世界性难题的模糊工程学诠释

  世界性难题的模糊工程学诠释

    傅蕴德  2007年9月26日

现代科学技术特点突出表现在思维方法上，在全球范围内兴起的以智力革命、知识革命和信息革命为核心的新科技革命，不仅引起了社会经济、政治、文化、教育等一系列变革，也引起了人类思维方法的重大变革。如思维科学中的模糊思维和战略思维成为现代主要的思维方法。这种具有把精确与模糊、定性与定量、逻辑与非逻辑等一系列矛盾有机结合起来的科学模糊思维在现代科技革命时代中又是一种重要的科学思维方法。

1965年美国系统工程教授札德适应现代科学技术发展的要求，创建了模糊数学。从此，模糊理论广泛应用于各门学科。1974年英国学者E.H马达尼首先在试验室里实现了对蒸汽发动机的模糊控制，从而出现了一种崭新的控制技术──模糊控制，简称模糊技术。1987年，可以说是日本模糊控制技术推广应用的里程碑。寺野寿郎将1987年称之为“日本模糊元年”，因为这一年日立公司将模糊控制技术成功地应用于仙台市地铁、使地铁启动和制动均极为平衡，再无冲撞之感，而且停车能精确到10厘米以内。因此，模糊控制技术的知名度和声誉大增。可喜的是，中国学者突破了康托集合、模糊集合和经典逻辑的局限，建立了可拓集合、关联函数、可拓逻辑和可拓方法。由我国学者蔡文研究员于1983年创立了一门横跨哲学、数学与工程的新学科---可拓学。可拓学是中国原创的一门新学科，中华人民共和国科技部科技成果管理办公室2004年发布可拓学研究成果“可拓论及其应用研究”指出，“本项目是一项原始性创新研究，在海内外同类研究中，处于领先和指导的地位。”可拓学是用形式化的模型研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法，并用以解决矛盾问题的学科。可拓学作为一门以矛盾问题智能化处理为核心的新的横断学科横空出世。

现代科学发展的一个突出特点就是各门学科之间的相互渗透和彼此补充，并在不同学科的结合点上产生新的研究方向和研究方法。近年来，人们将模糊理论应用于工业、医学、地震预报、工程设计、信息处理以及经济管理等，已逐渐发展成为一门成熟的技术。日本就模糊技术的研究开发制定了长远规划，确定了6个重要发展课题：1、基础研究：研究基本概念，模糊数学理论和方法，以确保应用开发的连续性。2、模糊电脑：实现模糊信息的电脑处理，包括电脑的构造、逻辑记忆和存贮等。3、机器智能：实现模糊信息处理，使机器能高速地识别和判断模糊信息，包括智能控制、机器人、通信处理和模式识别等。4、人机系统：实现人机系统，包括模糊数据库、模糊专家系统和自然语言处理技术。5、人与社会系统：主要进行复杂的人类行为分析，包括决策支持系统、医疗诊断系统、行为心理透视系统及社会经济模型。6、自然系统：研究模拟和理解自然现象，包括辨别物理变化和化学变化，判断大气污染状况，进行地震预测和经济系统分析。

20世纪人类的科技发明和进步,从整体上说,不外乎以消耗能源为代价来代替人的机械性动作和机械思维。如果说21世纪还要让科技继续发展的话,那是不是该在突破机械思维,以智能机械(运用模糊思维)代替人的自然思维的道路上开拓下去呢?积极采纳日常生活中人们处理事物的想法，并使其上升为工程学的形态，这就是模糊工程学的目的。模糊工程学可以说就是在这种模糊的日常判断的积累中决定意向的技术。 

  用于因素识别的DEMATEL方法DEMATEL (Decision Making Trial and Evaluation Laboratory)法，直译为决策试行与评价实验室，意译为“决策实验室分析法”。 决策实验室分析法分析各管理问题间的复杂关系，DEMATEL 方法为1971 年在日内瓦的Battelle 协会用以解决科技与人类的事情，被用于研究解决相互关联的问题群（如：种族、环保、能源问题等），以探索问题本质。当初DEMATEL法的理想及目标为帮助收集世界问题及获得世界问题更好的解，并可以由此方法而获得世界各区域间有更好的知识交流；但世界各国由于法律或风俗等因素的影响而使得各国所期待要解决的问题目标不一样，所以，为使得问题解能达到预期的目标，故对问题解有所限制：1、问题解必须达成一个或多个目标；2、而这些目标也必须与大多数人类民族相关。

瑞士的DEMATEL研究所选出的世界性问题项目有48项：1、国际机构的脆弱；2、强国意识和责任不明确；3、军备竞赛；4、海洋限制不完备；5、外国的干涉；6、多国籍企业的干涉；7、殖民地问题；8、制度落后；9、落后国家的政治不稳定；10、个人参与不够；11、非活动人口增多；12、城市集中化；13、土地利用的非效益化；14、发达国的精神﹒肉体病态；15、个人安全保障削弱；16、阻碍精神愿望得到满足的障碍；17、种族歧视；18、对少数民族的威胁；19、性歧视；20、暴力争斗；21、个人自由受侵犯；22、犯罪﹒暴力活动的增多；23、劫机；24、语言障碍；25、宣传的激化；26、教育的不完备；27、集体意识的削弱；28、社会改革的困难；29、现状与愿望的差距；30、毒品问题；31、水质污染；32、大气污染；33、土质恶化；34、文化遗产与自然的破坏；35、遗传质的破坏；36、人资源浪费；37、资源浪费；38、资源﹒能源枯竭；39、对技术发展的不当抑止；40、解决能源问题的努力不够；41、通货膨胀；42、国际金融危机；43、对落后国家援助不够；44、落后国家的出口价格；45、优惠国带来的贸易变化；46、落后国家的营养不良；47、传染病；48、住宅不足。

瑞士的DEMATEL研究所利用这种构造模型对现在世界上人们共同关心的一些难以解决的问题进行了调查。调查内容主要是这些问题之间的关系以及阻碍其得到解决的原因究竟是什么。

人们用模糊思维模式解决复杂问题，对复杂的问题不进行分解而只作大致的理解，其方法之一就是构造模型，即先把复杂问题分成若干个小问题，然后再通过一组一组的比较来摸清它们之间的关系，将有联系的同类问题用连线连接起来。其特征就是可以利用人的综合判断能力进行组合比较。此外，由于整体构造能用图表表示，比起数学模型具有更为直观和便于理解的长处。构造模型与数学模型不同，它不能做出数量上的解答，只能模糊地表示各个小问题之间是否有关联。所以，人可以随意地进行解释，也极富启发意义。不过，只要一旦了解了问题的全貌，找出问题的关键所在也就不那么困难了。