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智能系统的信息处理原理

发表时间:2021-05-06 09:56

智能系统的信息处理原理是描述和反映主体与客体之间的相互关系和智能系统处理主客体关系的信息处理机制。该原理揭示r符号方法特别是计算方法处理复杂性问题的局限性,揭示了天然智能是处理复杂对象的符号的或非符号信息的最佳系统,指出模拟天然智能的信息处理,特别是非符号信息处理是解决复杂性问题的重要研究方向。  


一、符号方法的优势及解决复杂性问题的局限  

1.符号方法的贡献

(1)什么是符号方法。定义如下:所谓符号方法“就是用一个对象在信息层次上替代男一个对象,用人工对象(符号)代替具体对象,用信息的简单表示来代替信息的复杂表示,用操作符号来代替操作具体对象就叫符号方法”,以此为基础建立的技术叫符号技术,符号技术本质上就是信息技术。符号体系是针对非符号而言的,所谓非符号体系就是那些没有与人类的自然语言、人工语言捆绑在一起的信息、知识和人的能力。这里所说的符号方法包括:自然语言、人工语言(逻辑、数学、计算机技术等)。任何符号都有四个部分组成z符号的载体,符号的组成形式,符号的语义即它所指代的对象的内容,符号的语用即功用。符号本质上是信息客体对象,符号的功能主要是在信息层次上具有“所指”、“能指”的替代功能,所指、能指的功能产生于信息对象之间的信息上的相互连通、相互替代。符号还具有可交流、可主体化、可客体化的特征。

    (2)符号体系从哪里来?符号方法是在人的心理活动的基础上,从人的心理经验与符号的(约定俗戒)的捆绑来的。

    (3)人是靠什么来描述世界的?有r符号对象后,一般情况下人是用符号体系,特别是在需要交流的情况下只能用符号体系来描述世界。符号的有效性决定了符号方法的有效性,符号体系的局限性决定了人的局限性。从认识论的角度看人其实不能从根本上回答或证实所谓世界是什么、为什么的问题,所谓已知的理论(符号)体系,就是用自然语言、人工语言(包括哲学、具体科学理论、逻辑学、数学等)建构的理论体系,或者说是用符号描述和构造出来的所谓世界的存在。请注意,这仅仅是人的自以为是,并不表明它有什么所谓的“真理”性,但是它们的描述又是有效的。这罩唯一存在的只是符号与它指代的对象之间是否在信息层次上有相互通达、相互连通,进而有可以相互指代的关系。

    (4)符号方法的意义。使用符号是人与其他生命现象相区别的标志,符号的功能在于它的信息替代功能,用一些结构简单的符号代替非常复杂的自然编码的信息对象,用简单对象代替复杂对象,便于大脑的信息处理。符号方法是人们认识和改造世界的信息工具,因为人在使用符号及技术做认识世界和改造世界的工具。没有符号就没有今天的人,就没有人的思维,也没有人化的世界,没有科技,没有理论,没有信息交流。因为我们是在用符号发问的,用符号传递信息的,大家基本上也是用符号的操作在思维的。


    2.符号的七大功能

    (1)符号的精简信息功能。一个字母作为符号可以代表任何对象,例如,可以代表一个简单的原子或分子,可以指代一个复杂的人,一个国家,一个国际社会,一个宇宙。在信息处理过程中,表示一个字母占用的信息量资源是一样的(形式信息量),但字母代表的不同对象所包含的语义信息量是不同的,代表简单分子的语义信息少于代表一个人或一个社会的语义信息量。当传递符号信息代替传递具体对象的信息时,信息就被大大精简了。符号的形式表达很简单,符号形式层次所映射的信息量也很小,上万字的论文几百k(计算机术语)就可以存储表示,但这些文字背后的语义信息却大得无边。对信息的量度有多种层次,如实有信息、实在信息、实得信息(包括直接实得信息和间接实得信息)。


    (2)符号的超越功能。具体对象的存在及相互关系不能脱离时间、空间。用符号代替具体对象后,对象作为符号存在可以脱离具体的时空局限性,使对象脱离时空的局限性。使人的思维可以实现,思维实际是头脑中以操作符号为主的心理过程。


    (3)符号的替代功能。符号的本质在于具有替代功能,可以用简单的符号信息代替复杂的对象的信息。符号代替具体对象后,使操作对象变成操作符号,操作对象之间的关系变成操作符号之间的关系。使人扪可以进行思想实验、思想检验。符号与它所代表的对象的关系是约定俗成的,不同的符号可以表述同一个对象(不同的语言表示同一个对象),而相同的符号可以表示不同的对象。符号与非符号的区别在于符号信息是间接表述对象,非符号是指自然编码的信息根据对象空间和时间关系直接映射的对象,如对象直接传递的信息或记录对象的图片信息,符号可以与表示的对象有某些相似,如汉字的象形但这仍然是符号与对象,还是间接关系。拿一个可以外化的对象(符号)负载于特定的载体上代替一个不可以外化(在头脑中)的思维对象,这就是符号的替代过程。


    符号在传递信息过程中涉及三个信息层次:①符号自身的信息(形式信息);②符号代表的对象的信息(语义信息);③符号之间的组合形成的信息(语义信息之间的组合信息)。在通信过程中首先要获取符号自身的信息(直接实得信息);其次信宿要事先存有符号代表的对象的信息(语义信息);再次获取由符号之间组合代表的信息,由符号层次及符号之间的关系层次组合输入引发的信宿内的相关信息,这也是信宿获得的间接实得信息。间接实得信息从来源上不是信源直接传递来的信息,而是信宿原来存有的信息,不过是在通信中被激活,参与头脑中现实的信息感知、信息组合。


    (4)符母的抽象、描述、解释及构造功能。操作符号可以组合出一切可能存在的关系及结果,以及不可能的关系及结果,其中自然包含了现实的关系及结果。只要人们能够将现实和可能的关系或结果选择出来,就可以成功地进行描述、解释与预测,建立所谓理论。符号体系具有构造三种世界的功能:其一,构造现实的对象及世界;其二,构造可能的对象及世界;其三,构造不可能的对象及世界。这些信息构造是通过符号之间的可排列、可组合,即关系的可变化。可合并,多个变一个;可联合,多个对象变成并列存在的对象的关系。符号与它指代的对象之间的关系可以约定俗成,可以分离,可另行约定,可以相互连通相互代替。总之,符号构造的是信息对象。


    (5)符号作为交流信息的媒介功能。符号的外化、社会化、形式化使之成为人们交流信息(思想),确认公共经验的媒介。没有符号(特别是语育)就没有人之间的信息交流,社会也不可能形成,符号使存在于主体中的心理信息成为可以言说、可以交流的对象。


    (6)符号作为信息载体的功能。符号在人们头脑中与具体对象的信息捆绑在一起,成为对象信息的载体。记忆了符号也就记忆了对象,符号的外化,书面语言的产生,各种理论的产生使信息积累成为体系,产生了医别于第一世界、第二世界的所谓第三世界。由于载体的不同,符号可以主体化,目Ⅱ存在于主体中,也可以客体化,即存在于主体之外。   符号与非符号在信息处理层次上的区别:符号适用于处理完整的对244l象,粗粒化的对象及关系,确定性的对象,确定性的关系,确定性的结果。非符号适用于处理时间空间关系的完整对象,局部如何相互作用如何组成整体等,这些不能用分析方法解决的问题。


(7)符号信息的控制与改造世界的功能。

    客体存在,指任何存在者。这里的客体既可以是物质、能量"J宴体存在者,血可以是与特定载体结合的信息存在者,还可以是代表特定对象的符辱存在者,可以是静止的x象,也可以是动态的对象。可以是客体对象的整体存在或是对象局部某一方面的属性无生命的对象,还町以是有能动性的智能主体。   实践中存在,指人类主体与客体相互作用的中舟存在。在实践中介中客体通过物质、能量或信息于主体,主体通过自身的行为作用于客体,彼此的相互作用是双向的。分戚十体的实践中舟和群体的窭璐中升。   主体存在,指个体或群体主体的身体存在(包古主体理存在)。   主体的心理存在,存在于主体内部,指通过感官和大脑的神经幕统的生理或心理的信息处理的活动产生的精神现象对象,心理存在从内容上是对主体和客体相互作用存在的能动的反映,其实厦是负载下种经系统载体中的信息存在。   公共经验存在,指对不同主体面对同一客体对象的作用产生的心理内容的共性内容的抽象与命名经验存在干个体的心理括动中,一旦与特定的载体结台后(如与特定符号结合),可“存在于{牛号包含的内容中即独立存在于主体之外的符号中。   符号存在,指对象的信息替代物,具盲所指、能指特定对象的功能。符辱对象可以与特定的音、形或其他载体结合而存在。符号还可以内化与主体的心理活动内容结合,二者在信息层次上捆绑在一起,在主体的心理活动中彼此牵连,即一个对象的呈现牵连继时呈现,于是产生彼此之间的替代关系,可以用符号的操作代替它指代的对象的操作,用符号之间的关系代替具体对象之间的关系来处理信息。要指出,没有掌握符号体系的主体不可以通过符号理信息,经验也不能交流与共享,隔代的情息交流和共享更不可能。一般情况下与符号相联系的主体的心理活动就是思维活动a符号是人类思维的信息载体,是人类交流信息的中介,是人类知识的载体,符号形成的体系构成人类的知识体系一使用符号是人类与其他动物的本质区别。符号可以作为信息客体再次和反复进个体主体内部。


    3.符号方法处理复杂性问题的局限性

    (1)符号方法的前提是需要对对象进行四化处理;①将对象确定化(去模糊、不确定),如将概率关系用概率函数表述,将模糊对象用隶属函数表述,将模糊集合变成普通集合。将对象之间的关系确定化找到算子。将对象、对象乏间的关系形式化(用特定的符号)与这些对象捆绑在一起,确定在一起,建立信息层次的替代关系,通常叫定义对象确定对象的语义。②将对象静止化,动的对象一般是不确定的,界限是模糊的,化动为静的方法是粗粒化、宏观化的切割过程。③将对象精确化、量化、可计算化,最好变成线性问题。④将对象符号化。不能符号化的对象要处理为确定的对象,将对象用符号代替。凡不能四化的对象将不能被符号方法接纳,这些对象及信息不能被描述和处理。所以,现实中的复杂对象往往不能用符号方法直接处理,因为,现实的很多复杂对象都是运动的、矛盾的、不确定的。

    (2)符号方法的另一局限性是符号及关系要能正确反映真实对象的情况(这一条件是最难实现的,无法判定,无法保证)。需要在知道对象所谓“是什么”、“为什么”的问题(与符号的掌握与使用有绝对的关系,且是主体的自以为是)。

    (3)符号方法会使自然编码的信息大量损失甚至失真。当符号代替对象后,对象拥有的信息细节将消失,自然编码的信息保留了具体对象时间与空间及对象存在状态信息的同态映射关系,相对说来信息的处理不会使信息丧失太多,而符号只是建立了一种符号与具体对象及信息之间的目录关系,目录与内容的相通关杀。目录就是目录,目录中没有包含具体对象的时间空间及状态的信息内容。

    (4)符号方法使本来不存在的对象及关系被符号及相应的规则人为地构造出来,增加了人们选择正确对象f难度,使人产生错误的概率增加,错误的理论知识将误导人类。   (5)符号方法的贡献太大,使人类过度依赖符号方法,使符号方法的局限性变成了人类能力的局限性。符号方法及技术的特点——确定性,在数学和逻辑中特别突出。产生确定的对象,确定的关系,确定的结果。即使是不确定的概率关系、模糊关系最终都通过概率函数、模糊函数确定化,计算机技术更是确定性系统。确定性的对象确定性的关系确定性的结果确定性的符号至对象的还原用该方法解决问题。符号智能处理线性对象很容易,特别是计算机技术的发明使线性对象的处理太容易了。在没有发明符号之前人们处理线性对象是很困难的,人们记忆的容量有限,记住和处理十个以上对象很困难,百个、千个、万个以上对象几乎不可能。然而,早期人类处理非线性问题如模式识别很容易,不到半秒钟就可以完成。动物处理非线性对象也很容易如模式识别,由于动物没有使用符号的能力,动物处理线性对象也是很困难的。所以,线性与非线性的处理难度是相对于主体使用的工具来确定的。目前人们觉得非线性难处理就是因为人还没有很好地处理非线性问题的T具,人们还是在符号方法及技术的领域中寻找懈决复杂问题的途径,这可能是一个方向性的错误。

    4.复杂性难解的工具层次的原因是人类过度使用符号方法度技术

    (1)系统和状态整体带来的非线性(不能用线性方法分析合成整体)。

    (2)状态之间关系的不确定性。

    (3)对象的菲预测性。状态之间的功能的间隔性,即过程的非连续性,过程中的不同历时态需要分别描述,由于过程的非连续性,状态之间功能的间隔性,时间上相邻的一个状态与另一个状态之间由于吸引子、目的性不一样,内部关系与外部关系和整体功能不一样,不能从前一状态推出后一状态的情况。用已知部分的信息(现在)无法预测未来的状态情况及趋势,不能用连续的数学工具来描述,各个状态只能分开描述,前后状态不能用同一方法来解决。

    (4)两种不同的复杂性用一种方法(符号方法)来解决行不通。状态与过程是两种层次的不同的复杂性,不能用一种方法来解决。状态层次(包括系统)要用广义智能技术解决。目前有的研究者还没有意识到符号方法的局限,还在形式化、寻找算子上下工夫。用描述连续的微分方程、差分方程来解决问题,实际是用错了工具,不可能解决状态层次的问题。状态论认为状态层次的问题最好用非符号与符号方法统一的方法及技术来处理(广义智能技术来处理)。广义智能技术本质上是对人类智能的模拟技术,是基于非符号处理的技术。状态论认为过程层次可以用符号方法及技术来解决,因为,过程层次的问题与状态层次的问题相比简单得多。   总之,T具层次的局限性主要是指人类使用昀符号方法及技术的局限性。人类由于符号的使用脱离动物界,自然语言、人T语言的应用使思维得以产生,现代文明的产生和发展就是使用符号的结果。人类得益于符号及技术但也受制于符号及技术,符号的局限也就是人类目前的局限。人类这个符号动物遇到了需要非符号方法处理的对象。因为FJ谓符号方法就是间接处理对象的信息的方法,用符号代替真实对象,通过操作符号代替具体对象之间的真实关系的操作(关系也用符号和各种规则代替),操作结果也是符号,然后,又将符号还原为具体事物,来描述和调控对象。而符号特别是符号的计算方法很难或处理不r亚符号和非符号层次的信息。


    二、处理复杂对象的广义智能技术原理

    1.广义智能是对人类思维过程的模拟

    自从信息科学特别是广义信息论问世以来,人们开始用信息论的观点和方法来研究心理或思维现象。信息论概念的引入使心理或思维的研究出现了重大转机。最近几年,多数脑科学专家和心理学家甚至哲学家都逐渐接受了心理或思维过程本质上是一个信息处理(或叫信息加工)过程的观点。而所谓揭示思维之谜主要就是在信息处理水平上,揭示思维过程中的信息输入、加工、存储、提取和利用。

    (1)思维是涉及语法、语义和语用的广义信息过程。一提到信息处理,人们往往习惯于应用1948年申农在《通信的数学理论》一文中创建的信息论。但是正如申农自已强调的那样,申农信息论是针对非常特殊的问题的(通信问题)未必适合于心理学或其他一些科学领域。申农信息论的核心本质是一个数学分支,是一个严密的演绎系统。它是建立在统计数学基础上用来解决通信问题的理论。按照通信工程的要求,这种理论只需要关心信号“波形的复制”(只关心形式),不必要关心它的内容和价值。用信息科学的术语来说,申农信息论是一种统计型语法信息理论。它是通信领域的有效理论,但不足以解决心理学、思维和智能等一类更复杂的信息问题。遗憾的是,很多从事思维研究的人有意无意地忘记了这位大师的忠告。在现有的心理学和思维研究中,有一种倾向即盲目地不加限制地将申农信息论概念及信息量度方法引入或照搬到心理学和思维科学的研究中,似乎将心理的研究和探索变成了形式化、量化、二进制化,甚至用电子计算机可处理的东西就可以科学地解决心理学或思维问题了。这条路看似可以走,但实际走不通。作者以为,在申农信息论范围(语法信息处理)内,不可能解决人的心理或思维问题。还有的走向了另一种极端,即认为狭义信息论不能解决心理或思维问题,由此也否定了心理或思维本质上是信息过程的正确观点。它们把狭义信息论与信息科学(包含狭义信息论酌广义信息论)等同起来,混为一谈,把狭义信息论的局限性当成了整个信息科学的局限性。   人的心理活动或思维,为什么不是狭义而是广义信息过程呢?根据以上我们对信息或与信息相关的各种问题的论述,可以从几方面来判定心理活动或思维过程的本质。其一,思维过程涉及本体论信息,也涉及认识论信息。而凡认识论信息,都离不开认识主体,认识客体及主客体相互作用。没有认识的客体(没有认识对象).不存在认识问题,而没有认识主体也不存在对客体的认识过程,没有认识主体的存在就只是本体论层次的信息。语义信息对主体来说实质上就是客体对主体呈现了什么,这魈呈现意昧着“是什么”的问题。而语用信息则是指客体对主体发出的信息产生了什么效用(结果)的问题,在主体判定客体信息是什么的基础上主体产生的相应的反应及结果。其二,在认识论信息范围内语法、语义和语用不可能分开。语义信息依赖于语法信息部分,没有语法信息就不存在语义信息,而语用信息则又在语义信息基础上产生。其三,思维信息处理过程实际上就是语法信息,向语义信息,向语用信息的不断转化和循环的过程。

    (2)思维是主体自我实现的广义信息加工过程。笼统讲,信息处理指主体操纵信源、信息载体和信宿以改变信息的过程。在思维的信息处理过程中,一般情况下人们不大可能直接由操纵信源对象的途径来加工和改变信息,只可能被动地接收来白客体的信息。主体所具有的能动作用在于,对来自客体的信息进行选择,即选择信息的输入,这是主体信息加工的第一步。按什么标准去选择来自客体的信息要取决于当时主体所具备的“主体状态”,如当时的人的需要、动机、兴趣、知、情、意等都会决定这种选择,这是一个相当复杂的控制过程。而这种控制过程不是来源于外部,而是来自于主体大脑自身的自组织过程。对信息进行选择后紧跟着对信息进行存储,以及由输入信息引发激活存储在记忆集合中的记忆,对记忆信息的搜寻,对记忆信息的提取、输出、利用,以及引导效应器产生相应主体行为。这一系列信息处理过程大多是在自动或半自动的情况下,在有意识或无意识,在并行和串行,在精确处理与模糊处理、在局域处理与统一整合等相统一的情况下实现的。最重要的是它是主体内部自我实现,而不是由外部、它控、它组织实现的过程。这种自控自组织过程中,存在若干反馈控制环节,没有这些反馈控制环节,大脑不可能完成如此复杂的自组织信息加工过程。

    (3)思维信息的内容来源于主客体相互作用存在及相应信息。思维是一个广义信息处理过程,它所处理的信息是些什么内容,又是从哪里来的呢?根据现有的哲学认识论,生理学和心理学理论可以判窟思维信息处理的内容来源于主客体相互作用范围。心理活动或思维过程是对主客体相互作用存在及信息的反映、映射。需要指出,传统哲学理论认为心理活动的内容是对客观存在事物的直接反映,就像照镜子、照相一样的反映过程,是“物”向心理的映射,这种看法不是很正确。因为人脑所能加工的信息不直接来源于窖体,外部存在的客体只可能直接作用于人的感官,再由感官产生神经冲动,感官是中介,大脑加工的是神经冲动及神经冲动负载的信息,不可能是别的东西,而神经冲动本身就兼有客体的作用及主体自身的特性,不是纯客体,也不是纯主体的东西。一旦由客体作用产生神经冲动,实际上就已经是主客体相互作用、主客体信息存在相互混合的过程了。然后,再由大脑(更是带有主体特征即遗传的和后天学习影响的存在物)对这种主客体相混合的信息进行反映处理。一句话,思维过程本质上就是具有主体特征的器官,即大脑处理主客体相互作用相互混合的信息。认识不能直接反映客观存在的事物,要说有反映,也是一种间接的反映,是一种混有主体因素的反映。对手不同的认识主体由于主客体相互作用关系不同,将产生不同的反映、映射。如人眼中的世界与其他动物或昆虫眼中的世界就大不一样。不同的人对同一对象的反映也会有差别,甚至同一个人在不同时刻对同一对象的反映、映射也不一样。什么叫人所感觉到存在?在认识论范嗣内指的就是人的感觉的总合,而人的感觉总是主客体相互作用和主客体信息相混台的产物,通过神经冲动的-生、传输和处埋而实现主客体信息的混合。主客体信息混合的过程就是信息的语法、语义和语用信息的捆绑结合的过程。其具体过程是客体发出的信息作用于人的感官,然后结合特定的主体状况主体产生对这种信息的判断,即主体识别出这个信息对于主体是什么,意味着什么(这就是语义信息的产生)。最后,由语义信息产生特定的输出,这就是信息的效用即语用信息的产生。一循环。对人来说信息处理可在瞬间300~500毫秒之内完成。

    2.广义智能技术是符号方法与非符号方击统一的技术

    广义智能系统:是一个信息处理系统;是一个学习系统;是一个自组织适应系统。一是找满意解,不一定是最优解。二是随机应变及时应答(决策).三是各信息状态功能间隔,状态独立。四是立足于可能性空间和竞争性选择机制的是中求是或似中求是。

    广义智能技术是一种对生物智能(包括人柏智能)的一种模拟技术,它是集符号方法与非符号方法二者统一的技术。广义智能技术本质上是对人的智能的模拟,是一种将人类智慧物化在机器中的人工技术。广义智能技术不是通过符号的演算来实现信息处理,而是通过一个信息系统的自组织演化过程来实现信息处理,即信息的同构映射及转换、信息存储、信息激活、信息竞争、信息的输出等来完成。符号方法及技术是对对象信息的间接处理(以符号为中介),广义智能技术有一部分是对对象信息的直接处理,是处理自然编码的信息。


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    (1)智能是用来处理主体与客体关系的能力(这里的主体包括人、动物,低等生物、人造系统)。

    (2)智能是信息处理与行为输出的统一,信息处理是核心,行为输出是信息处理的结果。

    (3)目莳的所谓高等智能在处理主客体关系时,需要在知道对象“是什么”、“为什么”(与符号的掌握与使用有绝对的关系,且是主体的自以为是)的情况下给出相应的对策与行为。

    (4)所谓的低等智能在处理主客体关系时,可以在不知道对象“是什么”、“为什么”的情况下也给出相应的对策与行为。请注意,高级符号智能是在此原始智能的基础上产生和发展起来的。所以,智能的人工模拟应该立足于非符号这个原始的根本。可以说没有非符号智能做基础,所谓的高级符号智能就不可能产生。目前人类的智能中既有非符号的智能,也有符号智能,是二者统一的智能。

    广义智能技术的特点与符号方法的区别是;相似的存在对象产生相似的自然编码的信息,信息载体中发生相似激活(物理基础)、相似识别、相似判断、相似推理、相似结果。对象与关系甚至结果都不是确定的。所谓非符号方法指直接处理对象的信息的方法。直接对对象的信息进行处理如人的模式识别,动物的模式识别,需要指出人类的早期几百万年都是不使用符号的,~物和其他低等生物也不使用符号,有的人将它们称为低等智能,也将符号使用下的智能(人的思维及产物)称为高等智能。非符号方法的优点在于能对信息进行直接的处理,对象的存在及存茌之间的各种关系信息能直接映射、捆绑。信息的存储、信息的激活、信息的寻找、信息的输出等都是自动进行的,不需要哪个去编程序。

    3.广义智能技术信息处理原理对天然智能的模拟要点

    (1)信息的同构或同态映射或转换,信息从客体到主体。

    (2)信息的选择性输入。注意功能将有意义的信息优先处理成为显意识内容。

    (3)对信息进行时间相关性捆绑。将同时或继时输入的信息(实际是外部对象有时间相关的关系),意味着有可能性蕴涵的对象之间捆绑在同一记忆结构中。

    (4)记忆信息随时间流逝的变化,存在度发生变化。其功能是可以将有意义的关系保留(有一定存在度),将无意义的关系遗忘(存在度降低,不再发挥作用)。

    (5)输入信息与存储信息之间的相似激活。凡内容相似的信息之间可以相互激活,提高其存在度。

(6)信息的选择性输出。

(7)信息的反馈再入,行为调整。信息循环的迭代寻优。


说明;(1)智能系统对信息进行选择性格^(xt象可以是符号,也可以是非符号。(2)智能系统对信息的同态映射一(3)眢能系统对信息进行时间相关性捆绑记忆,组块化,通过分布式或其他方式存储信息a(4)记忆信息的动态变化,遗忘或增强。EtZ信息库中的信息在输入信息的作用下和其他信息之间的相似(共鸣)澈括。(6)根据信息wJ激活程度进行选择和输出,e十环节包括输出信息的反馈再人,对选择环节进行调控和最终的输出信息用来控制效应器产生智能系统的相应行为。

第八节复杂系统及过程的分层次处理原理

    一,状态和过程的分层次表达

    (1)状态论认为当把一个对象当成一个静止对象、一个整体对象,不考虑对象的细节时可以用一个点来表示它。在过程表达层次,系统和状态都可以用点来表示,注意是一个有结构的点,只不过暂时不考虑点的结构和点本身的复杂性问题。

    (2)在解决过程的表达时,过程可以用一个面中的线来表示过程空间。此时t状态用空间中的一个点来表示,由点的集合来组成线即过程。在表达过程时,过程是整体,状态是个体,过程由无数状态个体的集合组成。

    (3)当要考虑和描述状态的细节,把状态看成一个亦静亦动的对象,看成一个时间和空间统一的动态对象时,需要一个包括空问共时态和历时态时间统一的整体模型来表示。一般用一个立体的柱来表示。相应的信息映射关系就要复杂得多,要有空间关系的映射,也要有过程关系的映射,还要有二者关系的映射。空间关系的映射与时间关系的映射必须是统一的。在表面÷状态时,状态是整体,其中的系统及系统的历时态变化是状态的内容,系统包容在状态之中。

    二、状态与过程的生成及转化

任何具体过程都不是从来就有,而是产生出来后还要消亡,包括整个宇宙在内。过程和状杰一样在时空上是有限的,过程在有限的时奄范围经历产生、发展、稳定、衰落和消亡五个阶段。各个阶段也叫子过程,子过程中包含最小单位片段即状态,有人将过程简化为三段,产生、发展、消亡,但太笼统,所谓过程产生是以状态产生为端点的,事物从无到有。过程发展伴随量的增大和事物质的改进,过程稳定即各种关系保持均衡,量与质基本不变是动态中的均衡。过程衰落伴随量的减少质的退化过程消亡,事物从有到无,然后开始一种新的状态一种新的过程。一切过程都是从最小单位状态开始的,状态组成阶段,阶段又组成过程,过程的性质取决于时空尺度的选择及相应质。过程的性质还决定于状态闻的关系。状态间的不同关系构成了确定、随机与混沌以及三种情况交叉的混合过程。从历时态结构看,状态与过程虽然是局部与整体关系,但二者有历时态的分形关系,状态内部的结构与过程结构相似,状态在历时态上也经历产生、发展与消亡三段式或五段式。状态演化运行的动力来源于状态内共时态与历时态各种要素间的非线性相互作用。有的将它称为对立统一矛盾。矛盾实际也是两类,空间中共时态或相X共时态矛盾和时间中历时态矛盾,两类矛盾及展开促成了状态内发生量的变化。量变化的原因也有状态与外部环境的相互作用。因为状态是质的相对静止,其内部的量变化不超出一定限度状态不会产生质变。如果量的变化超出一定限度状态质就要改变,这里的量变泛指状态内各要素的变化以及要素间关系的变化,要素间通过竞争与协同、涨落、反馈、混沌、分叉与外部环境进行物质、能量、信息交换等,由于共时态与历时忐的非线性相干作用的变化,代表旧的关系的整体状态质也将发生变化,也叫“相变”,于是一种状态就涎生了。复杂事物状态的形成和转化一般都要经历几个步骤:(1)要素间同处于有限空间中发生相互作用。(2)要素间相互作用,协同与竞争产生序参量。(3)序参量反作用于各要素,支配其他要素形成系统整体质,即由序参量起主导作用的系统质(或叫状态质的生成)。(4)序参量系统中主要要素,要素间的主要关系及相互作用继续存在,但有局部的变化,此时系统质始终保持不变,叫状志稳定。(5)状态内主要要素发生变化,如要素消失或影响力的降低,随之序参量发生,变化,原有状态质再也不能维持。


围6—16将状态层次当成点来处理的状态与过程期示   说明t(1)横坐标表圻时间难度,纵坐标表示可能状态的数,由所有可能和现实的状态构成的集台称为状态空间a罔表示单个状态,黑色表示经历的现实状杰,空图表示可能性状态,(2)所谓过程就是状态空间中的一条轨迹,过程是现实状态的集合。由T状态之间的功能独立性,过程整体是状态的串行加合,在描述清楚单个状态的前提下过程整体是可H描述的。(3)复杂过程中状态之间WJ关系可以是确定的,也町以是不确定的t用带箭头的连线表示。(4)状态是有结构的点,是有丰富内蒋的对象,不过在过程表达层次将其粗粒化,符号化不考虑其细节。

状态发生整体质的变化,由一种状态转化为一种状态,叫状态转移,开始了过程的历史。请注意,对非连续过程来说,状态之间质的差异不是连续的,没有亦此亦彼的中介,其间是功能间断的,这是过程运动与空间中位置运动的最大区别。对非连续过程而言,状态与状态间的转变都是突现或叫飞跃实现。实现飞跃后,新状态又继续量的运动、质的静止。整个过程是(量变质静)一变动一(量变质静)的序列组成。可以说过程是量的连续质的问隔。用辩证法的语言是从肯定到否定再到否定,即一种状态存在期间是对一种质的肯定。当一状态变成另一状态时是对旧质的否定又是对新质的肯定,是一种矛盾统一过程。

    三、过程的表达

    一般情况下由状态组成的序列过程(循环过程除外),其内部是一种线性关系,过程可以近似看做是状态的线性加合。越是独立的状态之间其线{生关系越强,状态之间如果不独立,组成的过程其非线性越强,在空间和过程关系中相互作用导致非线性。

    请注意,在没有表达清状态层次的对象时,此公式没有完整的过程表达意义,它仅表明状态之间有线性关系。此公式只解决了过程层次的表达和描述,还有状态层次的问题没有解决。如果不清楚状态层次的问题,此过程表达没有完整的意义。而状态层次的表达问题非常复杂,由多变量多关系组成的状态是非线性整体,目前不好解决,因为它们大多数是超计算极限问题。

    四,状态的符号和非符号方法描述

    1状态的符号方法描述

    从描述角度,事物的状态可以由生成该状态的各种主要变量及关系近似描述,而不必穷尽状态内的一切要素和维度,一般情况下,可以通过对状态序参量的描述来刻画状态行为,也可以对状态进行采样,用采样标本来近似代表状态总体。状态采样是对状态总体的一个短时段的采样观察,甚至可以是对停时的对象的采样,或用多个采样的平均值来描述。   “状态”可以用符号(s,f)表示,S表示系统,T表示时间,P(,,f)表示状态的存在程度(如概率排序),或者用P(R,0)表示系统i在J时刻或时间期间的状态的存在概率。

    状态是输入“、内态z、时间r的函数,状态内是非线性关系。在进行过程表达时实际上可以将状态进行粗粒化、符号化的处理,当成“质”运动空间中的一个“点”。

    系统与状态表示的区别:

    (1)系统的表示:S-F (X,R)*S表示系统,X表示组成系统的要素的集合,R表示要素之间的关系,系统是要素与要素之间关系的甬数。

    (2J状态的表示:(S,T)一F(S,T)。(S,T)表示状态,S表示系统,T表示时间(特定时刻或时间期间),状态是系统与时间的函数。当时间退化为零时,状态与系统等价。状态与系统的最大区别在于系统的表示可以省略时间,状态的表达不能离开时间。一旦加入时间维度,对象就是一个确定的对象,即对象的量、质规定性就是确定的,对象的确定性是进行技术处理的前提。

    状态表达涉及两大方面;

    其一,状态的质的规定性的判断和描述。这个方面解决的是:(1)对象是什么?对象似什么?即判断对象是谁,什么东西存在,在现实中也可能不能回答对象是什么,也可能不能回答对象似什么豹问题。(2)对象属于什么?对象可以归于什么集合之申?如果第一个问题可以解决,那么第二个问题就容易解决。达到这个程度后,根据人们对以往或同类对象的认识,即人类已有的理论、知识、经验、技术,就可以发挥作用了。

    其二,状态量的规定性的判断和描述。这个方面解决的是状态在特定时刻或时间期间的“存在程度”,或者说对象在关系存在中与其他对象相比之下的一种序地位,通俗地说在一个集合中,各个对象可以根据自身的“存在程度”大小有一个排序,谁的序地位越高谁就越接近“老大”的地位,这是一个相对量。序地位高的对象如果是处于竞争关系则胜出的可能性较大。

    状态的存在程度用P(s,fJ)表示状态的(存在程度,激活程度,存在的概率),指系统i在j时间的存在程度。状态的存在程度—般取值为1到0之间。

    存在程度的值表示对象在多大程度上存在?在得如何?影响有多大?与其他对象相比处于什么地位?不同对象在不同的时间空间条件下,其存在程度是不同的,即使是同一对象,在不同的时刻或时间期间存在程度也是不一样的。一个对象是存在的,但如果它的存在程度值是低的,低到微不足道,对于其他对象的影响力几乎为0,可以视它为不存在。所以一个对象的“有”与“在”是有区刷的。“在”是相互作用的平台中的命题。有是是否存在的命题。“在”以“有”为前提。例如,一个总统在剧院中观看演出,在这个演出过程或事件中,他与其他看戏的小人物的序地位(各自的关系)没有多大的区别,或者说几乎相同,不过是一个观众而已,对整个演出过程不起决定作用。如果总统到医院就诊,而医生不知其身份,不另眼看待,那么,他也只是一普通患者,在医疗过程或事件中的序地位与其他患者相同。然而,一旦总统走入办公室,开始行使总统权力,对国家大事发号施令,在此的国家级的过程或事件中总统的序地位很高,也许他此时的命令可以影响世界,改变世界。所以,同一个对象的序地位在不同的时间,不同的空间中差别可以很大,即P(s,£,)值不同。状态论模型在描述一个社会系统中的对象,可以根据它拥有的政治、经济、文化资源的多寡,使用的程度来描述和刻画,个人如此,社会集团和国家也是如此。

    2.状态层次的非符号方法描述

    一般情况下,状态表达比过程表达复杂得多,过程表达简单,状态表达复杂,状态之间的关系很有限,就是以上介绍的几种类型和它们的混合过程。而状态的类理太多了,可以说世界上有多少种对象的存在,就会有多少种状态,相应地就存在多少种状态表达问题。状态表达的难度主要是菲线性的描述和超计算的描述问题,既要描述共时态相互作用产生的非线性整体,还要描述历时态相互作用形成的历时态整体的非线性,特别是多要素、多变量、多层次、多关系的对象要描述太难了,现在人类掌握的方法和技术难以胜任。

    状态层次的描述不是符号方法及技术所擅长的,用符号方法及技术来处理非线性对象人们已经吃够了苦头,用山穷水尽四个字来形容不过分。例如,有谁能用符号方法及技术来构造和描述人的心理状态呢’哪怕只描述和表达一个心理状态,500毫秒内,大脑中上百亿的神经细胞,上千万亿的细胞之间的关系,组成一个庞大的动态的神经网络构型,然后这个对象突现为特定信息内容的人的心理话动内容。有哪一种数学方法和技术能描述和处理这个对象呢?面对这样复杂的对象人有办法吗7看来,状态层次的描述只能另想办法,   状态论在描述状态层次问题时提出了一种广义智能技术来解决问题。基本的原则不是符号计算,(1)是对象信息的同构或同态映射;(2)信息之间的时间相关性捆绑;(3)信息之间的相似激活}(4)信息对象的存在程度P(s:,l)赋值;(5)信息对象之间的竞争;(6)特定信息对象的胜出。例如,完成一个模式识别任务,信息的同构或同态映射和倍息之间的时间相关性捆绑是学习过程。信息之间的相似激活,信息对象的存在程度P (s,0)赋值,信息对象之间的竞争,特定信息对象的胜出是信息加T。状态层次的描述和表达是一个信息处理的过程,与过程层次的计算在本质上是一样的,符号计算也是信息处理,是简单的信息姓理。非符号的信息处理也是信息处理且是复杂的信息处理。

    天然智能(人和动物)是处理非线性对象的高手,在人的动物的模式识别中,复杂对象的识别能在几百毫秒内迅速完成,只要模拟了天然智能的这种信息处理能力,非线性对象的处理就找到了最好的方法与技术。状态论通过模拟天然智能的信息处理原理的技术来实现状态层次的描述与表达(详细内容在广义智能技术中介绍)。

    五、状态的四维模型描述及优点

    l状态的四维模型

当要考虑和描述状态的细节,把状态看成一个亦静亦动的对象,看成一个时间和空间统一的动态对象时,需要一个包括空间共时态和历时态时间统一的整体模型来表示。一般用一个立体的柱来表示。状态层次相应的信息映射关系就要复杂得多,既要有空间关系的映射,也要有过程关系的映射,还要有二者关系的映射。空间关系的映射与时间关系的映射必须是统一的。在表示状态时状态模型是整体,其中的系统及系统的有限历时态变化是状态的内容,系统包容在状态之中。任何状态都是共时态和历时态统一的对象,共时态主要指空间结构或各个并存的要素或子系统之间的非线性相互作用。扶态层次在有限时间期间内存在历时态相互作用,过程层次状态之间一般没有相互作用,或者只有单向的传递关系。


    图6—17状态是共时态与历时态统一的对象图示   说明:纵坐标表示空间维度t横坐标表示时间维度,状态之间的关系i以是确定的也可以是非确定的,确定性关系产生确定性过程,非确定性关系产生非确定性过程。

    2.状态论四维模型的优点

    (1)可以直观地表示空间关系和时间关系,是时空统一的表述。

    (2)可以通过子系统占据的中心位置来表述序参量,或者通过子系统的面积来确定其地位,即在状态中的地位差异(已经不是空间关系)。

    (3)可以表述过程的连续与间隔,用于描述连续过程或非连续过程。

    (4)可以表述状态之间的关系,确定的、不确定的、竞争性关系。状态在整个过程中的地位用P (s,T)的值表示,取值[0,1],所谓确定性过程指两方面的确定,对象(状态)确定,状态之间关系确定A-B。所谓不确定过程,指状态确定,但状态之间关系不确定。更复杂的情况可能是对象(状态)不确定,状态之间关系也不确定。   不确定的情况有丽类:①对象的不确定,用模糊来描述,相似也可以描述。②对象之间关系的不确定,复杂过程中往往是指状态之间关系的不确定,用因果关系的破缺表示概率关系,用P (x),即x的概率来表述。

    (5)线性与非线性关系的表述,状态内是非线性,状态之间的关系主要是确定的或不确定的关系,过程的复杂性主要是状态之间关系的不确定。状态之间如果是独立的t那么多个状态的线性加合组成过程整体。

    (6)将过程分成两个历时态层次表汞出来。

    六、状态采样与对状态的近似描述

    1.状态采样的时间选择

    状态是有一定的时间长度的历时态对象,但人们认识或描述状态时不一定需要跟踪状态的全程,特别是时间尺度比较长的状态。状态变化幅度比较小的对象可以通过对状态的采样来认识和描述状态。状态采样是认识主体对事物或系统状态的一个子集(局部)情况信息的获取,是用比较小的资源与代价去描述对象状态的途径之一。一般情况下,如果对状态的采样合适,状态采样的情况可以近似代表或反映状态整体的情况。对状态的采样可以是在At很小的情况下对状态的瞬时情况信息的一次性获取,可以是接近At=0的停时情况下的一次性采样,用状态的瞬时情况代表状态的整体情况。还可以是对状态信息的分时的多次采样,然后进行平均处理,以平均情况代表整体情况。对状态的采样要针对特定的对象采用不同的时间尺度,例如,面对一个一星期才更换内容的网站网页,该网页的状态是一星期一变化的状态,但要了解该网页的状态只需要登录一次可以获取全部信息,无须一星期全程跟踪。对时间尺度更长的社会状态,通过采样来描述更是常见,即通过对社会系统相对共时态信息的获取来研究社会状态。如果是对人的心理状态采样其时间尺度要短得多,至少500毫秒采样一次,因为心理状态的时间尺度从0. 5—3. 5秒之间,平均0.5秒变化一次。

    2.状态采样的序参量选择

    状态采样不必面对所有的要素、所有的结构,不必是整体,它可以是针对状态中的局部中起支配作用的要素、结构、输入与输出,即用序参量代表状态整体的情况。例如,对心理状态的描述用心理活动中的显意识内容近似代表即可。

    3.状态与状态采样的区别与联系

    在主体的认识活动中,我们一定要区分状态与状态采样的区别,不可混为一谈,两者既有时间尺度的差别,也有性质和功能的差别,但它们也有性质与功能的相似,否则状态采样就没有意义了,因此,用局部采样与对象整体之间的相同与相似来描述状态是实用的。   七、目前复杂状态的内部和整体表达很难用符号方法及技术来解决   状态之间的关系(过程层次)与状态类型(状态层次)相比简单得多,过程层次的问题用目前的符号方法及技术可以描述与表达。多变量形成的状态太复杂,目前用寻找序参量方法可以解决一部分问题,但绝大多数状态特别是生命现象、社会现象和心理现象的状态层次很难用目前的符号方法及技术解决,形式化、计算化方法解决不了这些问题,需要发展新方法新技术来解决,状态论提出了“广义智能”技术方法来解决状态层次的问题。   八,主体认识和把握事物状态的途径和线索   1.主体把握客体状态的三种逢径   第一种途径,以状态客观存在的时间尺度为线索把握状态。根据定义,状态是指在特定时刻或时i间Kl间事物保持其质的相对静止时的存在总合。根据事物在某一时间段内性质功能的相对稳定不变去认识状态。这种方法比较顺应客观存在的本来面貌,叫客观方法。客观方法的前提是,状态固有的时间尺度不能太短,也不能太长,短到人不能分辨的尺度级,长到人没有耐心观察如长于人的寿命的时间尺度都不适合方法。   第二种途径只对状态整体进行局部采样。这种方法充分发挥了能动性。如果采样适当,用状态局部情况近似代表和反映状态整体行的。第三种途径是选择状态的主要信号、序参量。主要成分和主要关系、主要功能近似代表整个状态,采样法获得的把握都是近似的。

    2.主体发现状态层凌的主要线索

    其一,看事物或对象有无物质实体存在的间隔,如果物质实体在空间或时间过程中有间隔离散,那么很可能会产生在功能上分立的情况,多数情况下也就是状态的间隔。

    其二,看事物或对象之间有无相互作用的间隔。状态都是由共时态和历时态的相互作用而形成的,如果相互作用有限、有间隔,那么有间隔的部位就是状态的间隔之处。

    其j,看事物是否有循环的周期存在。如果事物由循环生成或维持,那么周期的时间尺度也就是状态的时间尺度。

    其四,看事物是否有物质、能量、信息的变化转折。凡是发生重大变化的转折处往往也就是状态问的间隔处。

    其五,看事物发展的数量层次特征。一般情况下,事物的存在和发展都有其量的层次特征,有量关系,比较明显接近的量关系意味着一个事物(状态)的终结。这种量关系很可能是由相互作用的衰退服从指数函数关系形成的一总之,判定状态之间的界限主要看是否在历时态过程中有物质、能量、信息、功能的间隔,而判定事物是否处于某种状态则看它的主要性质和功能是否穗定,是否相对不变或只有较小的变化,且变化是否连续。

    其六,主要根据状态功能的变化,表现为功能的间隔(黑箱方法)。

    其七,可以根据要素的变化、要素的生灭。要素不变,关系结构就不会变化,状态的时间尺度就长。要素之间关系(结构)变化,系统内序参量变化,主要的输入输出就变化。

    一般情况下循环形成的状态最明显最好判断(机理分析、灰箱与白箱)。心理状态时间尺度。.5—3.5秒主要就是根据信息的循环时间尺度来判断出来的。

    3.通过外部观察和机理分析认识状态

    (1)从对象外部的观察。序参量的变化有时不容易从外部观察到,根据对象功能的变化来判断有时会有一定的时滞。最可靠的方法是看过程中有无功能的间隔及人们所说的突变、飞跃,或过程的非连续性。过程的非连续性的交界之处就是状态的边界。

    (2)机理分析。分析要素层次时间尺度、要素的寿命或发挥作用的时间尺度,如人18~70岁这50年左右时间,也是要素量的变化时间。分析关系结构层次时间尺度,分析序参量变化时间尺度,分析主要输入输出的时间尺度,分析对象整体变化的时间尺度,分析相互作用的有限性7±2规律,循环问题的时间尺度。从以上这几方面去判断状态的时间尺度。如有的粒子亿分之一秒的寿命,股市的状态以特定时刻或时间期间的买卖变化为状态时间单位,心理状态以500毫秒为一状态单位,社会状态以若干年为状态单位,宇宙以亿年为宇宙状态的时间单位,非生命的对象以上百年上千年,基本粒子上百亿年不变化。   状态为什么表现出功能间隔:其一,主要是要素变化,量的变化和质的变化,如要素生灭引起彼此之间相互作用的中断,产生结构变化,这种变化往往不是连续的。其二,外部输入的变化引起系统的变化,输入也可能不是连续的,引起的变化也不连续。其三,状态内各个要素之间在共时态和历时态相互作用产生的过程中的非线性突现,既然是形成整体就意味着有空间的边界和历时态时间的边界,有边界就有功能的间隔。所以,可以根据功能间隔来判断状态的时间尺度,来判断状态层次。

    九、状态论认识客观事物的五条途径与线索

    1.人类认识客观对象的逢径可以概括为四个方面

    (1)非符号方法途径。①通过模式识别将对象识别出来,即“认出来”。这个过程是由人脑的夏杂的信息处理完成的。②通过猜测将对象“猜出来”。猜出对象是需要一定线索的,可以在知道对象大部分或一部分信息的情况下来完成猜测。③通过随机的误打误撞,试错的方法“撞出来”。“撞出来”的认识带有随机的偶然因素和运气特征,概率较低。

    (2)符号方法途径。①通过概念、判断、推理的逻辑方法推理出来的,称之为“推出来”。通过数学方法计算出来的,数学方法本质上是符号方法,计算就是从一符号集合,通过特定关系(规则)也是符号化的对象(称为算法),推出另一符号集合的过程。计算的复杂度指完成该符号转化过程所占用或消耗的资源(符号的数量)。如果计算过程占用的资源呈指数增加则表明即使该问题有算法,但该途径也是不可行的。计算机技术是符号方法的较好的应用范例。③通过符号及关系的构造将对象“想出来”、“造出来”,基于符号方法的信息对象之间的连通与替代关系原理,符号方法可以间接构造出现实的对象及现实的t#界,还可以构造出可能的对象及可能的世界,还可以构造出不可能的对象及不可能的世界,这是一网打尽的信息处理方法。近代和现代的科学技术就是它的产物。

    (3)符号方法与非符号方法的综合应用途径,人类的心理活动信息处理兼有这两神方法。模式识别往往用的是非符号方法,将对象“认出来”、“猜出来”都是非符号方法。而人的思维用的往往是符号方法。将对象“推出来”、“算出来”、“想出来”、“造出来”是符号方法。解决复杂系统的从定性到定量的综合集成方法就是对符号方法与非符号方法的综合应用。

    (4)将对象“悟出来”。这是一种高级的信息处理方法,它和人的直觉、灵感、顿悟等联系在一起。

    2.人类认识和把握客观事物的线索

    根据状态论揭示的原理·我们可以将人类认识客观事物的线索概括为两大方面,五种方法:

其一,基于对象内容为线索的三种方法:(1)基于同一律的“是中求是”方法。(2)基于同一律的对称对象的“反中求是”方法。(3)基于相似律的“似中求是”方法。在事物的相似性原理中已经阐述不再重述。其二,基于对象之间关系为线索的方法:(4)根据对象之间物理的时间空间接近关系的接近律即“近中求是”方法。(5)根据符号对象之间的结构关系产生的“序中求是”方法。这五种方法以及五种方法的混合方法就是人类认’识客观事物的基本线索。状态论在五种方法的基础上还提出了分层次处理复杂系统及过程的方法。分层次处理复杂对象的方法将综合应用符号方法、非符号方法以及以上五种线索来认识和处理复杂性对象。

第七章状态论方法对思维过程的研究

状态论方法不能停留于单纯的理论探讨,它需要应用到具体的复杂系统研究中去,如对自然系统、社会系统和人的思维系统的研究,只有在具体科学层次中应用状态论方法解决了实际问题,才能说状态论是有用的理论和方法。本章用状态论原理探讨复杂的人类思维问题。人的思维是目前世界上人类面临的最复杂的对象,思维的本质是什么?思维是如何运行的?思维与心理活动是什么关系?思维能够实现什么功能?对这些问题的探索和困惑已经贯穿了人类上千年的哲学史和上百年的近现代科技史。多年以来,人们从人脑的生理解剖、脑的神经活动、人的心理层面、人的行为等各个方面对心理或思维现象进行了深入的研究。但是,一直未取得突破性进展。至今,对人类来说人脑还基本上是一个“灰箱”。自从信息科学问世以来,随着现代认知科学的兴起,人们开始用信息加工的观点和方法来研究和解释人的心理或思维现象。信息加工观点的引入使人类探索思维奥秘的研究出现了重大转机。最近几年,无论是脑科学家、心理学家,甚至哲学家都逐渐接受了心理或思维活动本质上是一个广义信息过程的观点。所谓揭示思维之谜主要就是在信息处理水平上揭示思维过程的信息输人、加工、春储、提取、输出和利用。思维的研究可以分成若干层次,可以在人的心理活动水平上,可以在信息加工层次,还可以在人脑神经活动水平上进行研究。状态论对思维的研究主要是在心理层次和信息加工层次,它的基本任务是在心理活动的信息处理层面上揭示心理或思维过程的信息加工机制,建立思维过程的信息输入、编码、存储、激活和输出的定性理论,并给出相应的数学表达模型。

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