論與還原論,有這樣一些說法和研究。這一點我剛才也說了,西方是主張還原論的,而且取得了很大的成績。我們中國傳統文化中最早主張、提倡的是整體論,整體來看問題。

【郭桐興】整體是不是從巨觀的角度看問題?

戴汝為戴汝為

【戴汝為】還不隻巨觀,有一個問題可以看出,就是中國的中醫,不是頭疼醫頭,腳疼醫腳,而是根據整體來看。

【郭桐興】有了病症,然後綜合起來、全面的看問題。 【戴汝為】對,而且還要根據中醫大夫的經驗,而且他的經驗也是從整體來看。而在西方就不是這樣的,我就遇到過這樣一件事,有一個朋友到美國去,在高速公路上遇到車禍了,就送到了醫院,他住院了,然後大夫給他開刀,就是從肩膀上給切了一刀,然後再接上去,我都沒有想到會這樣,這就是腳疼醫腳,頭疼醫頭的問題,而中國的中醫就不會這樣考慮問題。這就是整體論和還原論。另外就是控製論和一般的系統。剛才說的那位科學家,他在維也納做論文的時候,就是生物有機體的系統,這比做控製系統或者是做信息系統(還要復雜),我到騰訊來看,有很多人都是做信息系統的,這方面大家都比較熟悉,但不僅僅是這些方面。很復雜的還是生物有機系統。

【戴汝為】後來通過不斷的發展,在研究復雜性和混沌的理論,這也是從二次世界大戰以後,有好幾個步驟,一個是數學方面的,還有混沌理論,其實混沌理論有很多數學研究基礎,實際上就是一個非線性的定常系統,這類系統與它的初始條件,比如說一個方程,除了方程之外還有一個初始條件,如果初始條件變的話,那麽解就會變動得很大。這跟復雜性的研究很有關系,當時氣象學家舉了一個例子。比如說在一個很遠的地方,像在美洲或者是歐洲,就講氣象系統是一個很大的系統,而且這個氣象系統裏面會出現混沌的現象,既然是混沌現象,那麽跟初始條件很有關系,初始條件一變化,那麽系統的解也會有很大的變化。比如說在歐洲,一個蝴蝶扇一扇翅膀,可能就會引起另外一個地方的暴雨。就是說這類系統是很龐大的,與它的初始條件很有關系,如果初始條件變了的話,這個解就會有很大的變化。

【戴汝為】當時關于復雜性有一本很有名的書,就是在美國那邊寫的,裏面講“在混沌跟有序的邊緣上所產生的一門新的科學,就是復雜性科學”。復雜性那本書在台灣已經翻譯出來了,在國內也有賣的。但國內售書有一個毛病,賣過了就沒有了。早期它把混沌看的比較重,實際上對混沌的研究後面也比較清楚,現在在一些工程等套用上,就不像對氣象方面的影響,就是蝴蝶扇一扇翅膀會引發另外一個地方的暴雨。後來要使它的影響不要那麽大,變成一個系統裏面的噪聲就行了。早期也是從復雜性科學裏面發現了這樣的問題。後來復雜性根據進化也有一些研究了。後來美國一個心理學家提出了遺傳演算法,就是人種的進化,怎麽進化得好了,他有一個演算法,這個工作跟復雜性研究的關聯度也比較多一些。

戴汝為戴汝為

還有一個方面就是元胞自動機,這是一位有名的科學家提出來的,就是說這個機器能不能繁殖,聽起來有一點神,當時他提出了,一般人很難理解,但是現在在搞復雜性的一些人,就已經作出了這樣的例子。 【郭桐興】相當于是克隆

【戴汝為】有一點這樣的意思,就是自我繁殖。蘭頓(Langton)是搞復雜性的,叫人工生命,以前大家知道人工智慧,智慧型怎麽用機器來實現?這就是人工智慧。現在自我繁殖也是很重要的一點,按照他們來說就是人工生命,這是復雜性研究當中比較重要的問題,還有人工社會。

【郭桐興】這個怎麽理解呢?

【戴汝為】以前都是人的社會,人的組織,可是現在這個社會,有些是機器可以來代替的,比如說代理(Agent),很多工作可以用機器人代替人來做。還有就是人工智慧的研究,有些需要有高度智慧型性質的一些東西,也有人去研究了。人工生命跟人工社會是研究中的很熱門的東西,在國外開展這方面的研究也很多。還有一個方面,就是大網路的動力學的問題。比如說因特網,光說這個網和技術問題,這是一種看法,實際上網際網路在跟使用者合在一起來看,這就是一個很復雜的了,又有人文的,又有科技的,因為每天都有網民在寫網頁放在網上,這是以前沒有過的。還有所謂的跟復雜巨系統相聯系的一些問題,這些都是現在在研究的。同時我們國內也在做所謂的復雜巨系統的有關問題,比如國民生產總值(GDP)預測的問題,這是在社會經濟系統裏面要考慮的一個問題,所以它是一個很復雜的問題。二次世界大戰以後,復雜性方面的內容,就是我剛才列的這樣一些內容,實際上復雜性科學研究的範圍很大,比如說人工生命、人工社會、機器的自我繁殖,這些問題都是很新的,也是很復雜的,這些都是屬于復雜性科學的問題。這是第三次熱潮。

2 戴汝為院士:復雜性科學是21世紀的科學

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10月10日上午,戴汝為院士作客騰訊,漫談復雜性科學。 復雜性科學號稱是21世紀的科學

什麽是復雜性科學?提這個復雜性,往往有時候會引起誤解,在國內曾經有一個情況,有的說要做復雜性,有人會這樣提問:你們做復雜性,我們做的是簡單性了?我們做的這些更復雜,因為要管好一個單位。現在由于多學科交叉的發展,大家都認為是非常重要的事情,而且自然科學跟社會科學不斷的融合,兩個也是交叉的。由于這樣,一門比較新興的科學,也就是復雜性科學被提出來了。這也就是我們進行了所謂復雜性科學的研究。

慢慢的人們對這樣的說法越來越多了。當然是講現在科學的發展所面臨的最大的挑戰是什麽?對整個科學的發展來講,對于復雜系統的精確、更完整的描述,是科學最大的挑戰。所以現在把這個復雜性科學提到了這樣一個高度。相當一部分人是贊成這樣的觀點,也還有一部分人不太同意。但這個趨勢是這樣的。

中國的復雜性科學研究

國內舉行過很多活動,84年成立的研究所,1991年中國科學院開過一次復雜性討論,92年香山會議也開過生命的復雜性與復雜性進展討論會。後來的1993年,石油大學成立復雜性研究中心,94年還有一次香山會議,就是開放復雜性與方法論的討論會。97年開放的復雜系統理論與實踐的討論會,99年開過一次培訓討論會。到了2000年基金會開始設立了復雜性研究基金,錢不是很多。到了2001年基金會成立了一個中德基金,而且第一次活動就是在北京,是中德雙邊關于復雜性科學的討論。2001年基金委又派了一個代表,中法社會認知復雜性科學討論會。後來我們成立了復雜性研究中心。這些事情在國際上很熱的,包括人工生命、人工社會。在歐洲來說,作為復雜性科學的重要成果就是原理平衡態的開發系統。

學術論文

近期代表性的學術論文如下:

戴汝為戴汝為

1.綜合各種模型的專家系統設計,《模式識別與人工智慧》,Vol.2,No.1,2,1989。 2.一種聯想式語言記憶模型(英文),《國際神經網路會議論文集》,美國聖地亞哥,1990。

3.中國在漢字識別方面取得的一些成就(英文),《國際模式識別與人工智慧》,Vol.5,No.1,2,1991年。

4.從定性到定量的綜合集成(Hetasynthesis)-------開放的復雜巨系統的方法論,《來自科學前言的報告》,清華大學出版社,1996。

5.認知科學進展,《自然科學基金》,Vol.11,No.1,1997.

6.由部件的動態模板引導下的在線上手寫漢字識別(英文),《國際模式識別與人工智慧》,Vol.12,No.1,1998。

7.復雜巨系統科學——一門21世紀的科學,《自然雜志》,Vol.19,No.4,1998。

8.21世紀組織管理途徑的探討,《管理科學學報》,Vol.1,No.3,1998.

9.模式識別系統的集成,國際系統工程會議特邀報告,北京,1998。

近年來出版專著兩冊:

1.《智慧型系統的綜合集成》,浙江科技出版社,1995。

2.《漢字識別的系統與集成》,浙江科技出版社,1998。

參與出版專著兩冊:

1.《開放的復雜巨系統》,浙江科技出版社,1996。

2.《系統研究》,浙江教育出版社,1996。

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出版/發行時間:2008-04-01

出版社:科學出版社作者:戴汝為

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21世紀發達國家從信息時代邁向“概念時代”,這為註重整體觀念和形象思維的中國傳統醫學的創新發展提供了時代機遇。當今科學發展的特點是多學科交叉研究,中醫葯的發展應該以人體復雜系統為基礎,結合系統科學、認知(思維)科學、復雜性科學交叉研究;從系統學的理論高度,採用從定性到定量的綜合集成方法論;充分吸取電腦技術、信息技術的最新成果,以人為主、人機結合,綜合專家體系、古今中外相關的知識信息,集成電腦群的高性能,發揮其整體優勢,從而于無所不在的網路空間構建綜合集成研討廳體系,為中醫葯研究發展提供可操作的智慧型平台。

本書可作為系統科學、認知(思維)科學、復雜性科學、中醫葯專業等領域的研究生教學參考書目,也可供這些領域的研究人員參考借鏡。 2 社會智慧型科學

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科學發展觀要求建立人與自然和諧的社會,經濟全球化、信息網路化、智慧型社會化成為當前發展的特征。探索人類智慧的道路,從思維科學走向社會智慧型科學,是時代的要求,體現了人文與科技的交融。本書著眼于學科交叉發展,從思維及認知的觀點出發,借鏡中國傳統整體觀念和西方還原論形成辯證的系統論和綜合集成的研究方法,在總結人工智慧智慧型電腦發展經驗的基礎上,提出人-機結合的智慧型科學和智慧型工程。作者在系統復雜性研究中,引入人工智慧技術與知識工程方法,套用先進的信息、網際網路技術構建了“人一機結合綜合集成研討廳體系”,依托信息網路空間推出支持巨觀經濟決策的可操作平台,成為智慧型信息處理的有力支持系統。在實踐的基礎上,進一步形成人-機結合的智慧型信息處理理論,這就在技術層次和工程層次上為一門新學科“社會智慧型科學”作了準備。

本書可作為思維科學、認知科學、智慧型科學及智慧型信息處理等領域的研究生的教學用書,也供這些領域的專業人員參考借鏡。 3 人工智慧

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出版/發行時間:2002-03-01

出版社:化學工業出版社 叢書名:高新技術科普叢書(第二批)

作者:戴汝為

ISBN:7-5025-3553-5

版次:1

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內容簡介

本書是“高新科普技術叢書”之一,作者以通俗的語言介紹了人工智慧的發展歷程。全書共分8章,分別介紹了基于規則的知識系統,人工神經網路,適應性智慧型系統,農業專家系統,知識管理與知識服務,智慧型機器人,人機結合的智慧型系統。本書適合從事人工智慧、自動控製等方面工作的技術人員、管理人員及大專院校師生閱讀。

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