泛系理论与计算机科学

1. 泛系理论与计算机科学 李永礼 林和 等 兰州大学 2003.12.16

2. 提纲 • 几个问题以及思考 • 什么是泛系 • 我们的工作 • 展望

3. 一、几个问题及其思考 • 不到二十年的跨度出现第五代计算机,网络这两个极端，仅仅是技术原因吗？ • 计算机的发展变化（硬件，软件，应用）,有没有一种深层的动力，原因。 • 计算机的发展变化与人类社会的发展变化有没有一些共性？

4. 思考 • 莱不尼兹把二进制与八卦相联系， 基于二进制的计算机的发展变化与中国哲理还有联系吗， 哪怕是潜在的联系？ • 一个人的时间有限，精力有限，要认识无限的事，怎么办？

5. 中西文化（思考）

6. 三种推理

7. 复杂系统 • 复杂主要是关系复杂。从泛系角度来说是软件复杂。 • 关系复杂,关系中还有嵌套, 关系间嵌套, 复杂是相对人的,复杂是人和事物之间的观控关系泛权。 • 如何把握复杂系统？

8. 个人应付知识爆炸 • 一个人不可能对有关计算机科学所有方向的知识细节有全面深入的了解。 • 但是作为计算机学者，对这些知识应该有所了解。那么我们应该怎么办？ • 宏观上应该了解他们的共性,进而可以从宏观上进行把握。

9. 思考 • 算术研究数的运算。 • 代数研究代数式的运算。 • 微积分研究无穷小的运算。 • 集合论研究集合与势的运算。 • 数理逻辑研究逻辑值的运算。 • 开关理论研究开关的运算。 • 计算机用技术化的逻辑运算来模拟各种运算。 • 共性？

10. 相似（共性） • 正如著名波兰科学家巴拿赫认为，一个人是数学家，那是因为他善于发现判断之间的相似；如果他能判明论证之间的相似，他就是个优秀数学家；要是他竟能识破理论之间的相似，他就成了杰出数学家。巴拿赫甚至进一步提出，应当有这样的数学家，他们能够洞察相似之间的相似。

11. 二、泛系 • 泛系背景 • 泛系看法 • 泛系简介 • 泛系思维 • 泛系计算机科学观点

12. 泛系背景（一） • 我们的时代是一个万国互网、辩证综合、 跨域一体、百科整合的时代，我们的时代更是一个社会、科学、技术、经济、教育高速发展的时代。在这种大时代背景下人们需要新型的人才观、科学系统观和哲理方法观。

13. 泛系背景（二） • 没有宏观的、战略性、跨域性而宏微结合的具体研究, 没有交缘性、横断性、综合性的具体创新开拓, 没有跨学科和一体化的规划、运动或实践, 没有数专多能贵精奇的博才运筹，一个民族不可能登上哲学、数学、科技、教育与文明的最高峰。

14. 泛系看法（一） • 我们不是认为古代的思维方式有什么可拯救现实科学技术与社会危机的神秘妙法。而是着重与当代科学技术与人类实践的新概括，用泛系观去反思与扬弃传统哲学。 • 能够合理地或者相对自圆其说与协同兼容地解释传统的东西都是一种发展中的理论的必要条件，但不是充分条件。 • 传统的东西也不是一成不变的，不按具体条件分析、扬弃，简单地肯定或者否定一切，这本身就有悖于充分可观控建模于显生的思想。

15. 泛系看法（二） 现象 人类讨论科学 应注意的 规律 科学的三个 层次 泛对称 规律是事物的内在联系，是现象系统，现象转化的本质，其形式与泛对称有关，规律是现象的组织，泛对称是规律的组织，是规律的规律。

16. 泛系简介 • 泛系论是一种跨学科探索。她是一种有诸多具体开展的广义元方法论和元科学。 • 她在哲理数理技理三兼顾的理念下探索东方西方科学文化的交缘 • 广义的系统，转化，对称及其关系是涉及许多学科分枝和事物机理的概念。 • 泛系论被《中国图书馆分类法》分类号N941.6界定。

17. 泛系思维 • 泛系思维联系（哲理思维，数理思维，技理思维，系统思维）让它们优化组合，优势互补。

18. 泛系与计算机科学观点举例 • 从生物的复杂超系统机理的理悟而转用于计算机科学技术，同时又从后者的观点、理法、技术去理解生物系统。 • 这两个方向的四互（互联互转互导互显生），以及联四维的四互，这将产生计算机科学技术与生命科学技术的协同发展与融合。 • 几十年来生物学家试图以理解最基本粒子的方法去理解生物系统，现在到了以系统和综合的观点去理解生物系统的时候了。这种观点对计算机科学同样适用。

19. 泛系与计算机科学观点举例 • 计算机软件大体粗略地看是按电信号级,二进制代码级,符号级,概念级,概念系统级,不同层次与人接口。 • 要研究每个层次之间（与人）的变变关系。 • 要研究人与世界的变变关系在每个层次上模拟. • 要研究概念系统级上的基因，概念系统级上的辨证。概念系统级上的模拟。

20. 三、我们的工作 • A： 系统运筹与计算机科学 • B： 从辩证相对来认识计算机 • C： 计算机科学有基因吗？ • D: 泛系理论与计算机科学主要的 • 成果 • D：

21. A、模拟---计算机发展的历史 • 计算的历史主要是模拟的历史； • 在PC上模拟人的智能、智能发育过程； • 在平台上模拟系统,如人工生命，机器人足球，蚁群算法； • 在网络上模拟社会，如email，电子商务，网格计算； • 在平台上，网络上模拟智能agent，agent是虚拟社会人，实质上是现实社会人的缩扩模型。 • PC，网络是系统，人，社会是系统，它们之间是模拟关系。

22. A、什么是模拟 • 计算机发展中模拟是不变的，而变化的只不过是模拟的对象，那么什么是模拟？ • 从泛系观来看，模拟是两个系统之间的关系，模拟的泛系哲学实质是两事物或两泛系同一性的转化。 • 模拟要素有四：原型，转化，模型，泛系同一性。

23. A、分离---计算机的具体作法 • 操作（运算）与操作（运算）对象分离，带来了数据流计算机到控制流计算机的系统结构的转变。 • 资源与资源使用分离，从而引进进程，线程的概念。 • 它们与cpu, mem, printer作笛卡尔积，由此引出程序的串行、并行，带来了资源的共享，这是操作系统的核心思想。

24. A、分离---计算机的具体作法 • 类与类名（语法与语义）分离，对象类与对象的泛权分离，数据挖掘中规则的提取是以这一分离为前提的。 • 结构与功能分离，是模块化的原因，有了模块能够形成大系统，从而产生大系统的功能。 • 具体与抽象分离是神经网络的哲理：具体n----抽象----具体n+1。

25. A、分离---计算机的具体作法 • 变量与变量所指分离是网络远程控制的基本思想。 • 语言与元语言分离，DTD与XML导致专家学者与程序编制人员工作的分离。 • 在粗集理论中主体，客体分离，可以得到观察等价，解释一些悖论等等结果。

26. A、分离---分离与辩证对偶 • 辩证对偶就是一些相对对偶，对辩证对偶的分析就是辩证思维。 • 具体学科中，由分离找出对偶，进行对偶辩证分析，就是所谓的分离。

27. B、从辩证相对来认识计算机 • 计算机是集相对性大成和辩证思维的大成的体现和技术显生：0/1辩证以及对偶辩证：(操作（运算），操作（运算）对象)、 (请求，服务)、(客户端，服务器) 、(过程，对象)、（变量，变量所指）….

28. B、泛系辩证 • 泛系辩证是辩证法与系统论思维结合 • 泛系辩证七因子： 对偶，五互，五转，泛导，泛对称，动态互补结合，泛系相对性。

29. B、二进制0/1 和 指针 • 计算机的低层辩证是建立在二进制0/1辩证上，0/1辩证是实现辩证的底层内核。 • 指针是实现相对性的手段，是泛系相对性的一种显化 。 • 指针的相对性加上0/1辩证就构造了泛系辩证相对性平台，又通过指针相对性实现更高层次的辩证。

30. B、相对 • 一是指性质上相互对立， • 二是指比较而言， • 三是指依一定条件而存在， 随一定条件而变化。

31. B、结语 • 从辩证相对来认识计算机，来运筹人与计算机的关系，从某种意义上，至少在潜在的意义上，是中西文化结合的一种实现，它将对计算机的研究与发展带来一种新的视野。

32. C、基因 • 数学结构的基因： 形影关系，局整关系，它们的反复复合，表示了林林总总的数学结构。形影关系，局整关系，就是数学结构的基因。 • 泛系数学的基因： 局整，形影，异同，泛序，泛导，泛转，泛对称。

33. C、人们为什么要研究基因？ • 就是为了在宏观，中观，微观三个层面上把握基因的少变与事物的多变的关系：一种泛对称规律 • 就是为了在有限的时空，有限的思维情况下去对付复杂的事物。

34. C、泛系中的基因关系 • 泛系列出了基因关系：宏观与微观，控制与观测，局部与整体；因果（手段与目标），动静（多变与少变），模拟（相似）；辩异与类同，泛序（广义次序），形影；集中与分散，串行与并行，生克（显生显克，优化与劣化，协同与对立）它们的反复复合表示万事万物。

35. C、计算机科学中的基因关系 泛系中的基因关系 + 泛系数学的基因 + 数学结构的基因关系

36. D、 泛系理论与计算机科学主要的成果 • (一)、1992年—1993年将会诊型泛系模拟原理，用于兰州 炼油厂进行大型设备故障诊断，因准确诊断避免了16单元烟机紧急停机，获得效益196.97万元（兰州炼油化工厂财务处书面报告）

37. (二)、 指出了GIS的空间拓扑关系方面的国际权威M.J.Egenhofer用四元组解决空间拓扑关系，会混淆坐标系维数的概念。

38. (三)、 解决了数学形态学所谓悖论：Jordan定理不满足的原因在于边界的混淆。

39. (四)、 提出了类拓扑模型，从而提出了观察等价、强，弱连通的概念，继软计算后，进而提出软观察(soft observation) 的概念和基本思路。它显化了泛系相对性，也显化了观察与模糊数学、泛系相对性与模糊数学的关系。

40. 四、泛系工作展望 • 从微观上进一步探索操作系统的泛系关系 • 进一步深化对计算机科学的主要领域的探究。 • 写出一些教材。

41. 主要文章 • 1。Yongli Li , Zhilin Li, Yong-qi Chen Xiaoxia Li and Yi Lin • Raster Space with Relativity Kybernetes:The International Journal of Systems and Cybernetics.(This journal is cited in SCI)Vol.32,No5 2003pp629-639 • 2。Yongli Li , Zhilin Li, Yong-qi Chen Xiaoxia Li • Using raster quasi-topology as a tool to study spatial entities • Kybernetes:The International Journal of Systems and Cybernetics. (This journal is cited in SCI) • Vol32.Nos9.2003pp1425-1449 • 3。Zhilin Li, Yongli Li , Yong-qi Chen • Basic Topological Models for Spatial Entities in 3-Dimensional Space • Geoinformatica 4:4,419-433,2000 • 4。Yongli Li Note on some topological properties of sets in information system • Kybernetes:The International Journal of Systems and Cybernetics. (This journal is cited in SCI) • 1998,Vol27,Iss4-5,pp563-564 • 5。Yongli Li Boundary of sets in pansystems information system Kybernetes:The International Journal of Systems and Cybernetics.(This journal is cited in SCI) • 1997,Vol26,Iss4-5,pp596-601 • 6。Yongli Li Some topological properties of sets in information systemsKybernetes:The International Journal of Systems and Cybernetics.(This journal is cited in SCI) • 1995,Vol24,Iss9,pp56-57

42. 泛系书 《逼近转化论与数学中的泛系概念》 吴学谋著 《泛系理论与数学方法》 吴学谋著

43. 谢谢

44. 对计算机科学的主要领域从系统观悟动网悟道之道：探索了操作系统，系统与结构，网格计算，远程控制，面向对象，ontology(本体论)，XML，知识表示，机器学习，粗集理论…..它们中的泛系相对性，泛系共性，泛权场网的统一性，复杂性的林林总总的机理以及有关的泛系八筹。对计算机科学的主要领域从系统观悟动网悟道之道：探索了操作系统，系统与结构，网格计算，远程控制，面向对象，ontology(本体论)，XML，知识表示，机器学习，粗集理论…..它们中的泛系相对性，泛系共性，泛权场网的统一性，复杂性的林林总总的机理以及有关的泛系八筹。