黄子华的老婆温安妮:复杂系统、复杂性科学目前的问题

来源:百度文库 编辑:九乡新闻网 时间:2024/04/28 17:23:00
@准全息元数学模型是复杂开放系统的自组织原理模型,可体现复杂开放系统的所有本质特性.它是复杂开放系统的整体结构及定量形式化描述.为人类提供了一种认识系统的整体思维模式,表达了整体世界图景的一些本质特性,为复杂系统的人工模拟提供了有效的数学原理.体现了系统演化必然性与偶然性的统一,通过它可以找到系统由不确定向确定性转化的结构联系法则,实现对系统进化规律的有效揭示与把握,进而说明诸如生命系统的自组织性、目的性、主动性的哲学意义.
@全息拓扑学理论与大脑思维的数学模型
http://www.360doc.com/content/10/0808/02/84590_44444992.shtml
复杂系统、复杂性科学目前的问题
jake 发表于 2004-4-16 1:24:27
复杂性科学在刚刚诞生的时候曾经取得了突飞猛进的发展,由于以前分散在各个领域的零散思想刚刚集合起来产生了不同思想之间的交叉、变异和涌现,因而形成了非常丰富的成果。然而在这之后的十多年期间无论是理论的突破还是应用方法论的突破上都没有形成更大的突破。在这里,我尝试从理论和应用方法论两个方面来指出复杂系统理论遇到的一些主要问题以及可能的有效解决方法。
1 理论方面
在《复杂》一书中,有一章的名称叫作《等待卡诺特》,作者指出,当时复杂性科学所面临的情况就象是在热力学系统在18世纪面临的情况类似,人们已经积累了丰富的关于复杂系统的经验,然而却没有把这些经验的积累上升到一个一般理论的高度。然而,过了十多年,关于复杂系统的一般理论仍然没有形成。
要建立一般复杂系统理论首先要解决复杂系统的建模与模型表示问题。目前可用来充当这类一般模型的备选方案有如下几个:细胞自动机模型、受限生成系统、网络模型。这三个模型虽然在表面上看略有不同,但从计算的角度看它们是等价的,也就是它们都支持图灵计算机。可是难点是仅仅有这样的模型还远远不够,更关键的是要解决若干理论问题,这包括以下几个方面:
关于计算概念的更进一步理解
随着复杂系统和计算机模拟的深入研究,人们已经逐渐意识到了计算这个更加根本的概念。早在20世纪30年代图灵通过建立图灵机的模型就已经从理论上解决了计算的本质这个问题。目前一切关于复杂系统的计算模拟系统实际上都不会逃过图灵机这个通用模型。实际上无论是细胞自动机,还是动态网络或者其他各式各样的计算系统都与图灵机等价。因此,至少从模型这个角度来讲,人们已经可以用一种更加一般的视角来看待问题。然而,仅仅具有这样的视角是不够的。最原始的图灵机模型仅仅能够完成一些机械是的简单运算。然而当我们把若干图灵机组成到一起构成系统的时候更高一个层次的图灵机作为系统层的个体出现了,虽然这个高层的个体仍然是图灵机,但是它的功能从本质上已经不同于原始粗糙简单的图灵机了。因为这个更高一层次的图灵机具有了自学习、自适应的属性,而这种特性在一般的图灵机中是不具备的。
虽然在很多进化系统中,人们已经看到了涌现性、学习性、适应性,然而如何从图灵计算这个更加本质的视角去看待这些问题则仍然没有讨论。图灵机如何通过与外界环境的交互实现自组织?若干图灵机如何聚集到一起形成更大的图灵机?怎样的图灵机才能实现进化与学习?如果从抽象的计算角度来考虑问题,则我们有希望得到更加明确的答案。
关于进化
一般的进化系统都可以抽取出两方面的因素,一个是正反馈的力量,一个是多样性。类似这样的二元关系还有很多,例如生命的群集行为也同样是受两方面的制约,一个是聚集到一起的相互吸引的作用,另一个是相互排斥而保持个性的作用。我们知道,类似这样的二元关系在本质上究竟是什么呢?我们能不能运用计算的观点重新考察这种关系的一般原理呢?也许,现在我们的首要任务是抽象出一个更加一般的进化模型出来。这个模型在不同空间维度、不同特征上的投影就是一个个具体的进化模型了。
现在研究人工进化的人们总在考虑开放式的进化,尽量减小人为设计的因素。然而什么是人为设计因素的最小子集?现在人们设计的开放式进化系统仍然要设计环境、设计进化的规则,能不能让这些因素也跟着进化模型一起进化起来?然而,我们要想人为地设计一个进化系统总是需要有人开始最原始的设定来启动它,那么人为设定因素在最少的情况下能达到什么程度呢?
关于混沌边缘的再认识
朗顿在做出关于混沌边缘的论断的时候曾经指出了混沌边缘的细胞自动机和几类计算模型之间的关系。具体的讲,处于固定点状态和循环状态的细胞自动机对应于会停机的图灵机,对于混沌状态的细胞自动机则对应于不会停机的,而对于处在混沌边缘的复杂型细胞自动机则对应于图灵机的不可判定问题。虽然这种联系仅仅是朗顿的一个猜想,但是这样的猜想是否有根据呢?处于混沌边缘的系统才会朝向越来越复杂的方向不断进化发展,究竟是什么力量把系统推向混沌边缘的?混沌边缘又是如何形成的?不可判定的一类计算问题是否直接对应着混沌的边缘呢?处在混沌边缘的系统又是如何把自己不断的自组形成越来越大的系统,而这些系统仍然处于混沌的边缘呢?比如处于混沌边缘的分子可以形成细胞,混沌边缘的细胞群体可以形成生命体,而混沌边缘的生命又可以形成更大的生命群体等等。
生命、智能和宇宙的起源
生命的起源、智能的起源、宇宙的起源是三个当今科学的最大的迷题,人们仍然没有能力来回答这三个问题。宇宙的起源是公认的最难的一个问题,因为宇宙之外空无一物,宇宙之前没有任何原因,也就是说宇宙必须起源于“无”这个状态。这一点是不能用科学和逻辑的方法来认识的。再考虑生命的起源,首先我们要知道生命是物质组成及其演化的一种软件方法。这种软件虽然是以物质为基础的,但是这种软件是在新的一个层次上的创生过程,软件反过来又控制了物质,它可以再一次自己来组织物质从而进行自我繁殖,这是一个闭圈。而我们更加关心的是这个闭圈如何开始的?这似乎就是一个先有鸡还是先有蛋的问题。再考虑智能,我们同样面临了一些奇怪的现象。最主要的一点是,智能总能创造出规则的规则。而且智能是在一个信息的虚拟空间中重新得到了再生。这三个问题看似发生在三个领域,然而它们是不是有可能是一个问题呢?也许这个问题就如同宇宙的产生在三个不同层次的反映而已。复杂系统的理论突破也许最终都无法回避的要解答这些问题。
计算机模拟的本质
计算机模拟是研究复杂系统的一个主要方法。然而什么是计算机模拟的本质呢?正如计算的概念对图灵机的关系一样,我么能不能找到一种描述模拟本质的最小语言集合呢?甚至讨论一些元模拟的问题。对这类问题的研究必将会讨论虚拟现实的种种可能性等问题。比如一个明显的问题是:假如我们真能够造出了足够真实的虚拟世界了,而该虚拟世界中已经演出来智能生物,那么这种智能生物能不能也会在它们的虚拟世界中再虚拟一个世界呢?
另外一个问题,模拟的极限是否存在?如果存在它会是什么样呢?我们在计算机模拟中会不会也可能遭受到类似歌德尔定理的限制呢?举个例子我们不难想象出这种限制的可能性。假如一台超级电脑模拟了整个的宇宙,而这台电脑显然是宇宙的一部分,那么电脑就要模拟这台电脑自己,因此整个宇宙的内容都要被无限制的循环下去形成永无终止的怪圈。
2、关于应用方面
目前复杂系统理论的实际应用主要是计算机仿真、模拟方法,而这类方法也存在着很多问题,下面一一进行说明。
计算机模拟系统的开放性问题
我们可以把任何一个计算机仿真程序都看成是一个系统。如果人们设置好基本的参数和规则让程序自发演化则这个系统整体就是一个封闭系统了。也就是说在没有人的干预下,该系统就会没有新的信息被注入。而按照耗散结构论的观点,类似这样的系统毕竟会走向无序状态。因此,我们可以想见,这样的计算机模拟系统能够涌现出来的复杂性也不会是永恒增长的,无论这样的模拟系统多么复杂,它必然会存在一个极限。
目前,开放的人工系统也有一些。Brooks的机器昆虫就是一例,然而这样的机其昆虫行为复杂性的来源基本完全取决于环境的复杂性,而环境的复杂性并不能引发系统内部的复杂性。我们感兴趣的复杂性应该是一方面来自环境多变的信息,另一方面是系统内部在外界信息的作用下不断演化生成的进一步的复杂性。
涌现的多层次性
目前几乎所有的计算机模拟都仅仅包括一个或两个涌现层次,而现实复杂系统中的层次非常多,所以不管怎么说,计算机模拟系统的涌现层次是远远不够的。这主要还是受制于运行模拟程序的计算环境的限制。在这样的有限的环境下如何让计算机模拟系统涌现出更高的层次呢?我想这也许需要人们设计出更有效的方法来解决不同的层次性问题。例如发明一种技术能够根据用户的需要在各种不同层次上动态的生成该层次的复杂系统。
对复杂系统的干预与控制
当我们看到计算机生成的各种计算有趣的复杂系统的时候,总会自然而然的产生这样一个问题,我们能不能根据我们所希望的涌现特性来返过来设计系统的底层规则呢?进一步,人类能否干预和控制复杂系统的发展超想我们预期的方向呢?答案是否定的,因为这样的过程会碰到还原论中的组合爆炸问题。但是,观察我们人类确实一个很好的反例。因为当人类观察复杂系统的时候确实已经能够根据涌现出来的现象探索到底层的规则了。究其原因,我想还是因为人脑本身就是一个复杂系统,我们采用综合微观分析的方法不停地在脑中产生各种模型,让这些模型去适应现实的复杂系统。也就是说,要想认识现实的复杂系统就必须仍然要创造一个复杂系统来。
准全息元数学模型的哲学意义
【来源:1999年第三期思维科学通讯】
一 、引言
二十世纪初,许多学科都得出结论,过去把研究对象分析为许多组成部分的办法,已经行不通,整体并不是各个成分的简单总和,它比成分的总和还多一些,即整体还有整体本身的性质。从整体出发来认识部分,实践证明是有成效的,甚至有些研究及认识对象,只能一开始就从整体出发才有可能,如从三十年代开始,人们研究生命、目的性、适应性行为、组织层次之间的关系,人的思维及智能模拟等问题困难重重,但随着一系列带有整体方法论色彩的横断学科的兴起,局面才有了转机,如冯·贝塔朗菲提出了一般系统论;维纳创立了控制论;申农发现了信息论。这使人类对组织系统、或整体及其属性的研究与认识有了较大的发展。五十年代后,有关方法论的创造性进展接踵而来,如普里高津的耗散结构学;托姆的突变论;哈肯的协同学;使组织系统方法论的研究,出现了群星灿烂的局面。通过五十年的发展,现在人们已经感到必须把这些新兴学科,在各个学科的成果,和各种探索方法综合起来,因而产生了功能主义、行为主义、及结构主义思潮,但与形成一个卓有成效的系统整体哲学思想体系及方法论还有很大的差距。随着“准全息元数学模型”的问世,问题将会得到根本的解决。模型是描述普遍联系的,是复杂开放系统的自组织原理模型。
二、  社会实践及复杂系统功能模拟需要整体哲学
经典科学,或者还原论科学,本质上不可能描述客观世界的普遍联系。甚至应当说经典科学是在否定事物普遍联系的前提下建立起来的。这并非说经典科学不研究任何联系。既然普遍联系是客观世界的固有属性,任何科学都不能不涉及事物之间的联系。我们在经典科学中就经常看到因与果、作用与反作用相互联系的描述。问题是经典科学对事物之间的联系做了极度简化,不再能被看作普遍联系了。经典科学讲的因果联系,一般都是一因一果的联系,几乎不涉及多因多果的联系,不考虑整个原因群与整个结果群的联系;只描述一次性的因果转化,几乎不考察因果转化序列,更不涉及因果转化形成的循环或网络;只考察从普遍联系之网中分离出来的孤立因果链,拒绝把它放到总体联系中去研究。经典科学的典型对象是二体问题,关注的是一个事物怎样作用于另一个事物。对于不能绕开的三体或多体问题,力求简化为若干个二体问题来处理。经典科学主要处理单变量问题,发展了一套有效的方法。对于多变量问题,习惯于用一次改变一个变量而让其它量保持不变的方法处理,拒绝在所有的量同时变化的过程中从总体上考虑它们之间的相互作用。经典科学关心的主要是线性关系,对于只能建立非线性模型的问题,用所谓局部线性化方法来处理,用线性联系近似反映非线性联系。至于那些原则上不能做线性化处理的相互联系,经典科学是无能为力的。经典科学善于描述机械性的相互联系,知道如何把它们分解开再组装起来,但无法描述有机性的相互联系。总之,经典科学对相互联系的描述是片面的、局部的,远远达不到描述普遍联系的水平。在这样的知识水平上,不可能建立起描述普遍联系的整体数学模型。
鉴于上述情况,哲学界非常渴望有象系统这样的整体概念来统一哲学思想,它能象系统热所企图做到的那样,去把各门学科的研究成果统一起来,或至少帮助人们综合各门学科的研究成果。但就不同系统的共同结构这一研究目标而言,当代的系统论趋势,还只是找到了一种表面上的不完全的统一性,为人们所阐述的统一性,只不过是值得怀疑的、或是粗糙的类比而已,迄今为止形式化的共同结构,不能穷尽被描述对象的所有本质特性。亦很难说清不同的理论思想,为什么始终植根于矛盾之中,如多元论与规约主义、或唯灵论者的一元论,及进化论与热力学第二定律等,这使人们一方面觉得世界具有某种一致性,一方面在具体的研究中又要面对客观现实的多样性,这种状况说明自然界一与多、整体与部分的关系始终没有得到有效的统一描述。
我们认为整体的质、量、及二维至多维的结构描述――即形的描述有无穷多种,以此出发的哲学思想,当然的亦有无穷多种,但从整体出发则只有一种哲学,即整体哲学或系统哲学。它相对于一元与多元论的描述是统一的。但在以往的哲学中始终是支离破碎的,直到近代才接近这种统一。但统一的追求始终没有停止过,如古希腊时代的哲学家德谟克利特,欲从内容方面抽象出原子、作为构成自然界的基本组成部分。而毕达哥拉斯,却想从形式的方面,把数作为构成自然界的基本组成单位。后来亚力士多德才明确地把本体论,分为物质和存在形式,认为本体论的一个方面是物质,另一个方面是公式或形式。本体论则是物质与形式的统一,并举出了很多的例子说明物质、只有结合成一定形式才是确定性的事物,如房屋的质料是砖石和木材,而砖石和木材按一定的形式结合才是房屋。康德亦认为客观普遍性的认识,是质料与形式共生的结果。皮亚杰和爱因斯坦又进一步指出,经验事实和形式构架,是科学概念和理论表述的两大基本要素,客体要素的内在结合方式――即形式,实质上是客体内容的内在本质规定性。
现代科学表明,复杂系统不仅有质的规定性,还有量的及形的规定性,因而欲对其进行整体描述,无疑问需要一个统一的整体描述形式,并与全部内容的描述相统一。系统论,控制论,信息论等、之所以没有形成统一的哲学思想及方法论,是因为人们尽管认识到了自然界的系统性或组织性,但始终没有给出有效的整体形式化描述模型,来说明系统作为整体的特定本质属性。
数学是确定多维因果关系形式的科学,其基本功能,是进行量的因果关系变换及形式运演,是借助符号或参量,体现一种关系的组成规律及法则。关系的作用及转换方式具等价功能。那么自组织系统中的要素或参量是一种什么关系呢?只能是“群体”关系,其关系形式即开放性自组织结构形式。因而系统理论如能充分利用数学形式,它所表达的关系及规律,才会接近描述对象的本质和规律,利用数学形式,系统结构及其复杂的物质、能量、与信息定量输入输出和转换的动力学描述,才会更精确、更直观。为有效的把握或描述复杂的自组织开放系统结构,如人脑神经系统,并进行有效的功能模拟,我们给出了准全息元数学模型,见附图1: 附图2:




对于其哲学意义,具体说明如下:
三、模型是复杂开放系统的整体定量形式化描述
表明一个系统的结构,就是指出它的各个部分以及各个部分之间的相互关系。一个集合只作为集合来看是没有什么结构的,只有指出集合的内在逻辑结构模式,及与某个原型的同构性才有意义,亦是理论描述的根本任务。同构概念相对于功能模拟具有重要意义,因产生功能的基础是结构,欲有效的模拟系统功能,就必须有效的描述系统结构。系统结构是一种客观存在,欲对其进行有效的形式化描述,就必须体现其与原型的同构性。
准全息元数学模型是准全息算子或准完全参量模型,它体现的是某类参量“群体”的自组织关系,它的展开具有公理的性质,如从系统的概念与一组合适的公理命题出发,就能推演出某类系统的全部特征和原理,如系统的开放性;准全息性;因果预决性及准完备性;群结构法则的多元相容性;群结构内涵与外延建构的一致有效性;最主要的则是互为因果关系的转换性,也可以说是运算关系的第一性。任何一种结构都必然要体现一种运算或逻辑属性,结构是运算关系的组成规律或平衡稳定形式,具有特定的运算功能。功能最强的是各种类型的群体结构,它们最显著的特点是具有自组织性,如自然整数群结构,体现的是加减运算法则及功能,有理数群结构,体现的是乘除运算法则及功能,因这些“群体”结构最优,功能最强,所以具有最广泛的适用性(关于模型,见本书“准全息元数学模型及其用”)。
模型与某类现实系统,具有形式上的相似关系――可以类比;能代表原型进行分析研究――可以替代;能够预测原型的演化与进化方向――可以推论。从形式上讲,模型是诸要素以参量为标志的自组织群结构,它体现了子系统功能的自洽耦合原理,具有数学基本运算功能,可以作为人工系统的有效数学原理。相对于科学理论及哲学思想的高度综合,它既是自组织系统的形式化描述,又是其认识目的及描述自组织系统的整体方法,因而即有本体论意义,又有认识论及方法论意义。
准全息元数学模型的产生,说明自然系统,尽管存在无限的复杂性,但总归是可以进行定量形式化描述的。一般系统论的创始人贝塔朗菲认为,存在着适用于一般系统或其亚类的模型、原理和规律,而无需考虑它们的特定种类、组成元素的性质,所以自然就需要一种理论,它不是属于专门种类的系统理论,而是适用于一般系统的通用原理,它把这样一种新学科称为一般系统论,其主要目标在于表述和推导对于一般系统有效的原理。但他并未能做到这一点,事实上,能做到这一点的只有准全息元数学模型,它与带有普遍性意义的开放系统,具有最大限度的同构性。
寻求同构的意义,在于有效的功能模拟,因任何功能都是由结构决定的,相对于智能模拟,同构的寻求绝非可有可无,而是必需的。
模型的产生说明哥德尔不完备性定理,相对于系统的形式化描述并非是个限定,因不完备性定理不适用开放系统。而现实世界又不存在封闭系统,所以哥德尔不完备性定理,相对于开放系统的描述没有意义。
四、模型的基本特性
1、生长进化是开放系统的最本质特征。生――是系统顺应客体因果作用关系的建构,是已有的结构法则,适应不了现实因果作用关系的变换,因而需要一种相容原有结构法则的法则,创建新结构,具有质的突变性,具有发生学意义,这种发生,即符合协同学特征,又符合耗散结构学属性,可称之为自组织发生,是结构由无到有的突变。长――是参量互为因果群结构关系的扩展延伸,是系统遵循已有的结构法则建构,属量变同化累积建构,具有历时性。生长具有突变与渐变的统一性,体现了系统结构发育、生长、继承相容的统一性。体现在模型中,是一种结构形式,可以相容另一种结构形式并具有逻辑一致性,如自然整数群结构可相容于有理数群结构,有理数群结构可相容于实数群结构。显然,结构的生长、突变或渐变,只有在与自然界的双向作用过程中才有可能,即只有在开放的前提下,与大自然交换物质、能量及信息才有可能。其哲学意义在于:开放决定了自组织结构的生与长,决定了结构及其功能,可由简单进化到复杂,说明自然界能创造与自身同构的系统认识自身。利用模型的开放性建构法则及结构形式模拟构造人工系统,同样可以体现由简单到复杂的进化过程。
2、模型的结构法则
自然界通过各种交互作用,创造了一个能够转换各种作用的物质实体――系统,这一物质存在形式,不管是从联系的角度,还是从结构生成及进化的角度,都要遵循一种法则,这种法则,只有通过群的自组织形式才能充分体现出来,它相对于自然系统的总体存在形式,是自然法则;相对于子系统之间的交互作用,是功能耦合法则;相对于要素的互为因果关系变换,是自组织法则;相对于参量的组合与分解,是数学运算法则。这种法则确定的自组织形式,与自然系统具有最大的同构性,这种同构性,是人类认识及模拟自然系统功能的基本前提。总之,结构法则不仅存在于物理定律严格而无歧义的安排中,且以更隐蔽,然而是无可质疑的方式,存在于客观世界的无限活动或演化形式之中,存在于这些形式的生成及毁灭之中。
自然结构法则,归结到形式化描述模型中,只能是数学运算法则,但这种法则必须能保证某类参量自组织成群,及某类参量的互为因果关系透明转换,且能展现其自组织结构形态。
自然法则不仅具有相对的独立性,且具有多元化一体一致相容性,如加减运算法则能相对于整数自组织成群;乘除运算法则能相对于有理数自组织成群;乘方开方、对数反对数运算法则能相对于实数自组织成群。数学运算法则,即群的自组织法则,或因果作用关系的群体规定性,具有使某种性质不变的特点。是通过结构体现的一种特定算法――结构算法。常识认为,法则的确立与执行需要有个立法或执法者,但事实是自然法则即没有立法者,又没有执法者,它是自然界万事万物得以生存的自我规定性,这种自我规定的自组织,是各种自然力通过交互作用创造出来的,是自然界作为整体的有效存在形式,这种存在形式可由准全息元数学模型,进行整体定量形式化描述。
3、模型的多元一体相容性
自然界是统一的,但它即不统一于物质,亦不统一于精神,即它不统一于某种具体的东西。现代科学证明,物质、能量、信息,是自然界的三大要素,它们互为条件,互相作用,互相转化,所以自然界的统一,只能是物质存在形式与物质多种性质与状态的统一。系统论虽然说明了自然界是以组织或结构形式存在的,但这种存在形式即不是简单一元化的,又不是没有关系的多元化,而是多元一体相容性的。如同模型所描述的,整数群相容于有理数群,有理数群相容于实数群,每个群都有自己独特的结构形式,处于不同的逻辑层次,可处理或转化不同类型的参量或作用关系,其逻辑关系具有层次相容性,亦能互相转换,所以三个群即有独立性又有统一性。正是系统的这种即独立又开放相容的特性,才使人类能从不同的层面认识系统,因人类只能从系统的某个层面来认识自然。宇宙其大无外、其小无内,但根据其相容性原理,根据某一层次的自然法则,就能有条件的推知其它层次的自然法则。
组织或结构起源于不同质量、不同形态的物质之间,及能量、信息之间的协同交互耦合作用,物质遵循特定的法则,互为条件,互为因果,构成具有特定互为因果作用关系的稳态自组织结构。以往的一元论与两元论,都解释不清系统的本质属性,如一元论者,解释不清多元现象,给不出系统统一于物质的形式化描述。显然,物质只有通过存在形式及属性,才能表现自身,没有形式及属性的物质是不存在的,所以物质一元论者,相对于宏观物质、微观物质、及场、粒、波等物质演变形态和属性,等于什么也没解释。它所能解释的只是精神是物质派生的,但精神是通过物质特定的组织形式派生的,并非任意物质形式都能派生精神现象,实际上物质与精神如同质能互变一样,是互为因果关系,并非派生的关系。而两元论者则干脆不承认精神是由物质派生的。事实上,在不同尺度或范围的空间,物质具有不同的有序存在形式,而物质的各种有序存在形式之间,具有各种形式的普遍联系,只有从普遍互为因果联系的角度,才能认为世界是一元化的。因而从某种程度上讲,世界或物质,统一于以各种互为因果交互作用为基础的普遍联系。从局部看,自然界体现的是多,从整体看是一,对这种多元相容统一一体化的自然世界能进行有效描述的,只有准全息元数学模型。
五、模型体现的自然辩证法则
作为思维的辩证法,必须与自然物质的本质存在形式、规律、及法则相符,其形式即系统或自组织结构,其规律即对立统一、质量能量互变规律、否定之否定规律,及互为因果关系自组织规律等,其法则即“参量”的组合与分解――即运算法则,或子系统功能耦合法则。遵循特定的形式、规律、法则,有序与无序;整体和部分;有限与无限;开放与封闭;一元与多元;可逆与不可逆;对称与破缺;因与果;质与量;连续与离散;吸引与排斥;偶然与必然;确定性与随机性;渐变与突变;协同与竞争;形式与内容;时间与空间;线性与非线性的作用转换及耦合关系,才能得到有效的统一认识及描述。
以往的辩证法,只能描述一维因果关系,无法描述自组织系统的互为因果关系,更体现不出系统多相多维非线性因果作用关系;只强调两极对立和斗争是事物发展的动力,忽视了事物发生发展动力的多极多相性及交互转化过程,当然也就解释不了系统的自组织原理;只强调了单向因果作用关系,忽视了互为因果作用关系,及有外因作用的多相互为因果关系,忽视了互为因果作用关系相互转化的突发性、历时性、一体性,所以对先有鸡还是先有蛋,及进化论与热力学第二定律之间的矛盾争论不休。显然,鸡与蛋是互为因果关系,是同一组织生与长在循环周期中的不同表现形态,无所谓谁先谁后。进化论与热力学第二定律,同样是互为因果关系,是物质与能量,在大尺度空间周期性组合与分解的存在形态,分与合、有序与无序,都是互为因果对立统一的关系,作为物质能量的存在形态,总是在循环往复,呈周期性互相演变状态。单纯进化与单纯的热寂状态都绝对不会发生。
没有互为因果作用的一体化,就没有有序组织的存在。对立统一的两个方面周期性循环转化过程,本身就是物质能量的存在形式。
系统是开放的,描述系统的辩证法亦应是开放的,辩证法必须适应系统动态组合与分解、及自组织的整体形式化描述要求,同时使系统的诸多本质特征、都能得到有效的内在统一说明。
六、模型的方法论意义
模型是自成体系的整体描述方法,可以帮助我们认识系统的内在规律和结构,进而利用这些规律和结构解释可能发生的演变,人类智能模拟的神秘化,及所遇到的困难,均与未能掌握这种方法有关。可以说目前人类模拟自身各个子系统的功能,并不是什么太难的事情,人们可以成功地模拟类似于人的各种感受与效应器,难就难在无法使子系统功能一体化耦合起来,产生整体智能或组合效应。用准全息元数学模型作为人脑神经网络的逻辑结构模式,设计人工神经网络,可说明神经网络相对于子系统的自组织功能耦合原理,据此构造人脑模型,可体现人脑整体结构与功能的很多本质特性(具体工作见脑模型的基本结构及基本功能)。
人脑模型相对于零阶智能系统,是一个高阶智能系统。相对来讲,零阶系统只能模拟完全确定性的智能活动,它需要人们掌握关于某种智能活动的全部作用因子(知识),在应用中无需再补充新知识,所以其智能活动的规律是确定的,可以找到一种确定的算法实现它,由于零阶系统不能获得新的知识提高自己的智能,所以它能解决的现实问题是非常有限的,而大量的现实问题,是系统只掌握关于它的部分知识,还需系统在运行过程中不断获得及补充新知识,并按互为因果关系有效地自组织,才能有效地解决现实问题。模型可使自然界任意潜在的因果关系,都能依据特定的数理逻辑法则一致有效的建构,这意味着自然界潜在的因果关系,总能得以自组织建构,系统通过确定性因果关系的自组织,进行逻辑运演及变换,通过因果作用关系的反馈,可使预期的因果关系得以自组织建构,保证系统能从多种可能的因中,选择能实现预期结果的那些因,使特定的果(目的)得以实现。显然,欲做到这一点,没有整体结构自组织的原理描述方法是不现实的。
七、模型的整体哲学思想
目前,受原子论哲学思想的影响,学科有越分越多的趋势,可以说这是分析方法的必然结果,但相对于系统整体属性的描述,综合方法与分析方法同样重要。因没有有效的分析,就不会有有效的综合,反之也是一样,没有有效的综合,也不会有有效的分析。所以哲学思想必须体现分析与综合的统一性,且必须采取一种即相容以往,又不断发展进化的自组织形式。
鉴于客观世界的系统性,分析只能是系统的分析,综合亦只能是系统的综合。相对于自然系统,所有的学科、理论、哲学、技术、都可以看作是相对于系统的形式化描述与功能模拟而产生的,它们大致可分为理论科学和技术科学。理论科学则进一步分为定性、定量及定型(形态)描述系统的科学;分为系统结构生成、生长、解体的描述科学;分为物质、能量、信息、各种自然作用力的产生及交互作用与转换机制的理论科学;分为系统整体功能机制与属性的理论科学等。它分为若干层次、分支、范畴,而所有的技术都是为使不同层次、分支、范畴的理论,在系统不同层次上物化而发明的,即都是为功能的模拟而发明的。因而任何一种理论、学科、哲学与技术的产生都不是孤立的,它们都是面向系统功能模拟的某一个层次、或范畴而产生的。相对于整体功能的模拟及解释,原型的理论描述必须有象准全息元数学模型这样的一种有效描述形式。
模型的问世,一是满足了人类认识自然整体世界的愿望-人类在相对详尽地分析了自然界的一些现象后,自然的要尝试对其进行一次综合,以便明确自然世界的整体特征,即系统全部元素间动力学相互作用的结构或组织原理;二是满足了人类生活的一种需要-为了构造并控制庞大而复杂的系统,人类需要掌握一种方法,它有助于人们发挥、组织、利用、交流,并体现其内在逻辑一致性;三是体现了科学发展的必然性-面对支离破碎的科学图景,人们必然的要促进一种统一语言、或有关整体的表述形式出现,它能综合或相容以往各学科的理论法则或规律,使其统一于自然整体世界的形式化描述之中。
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准全元信息系统模型
王迪兴
1、准全元信息系统模型
模型反应整数之间的加减运算关系,有理数之间的乘除及对数反对数运算关系,实数之间的乘方开方对数反对数运算关系……。
模型的每一个元素都具有准全息性,都包含所有其它元素的信息,又被包含于其它元素,就像佛教所说,“透过一粒沙可以看三千大千世界”。它无所不包、无所不含,其内涵与外延均无边界。其每一个系统层次,都上可融入更大的系统,下可分解为若干子系统,且体现逻辑内涵与外延的一致性。
模型相对于思维是思维模型;相对于计算机是计算模型;相对于自组织是自组织模型,相对于系统是系统模型、相对于信息是信息模型、相对于控制是控制模型,同时是三论统一的定量形式化描述模型。也是本体论、认识论及方法论的统一描述模型。
2、模型的应用:
复杂性科学先驱霍兰在《涌现》一书中说,我们目前还没有理论和模型能够清楚地表现意识的自涌现象。事实上,我们不但没有理论和模型,甚至还没有这样的人工系统,能显示每个神经元主体,与成百上千的通过突触连接的其它神经元主体之间的相互作用。通过模型,我们就能为神经元连接确定一种宏观整体模式。
早在一九四八年冯·诺依曼就曾明确提出:“要创造功能确实很强的计算机,有三个急需解决的难题:一是元件体积大,二是元件可靠性差,三是缺少构成复杂系统的逻辑结构模式及方法”。迄今为止,解决这第三个问题,实质是需要给出信息系统模型。
通过信息模型,说明经典数学并非仅限于人脑思维的外向映照,也可以对人脑神经系统作内在结构描述。基于模型,我们可设计非冯.诺依曼型仿人脑计算机(见笔者专著:准全息系统论与智能计算机)。
计算机一定要具有准全息性,这是与传统计算机的本质区别。遵循二值逻辑法则虽然也能组合分解信息,但不能使信息单元之间建立起并行交互作用关系模型,只有基于模型的准多值逻辑法则操作信息单元,才能使信息单元之间建立起并行交互作用或自组织关系模型。
就像肥皂膜计算机一样,自然界肯定存在一种最优化计算模型,基于这种计算模型,体现在解题步骤或程序上应是最简化的,且生成最简程序的时间亦最少,执行最简程序所付出的代价也最少。基于模型能够使符号与连接机制统一;并相容行为机制确定计算理论与计算模型。
智能模拟的难题,主要来自状态转换时空模式的统一,及状态自适应随机转换问题。很显然,图灵计算机属状态转换及联系的时间模式,准全元信息系统模型属状态转换及联系的空间模式。基于模型,状态都能互补定义、互相定义及互相操作。模型可以说解决了计算机科学,及人工智能领域一直想解决而没有解决的问题--即状态转换、及状态转换的控制,必须建立在状态之间具有内在联系模型的基础上。
3、对信息论的完善与发展
信息论需要解决的一个重大问题就是信息单元问题,所谓的信息单元就是相对于其他信息单元体现惟一性,且与其他信息单元在表现形式与内容上体现一致性。信息论只有解决了信息单元问题;解决了信息单元关系的模式问题;解决了信息单元关系模式的构成法则问题,才算真正的奠定了信息论的理论基础。
信息单元的确定,也是信息或智能理论的基础。信息单元的类型不同,对应的信息结构亦不同。主客信息系统都是通过信息单元的差异及序列,来确定信息系统结构然后接受和保存信息。确定了信息单元,一是利于确定记忆及表达形式,方便调用和相互区分。二是利于确定信息系统模型。
信息分单元形式,整体形式,传递形式,处理形式,存储形式。这些形式之间有一个统一表达形式,即信息模型。信息的传递、处理、表示、理解、正负反馈都基于形式与内容统一的信息模型。信息单元的表示、存储及处理,信息的传递和辨识;都是基于形式和内容统一的信息模型,确定统一的信息模型,对信息系统的仿真模拟是必需的。
信息单元只有基于统一的因果关系与规律,才能建立起记忆与处理结构。信息系统之间交换信息,基于共同的因果关系模式,基于共同的状态转换机制和规则,它与自然界的因果关系变换规律一致,遵循逻辑一致性原则并体现同构性。
信息模型可确定信息系统的自组织涌现及进化原理。从信息形式与内容统一的信息模型入手,我们才能更清醒的认识及体现信息的本质,才能使信息更实用有效。基于信息模型,我们能够有效确定智能系统的结构与功能,并进行有效人工模拟。
信息模型是基于信息单元、及其关系、关系法则(等价数学基本运算法则)而建立的。加、减、乘、除及乘方、开方、对数、反对数等数学基本运算法则……,就是模型信息单元之间的组合与分解法则,同时是信息系统的自组织法则,简称信息法则,具有逻辑内涵与外延的一致开放相容性。
自然界通过各种交互作用,创造了一个能够转换各种作用关系的物质实体,这一物质实体的存在形式即系统。不管是从联系的角度,还是从结构生成及进化的角度,系统都要遵循一种法则。这种法则相对于自然系统的总体构造,是结构法则;相对于子系统之间的交互作用,是功能耦合法则;相对于要素的作用关系建构,是自组织法则;相对于参量(信息单元)的组合与分解,是数学基本运算法则。掌握这种法则,是人类认识及组构信息系统并模拟其功能的基本前提。总之,法则不仅存在于物理定律严格而无歧义的安排中,且以更隐蔽,然儿是无可质疑的方式,存在于复杂系统组构或演化形式之中,存在于这些形式的生成及毁灭之中。
4、模型对系统论的完善与发展
整体客观世界包容处于不同层次的若干种类型的系统,是信息量最大,信息类型最全的准全息开放系统。还有一种准全息系统就是人脑,无论怎样对其描述,都只能是准完备准全息性的,其描述模型即准全元信息系统模型。根据同构同态原理,企图简化系统参量而给出系统描述的路子肯定行不通。简化的结果是既不同构也不同功,基于信息进行近似或准同构描述,是对系统或信息论的基本要求。相对于一般系统论,模型在如下几个方面体现了对系统论的完善与发展。
①、模型体现了系统层次性
如整数的加减运算关系层,有理数的乘除运算关系层,实数的乘方、开方、对数反对数运算关系层……这些层次之间,具有逻辑内涵与外延的一致相容性,这是系统复杂性的本质特征之一。但一般系统理论无法体现这种层次性,及层次相容一致性。
②、解决了系统悖论
所谓的系统悖论是指给出底层系统描述,依赖基于逻辑内涵与外延的一致性原理,同时给出高层系统的有效描述。解决系统悖论,就是基于系统开放性给出系统多层次相容统一描述,且始终体现准全息开放性。除了准全元信息系统模型,迄今还没有哪一理论或模型体现这种多层次相容一体性,当然也就解决不了系统悖论。
③、体现了信息单元或系统因子的互为因果性
复杂系统分各种类型,如交互作用型系统,协同作用型系统等。显然,交互作用型系统的因子,只能基于互为因果关系交互作用。这种因果同源一体的描述客观现实,也是传统理论始终没有解决的问题。
生命是物质或能量状态及其编码--信息状态交互作用及相互转换的统一体。如给不出能量、物质及信息转换的互为因果描述模型,就难以真正理解生命系统的实质。
④、解决了结构与功能的统一性问题
给出复杂系统的内在状态关系描述,实际上就是给出了系统的结构描述模型。复杂系统产生特定的功能,必须以特定的结构为基础。这是系统论、控制论与信息论都要面对的基本问题。基于准全元信息系统模型,我们就能模拟信息系统功能。这也是一般系统论或信息论未能解决的关键问题。
⑤、体现了信息守恒与不守恒的统一性
整数通过加减逻辑关系转换,信息量就守恒,通过乘除逻辑关系转换,如1÷7,信息量就不守恒。整体模型则具有守恒与不守恒的统一性。鉴于物质、能量与信息统一并共同相互作用,具有不可分割性。由系统结构法则决定,守恒与不守恒的统一性就不仅仅限于信息,对物质与能量同样适用。说明基于不同的系统结构法则,物质、能量及信息均有不守恒的一面。
⑥、体现了质变与量变描述的统一性
质变,反映在模型中,是在整数加减、有理数乘除、乘方开方对数反对数运算关系结构之上,还会产生高于乘方、开方、对数反对数的数学基本运算关系结构,虽然我们在现在还无法确定这种运算关系结构是什么样的,亦不知其具体结构形式,但其现实存在具有客观性。量变,是在原有结构基于开放性能够无限延伸扩展。这都是以往的自然科学基础理论所不能解决的重大问题。
⑦、体现一维与多维状态关系描述的统一性
整数的加减运算关系,基于两维平面就能表达,有理数的乘除运算关系,基于三维立体才能表达,实数的乘方、开方、对数、反对数运算关系,基于一个点向四面八方延伸,可以说要多复杂就有多复杂,整个模型则体现一维与多维状态关系描述的统一性。这更是传统理论解决不了的问题。
5、模型对复杂性理论的重大贡献
①、模型明确了复杂性的衡量标准
复杂性研究的一个比较困难的问题,就是复杂性的衡量标准,依据模型,可以确定其如下标准:
一是系统参量的复杂性。如实数及超越数类系统参量就比整数类、有理数类系统参量复杂。
二是结构复杂性。如以整数的加减运算关系结构为例,用两维平面结构即可表示,复杂性要小得多。而有理数的乘除、乘方开方、对数反对数运算关系结构,必须用三维结构表示,具有足够的复杂性。而实数的乘方开方、对数反对数运算关系结构,则是从一个点向四面八方延伸,其结构已经超出三维,复杂性亦已超出想象。
三是结构法则的复杂性。数的运算法则等价数的组合分解法则,等价系统结构法则。显然,乘方开方对数反对数运算法则,就远比加减及乘除运算法则复杂。
四是系统类型的复杂性。如交互作用型系统就比与协同作用型系统复杂。
②、模型明确了复杂系统的构成原理及法则
模型涉及复杂系统的基本原理:一、准完备性原理。二、系统结构法则的多元相容性原理。三、系统参量的互为因果关系原理。
涉及复杂开放系统的三个创生定理:一、结构法则(等价逻辑法则)内涵与外延的一致相容定理。二、互补定理。三、自组织定理。
涉及状态转换的几个基本法则:一、信息单元逻辑相关法则。二、自组织功能耦合法则。三、信息单元逻辑内函与外延一致性及多元相容性法则。
6、模型对计算理论的重大贡献
准全元信息系统模型是结构最优、功能最佳的计算模型,可解决如下计算模型或计算理论没有解决的问题:
①、解决计算模型没有解决的问题
计算模型一是要解决状态转换的原理及效率问题;二是要解决状态转换的控制问题;三是要解决状态之间的内在自组织联系问题。冯机的二值状态转换原理是效率最低的一种,状态转换的控制问题则未解决状态之间的互相控制问题,而状态之间的内在逻辑联系问题则根本没有解决。基于信息模型就能解决这没有解决的一半问题。
②、解决了普适性的状态转换法则问题
准多值逻辑是最具普适性的状态转换法则之一――标志及区分的状态足够多;确定状态的关系足够复杂;状态转换关系的内涵与外延足够复杂,且具有一致性,足够灵活多变。遵循准多值逻辑这一数学基本运算法则,可使任意一个信息单元都既具独立性、又体现与其它信息单元的逻辑相关性,同时具有因果关系的多元性,及多元逻辑关系的一致相容性。能使模糊与精确、连续与离散状态转换具有统一性,且保证互为因果关系转换的多元及多维性。
准多值逻辑法则是信息单元自组织为信息模型的法则;是信息单元多维组合、分解并交互作用的法则;也是信息单元互相定义、互补定义、互相转换的法则。
③、解决计算模型有限与无限计算能力的统一问题
提高计算模型的计算效率,关键是要使有限与无限计算能力统一。如1÷7 ,可通过结构计算模型――准全元信息系统模型,直接输出一个小数循环周期,以此为基础取任意精确值都不用进行实质性运算,只通过循环移位取够位数即可。
④、解决普适性的状态转换原理
作为状态转换系统的计算机,一定要遵循普适性的状态转换原理,其特点体现在如下几个方面:一是运算过程或程序最简化。二是避免逻辑降阶效应――不用将对数反对数转换为乘方开方,将乘方开方转换为乘除,将乘除转换为加减,再将减转换为加,然后转换为二值编码按位运算。三是体现多功能一体化的结构运算特征,提高基础性能及能力。四是解决逻辑推理相对于有限与无限、确定性与非确定性状态转换的统一性问题。五是信息单元之间体现互为因果交互作用及逻辑可逆关系。
⑤、解决状态转换的效率问题
提高状态转换效率,关键是统一有限与无限计算能力。如1÷7 ,通过模型可直接输出一个小数循环周期――0.142857,以此为基础取任意精确值,只需通过循环移位取够位数即可。基于模型的结构运算原理,解题步骤或程序应是最简化的,且生成最简程序的时间亦最少,执行最简程序所付出的代价也最少。
选择不同的计算模型会影响时间复杂度,在一个模型上线性时间内可计算的问题,在另一个模型上就可能是非线性的。如以准全息元信息系统模型为逻辑结构模式设计计算机,就能改变传统计算机将9的9次乘幂转换为9乘9次9,将9乘9转换为9加9次9,且只能用二值编码进行加法计算的做法。它可以非过程性直接对应输出其结果81。
7、模型体现了准全息系统的基本特性
准全元信息系统模型,体现了皮亚杰结构主义关于结构的三个基本特性:一、整体性。二、转换性。三、自身调整性。还体现了准全息系统的如下具体特性:
①、准全息性
准全息是相对于全息而言,而全息相对于系统的动态或静态描述,事实上都不属实。即全息不全,全息意味着系统是不再进化的死系统,可进行穷尽描述,但事实并非如此。所谓的“全息”,只能是“准全息”。
②、准完备性与开放性
在封闭式系统中,哥德尔用有穷方法已经证明其具有不完备性,被称为形式系统的不完备性定理。但不完备性定理不适用开放性系统,因开放系统能相容于新的、更高阶的结构(逻辑)法则建构,而趋向高层次相对完备,即准完备。准完备只能在无限渐近演变――进化过程中逐步取得,但永远也不会达到真正的完备,只能通过进化渐进性趋向完备。
③、逻辑层次及法则的多元相容性
不同类型的参量遵循不同的逻辑法则(等价结构法则),构成不同类型的自组织结构。就是说一个自组织层次只能遵循一种逻辑法则,确定一种结构形式,否则,系统就不会具有参量之间因果逻辑关系的唯一确定性。这种唯一确定性使每一种自组织都即有相对独立性,又能相容于更大的系统,因此,逻辑层次及法则体现多元相容性。
④、形式与内容的统一
信息系统有其特定的形式与内容,其形式是计算模型的自身结构,其内容是输入输出数字或信息单元。其统一描述模型即准全元信息系统模型,相对而言,它更接近人脑状态转换的结构与功能特征。在同环境的交互作用中,模型能实现自我维持、自我组织协调、自己创造(复制)自己。系统在内部协调外部适应的基础上,能保证系统内耗最小、整体功能最优,系统行为或功能的预决性最强。
⑤、线性与非线性,连续与离散的统一性
整数类信息单元遵循加减逻辑法则构成的自组织,具有线性结构特征,其自组织参量具有可数可列性,具有确定及可预期性。有理数类信息单元遵循乘除逻辑法则构成的自组织,具有非线性结构特征,其自组织参量不具可数可列性,亦不成比例,如1÷7 。相对于线性,非线性不仅增加了作用关系的维度,亦相容了非确定性。
至于连续性,一是指系统参量可以无限微细化,一是指系统的建构及演化是个无限的渐进过程。相对于离散性,连续性是系统趋向准完备或准全息的动态过程。离散性则是连续性的定态阶段化体现,没有离散性,就无法描述系统的特定结构,也表现不出趋向准全息的阶段性。没有连续性,系统就不能表现出渐进的自组织过程,在准全息系统中,两者具有统一性。
⑥、二值、多值与准多值逻辑的统一性
系统参量既可用二值表示,也可用二值的任意中间值表示,在现实世界中,多值、二值、及二值的任意中间值,其统一相容的逻辑基础即准多值逻辑――等价数学基本运算逻辑。可满足二值、多值及近似确定值、或近似隶属值的逻辑处理,及使确定性与非确定性问题得以统一处理,还能一致有效的描述及预测未知状态。因而具有确定与非确定、有限与无限、可逆与不可逆、对称与非对称的统一性;同时具有辩证逻辑特性。
⑦、确定与非确定性的统一
基于二值逻辑的状态表示都是确定性的,不能相容非确定性,但处理绝大多数客观问题都需要两者统一,只有基于模型的准多值逻辑,才能使确定与非确定性状态统一。如1÷7,其取值范围是无穷无尽的――体现了不确定性的一面,但相对具体问题又都需要取一个确定值――体现了确定性的一面。
⑧、空间与时间复杂性描述的统一
集中式存储及串行处理方式体现状态转换的时间复杂性。而人脑是以互为因果关系为基础进行分布式存储――体现交互作用的并行空间关系,体现状态转换及存储的空间结构复杂性。单纯地依靠符号机制建立全部信息单元的互为因果关系,必然产生所谓的组合爆炸问题。人脑神经系统像信息模型一样,是建立在联结机制的基础之上,与环境及背景信息融为一体,体现空间复杂性,因此,不致产生人工智能领域所谓的常识缺乏症,同时具有状态转换的实时性。
基于准全元信息系统模型设计计算机,则可使两者统一,既能体现时间复杂性优势,又能体现空间复杂性优势。
8、体现了自然科学基础理论或哲学思想的统一性
①、体现了物质、能量与信息的统一性
物质、能量与信息,只有基于系统才能得以统一。因没有物质构不成系统实体,没有能量作用,系统因子就不能相互作用,没有信息,就不能确定系统因子状态的唯一可区分性,也不能确定系统因子之间的作用关系。但三者的统一抽象描述,则只能基于信息模型体现。因此,自然科学基础理论欲在高层次统一,必需相容信息或基于信息或信息模型体现。
②、体现了信息模型、系统模型与脑模型的统一性
计算理论取得突破,不一定需要借助脑科学的突破,但一定要有系统论,信息论及控制论的突破。三论的突破完全可以反过来为脑科学奠定理论基础。基于系统论,信息论及控制论的突破,就可为智能机的革命奠定全新的计算理论--体现于准全元信息系统模型。它可以整合系统科学、信息科学、智能科学甚至生命科学。
信息、系统与脑模型的统一性体现在:一、统一的信息形式,等价信息系统结构,体现与主客体信息系统的同构性。二、统一的信息内容,等价信息单元,等价系统参量。三、统一的信息单元组合与分解法则,等价数学基本运算或系统结构法则。四、统一的信息模型,等价信息、系统或脑模型,统称智能信息系统模型。
③、体现了系统论、控制论与信息论的统一性
三论统一的基础是系统结构。系统结构等价系统参量的内在作用关系。以系统结构为基础,就能确定系统参量之间的内在联系。因系统参量就是系统因子,与信息或状态单元匹配统一。系统参量的交互作用关系,等价系统因子的自组织自控制关系,其输出参量也是输入参量,施控参量同时是受控参量--等价系统信息。因而,系统结构等价信息的存储结构,等价信息单元的交互作用关系――即控制结构,这就是三论统一的基础。
因为系统参量等价信息单元,系统参量的交互作用关系就是信息模型中信息单元的交互作用关系。这种关系是信息单元互补定义、互相定义的基础;是信息单元存储、转换、交换的基础。因而系统信息的定量描述模型,也就是系统参量的定量形式化描述模型,因此,信息、系统与控制的统一是必然的。
④、体现了本体论、认识论、方法论的统一性
因本体的存在形式是系统,系统的描述即系统模型。准全息元数学模型,既是系统本体的描述模型,又是系统本体的认识模型,同时是本体描述及模拟的方法论模型。从客观世界的统一性出发,本体论、认识论及方法论在最高层次必然是统一的。
9、模型的理论与哲学意义
面对整体自然世界,自然科学理论理应体现统一一致性。但基于传统自然科学理论,我们处处面临不一致,如进化论与热力学第二定律;精神与物质、主观与客观、唯物与唯心、还原与综合;有限与无限;确定与非确定、量子力学与相对论等等。
迄今为止,除了准全元信息系统模型以外,还没有一个理论或模型体现开放性;层次性;准全息性;信息单元的互为因果性;有限与无限的统一性;确定与非确定的统一性;线性与非线性的统一性;一维与多维的统一性;一元与多元的统一性;随机与确定性的统一性;结构与功能的统一性;微观与宏观的统一性;有机理论与无机理论的统一性等等。但基于模型就能使这些对立概念实现统一描述。
相对于系统整体属性的描述,综合方法与分析方法同样重要。因没有有效的分析,就不会有有效的综合,反之也是一样,没有有效的综合,也不会有有效的分析。所以哲学及自然科学基础理论必须体现分析与综合的统一性,且必须采取一种既相容以往,又不断发展进化的自组织形式,既不割断历史,又要相容未来。能够做到这一点的,只有准全元信息系统模型。
模型的问世,一是满足了人类认识自然整体世界的愿望--明确自然世界的整体特征,及系统全部因子间动力学相互作用的结构或组织原理;二是满足了人类生活的一种需要—为了构造并控制庞大而复杂的系统,人类需要掌握一种方法,它有助于人们发挥、组织、利用、交流,并体现其内在逻辑一致性;三是体现了科学发展的必然性—面对支离破碎的科学图景,人们必然的要促进一种统一语言、或有关整体的表述形式出现。它能尽可能多的综合或相容以往各学科的基本法则或规律,使其统一于自然整体世界的定量形式化描述之中。
分形理论与全息论之比较
孙博文
在分形理论的创始人,美籍学者曼德布罗特出版著名专著《自然界的分形几何》的同一年,即1982年,全息论的创始人,中国学者张颖清也出版了他的第一部专著《生物体结构三定律》。有趣的是两书不但都以大量图片作为自己论证的材料,而且都以自相似现象为自己的研究目标,并由此奠定了各自理论的基础。曼德布罗特将分形定义为“组成部分与整体以某种方式相似的形”,而张颖清将全息定义为“生物体每一相对独立的部分在化学组成的模式上与整体相同,是整体的成比例的缩小。”显然两论都是以研究系统中的局部与整体的关系为宗旨的,而且,是研究局部与整体的相同或相似的侧面。当然,对于全息论来说,现已不只限于生物领域,十余年来,人们在自然界和人类社会中发现了大量的全息现象。所以,全息论已从最初的生物全息推广到现在的广义全息,并将全息概念定义为“部分包含系统整体的信息”,从而扩大了全息概念的普遍性。
尽管分形理论与全息论之间有许多相同之处,但它们毕竟是诞生于不同的文化背景之下的两种自成体系的理论,所以它们之间的重大差别也是不容忽视的,这些差别不是程度和广度上的不同,而是本质和结构上的不同。当然阐明分形理论与全息论之本质不同并不排除两者之间相互结合的可能性。相反,只有清楚地理解了这些本质的不同之后,它们之间有成效和有成果的接触才能在一个坚实的基础上进行。
两论之本质特点
从本质上讲,全息论是与中国古代哲学相一致的,可视为东方古老文明在现代科学环境中的一种表现。东方思想把宇宙看成是一个不可分割的实在,一个统一的整体,甚至带有某种神秘性。一生万物、万物归一,天地间万事万物都相互关联,相互作用,所以整体与局部的性质不然是相互制约的,相互映照的。就拿张颖清发现的生物全息律来说,也是从他对中医理论中的经络学说的研究中得到启示而实现的。而中医理论无疑是中国古代哲学所产生的一个辉煌结果。因此,全息论对自相似现象的研究,其思辨多于逻辑实证;定性分析多于定量分析;注重自相似结构的内部关系及其相互作用多于其外部形态的描述和规律性的探索,而且把全息体看成一个具有严格规定和制约的整体,带有浓重的决定论色彩。例如全息生物学中,把个体的形成看成是全息胚按自身的规定不断转化的结果,它所探讨的是各个阶段各个层次的全息胚之间的内部对应关系和内部相关性,并把整个生长过程和整体本身看成一种连续变化的结果。并且不把自相似现象只局限于形式上的局整变换,而是从信息论的强调部分对整体的包含,这一方面为全息论与现代科学成果相结合提供了契机,而另一方面又体现出某种东方神秘主义的特性。如宇宙全息论的倡导者们就把宇宙看成是一个没有新东西的实体,它的任何微小的部分都包含整个宇宙的全部信息。所以从整体上讲,现在的全息论虽可以属于自然科学的范畴,但还没有进入到数理论证阶段。
我们知道,西方的哲学思想,无论是对自然、对社会都是从局部的、实证性的探索中发展起来的。他们愿意把事物分解成独立单元的集合,通过逻辑推理得出结论。在这种文化背景的影响下,分形理论一开始便是一种纯数学的表述,即分形几何学。具体的渊源可以追述到1918年以来英国剑桥学派对分数维集合的研究,在数学史上也早有人构造各种各样的自相似集合,如康托集(1895年)、皮亚诺曲线(1890年)、科切曲线(1904年)、谢尔宾斯基地毯(1915年)、朱利亚集和法图集(1918-1919年)等。曼德布罗特的开创性贡献主要不在于对分数维集合本身性质的研究上,而是他发现了自然界中的标度不变现象,并且利用分数维理论与计算机技术相结合对自然界中的自相似现象加以分析,创立了自己的分形理论,从而又构造出了一系列新的分数维集合(如曼德布罗特集等)。分形理论所研究的对象多为随机的、离散的、非连续的复杂现象,并且通过自相似性将对象的复杂性与简单性统一起来。作为一种数学理论,分形有严格的推理过程和测量方法,再加上自身的简洁性便于与现代计算机技术相结合构建数学模型,从而对自相似现象进行定量分析和模拟。例如,曼德布罗特曾利用康托集构造了电子传输线中误差发生情况的一种模型,从而发现了这种阵发混沌现象的规则,即发生误差与无误差传输的比值保持恒定。也正是因为它是一门数学理论,它还不能属于真正的自然科学,尽管它在自然科学的许多领域都有所应用。数学是关于逻辑上的可能性、纯形式(即脱离内容)的科学,它对自然现象的研究主要注重于形式上的规律性的描述,即不考虑自相似结构内部的现实的相互作用,它可以为自相似现象提供一个检验方法,如是否存在无标度区,但无法找到形成自相似现象的物理原因。正象曼德布罗特本人所承认的,他的计划的优点在于描述世界而不是解释世界。所以说分形语言还不具备物理的意义。这也许正是对自相似现象研究中的一个急待解决的问题,也是分形理论与全息论的一个结合点。
两论对复杂性的认识:
复杂性问题是现代科学的一个核心问题。当今“我们对自然的看法正经历着一个根本性的转变,即转向多重性、暂时性和复杂性。”
分形几何学的研究对象是不规则集合也可称为复杂集合。这类集合一般是离散的、参差不齐的和不光滑的、所以从经典几何学看来是非常复杂的,以至于把它当成“病态”对象加以排除。然而分形几何却从这种复杂的对象中找到了规律性,并且可以用简单集合遵循简单规则的反复迭代构造这样的复杂集合,反过来说这些复杂集合完全可以还原成一个简单的初始条件和一个简单的变化规则。此外,分形理论还提供了一个测量复杂程度的参数——分维。它是继熵、信息之后的又一个系统参量,所以,如何将分维与熵、信息统一起来,这可能是分形理论转化成物理理论的一个突破口。
而全息论一般不考虑系统的复杂性问题,它认为全息系统是一个非常有序的结构,其内部各元素之间是严格制约的,所以它的注意力是在全息系统内部的相关性和局整对应性上,并不探讨对象的复杂性问题。
两论对机制的探索:
分形理论认为形成自相似结构的机制是其自身的反复迭代。并根据这一原则可以模拟自然界中存在的许多分形现象。如用中点位移法的反复迭代,可以制作出分形山的风景画来,其逼真程度不亚于实际照片。当然我们不能说真实的山就是通过这种迭代形成的,但至少它给了我们一个启示,即迭代可以产生类似于山的这种自然现象。况且,在自然界中我们确实可以找到通过迭代来完成自身演化的例子,如植物种系的发展过程便是通过种子这个“自变量”而得到成熟的果实这个“函数的”,而果实(准确地说是其中的种子)又作为“自变量”生成了下一代的“函数”——果实。如此这般反复迭代,物种的基因得到了延续,同时还演化出无数新的物种。可以说这里所提供的机制是符合逻辑的,但遗憾的是它仍然只是一种形式上的描述,所以只能称它为形成自相似现象的数学机制,而不是物理机制。
全息论对这一问题的认识与此不同,它认为全息体的形成过程是全息元的性态的显现过程,也是全息元之间以及与整体之间的相互制约过程。如全息生物学认为,生物体的生长过程是全息胚(全息元的一种)向着整体不断显化的过程。全息胚是镶嵌型发育的自主发育单位,它有对应着未来或现在整体的全部器官和部分在内的未来器官图谱。在发育过程中由于各全息胚之间的相互制约(当然这种制约也是由基因控制的),全息胚的未来器官图谱中的每一部位与未来整体的通明部位是同一的,后者由前者发育而成。所以,全息胚中未来器官中的某一部位以其他部位为对照,与未来整体的同名部位之间生物学特性相似程度比较大,是整体的缩影。虽然这种对形成机制的解释是从机理上讨论的,但仍然带有某些思辨的色彩,而且,现在看来也只适用于生物界,对非生物界还有待进一步证实与证伪。
从另一个角度看,现已发现的自然界的自相似系统,几乎都是耗散系统,由于其内部具有自相似性,所以它也是一个高度有序的系统。如何形成这种奇异的序,恐怕是系统内部非线性作用的结果。而系统的耗散性,又是以系统的随机性为前提的,所以说非线性、随机性与耗散性很可能是形成这种结构的必备条件,因此,将分形理论、全息论、以及与自组织有关的耗散结构理论和协同学结合起来,找出彼此的联系,互相补充,互相借鉴,将是彻底搞清自相似现象的物理机制的有效手段。
两论对世界的看法:
“任何范围广泛的理论都意味着一种世界观……,任何改变了我们对世界看法的科学重大发展都是自然科学……”(贝塔朗菲语)。分形理论与全息论无疑是这样的理论,它们几乎在自然界和人类社会的各个领域都有所应用,因此自相似现象是自然界中的一种普遍现象,部分与整体的自相似调和也许是我们世界的本质属性。
按全息论的观点看,我们的世界是一个非常美妙的世界,那种无限嵌套的结构,充满了宇宙的和谐,整体包含了无限的部分,而部分又体现着无限的整体,整体与部分的绝对对立消失了,有限与无限的绝对对立也消失了,那么我们也许真的能通过局部来通晓全体,或者通过局部的某一点;来控制整体上相应的部位,反过来也可从全体变化推断出局部的变化,这一设想从现代人的逻辑来看,可以说也是极为合理的。
分形理论在探索局部与整体的关系的同时,又注意到一个新的现象,即所有的分形结构都具有分数维的特征。欧氏维数、拓扑维数等这类整数维数无法对这种参差不齐、有无限细微结构的形状进行准确的刻画。然而自然界中大量存在着的恰是这种无规则形状。最近有人提出了分数维时空观,如果她真的能够取代我们习惯上的整数维时空观,那么无疑是一场革命。果真如此,许多事情对我们来说就要重新认识了。
如此看来,能不能说我们的世界就是分形或者是全息的呢?让我们来看这样一个事实:牛顿利用欧氏几何学创立了绝对时空观,并发现了著名的牛顿三定律以及万有引力定律,把从天上到地下的许多自然规律统一了起来,从而发现和预见了许多自然现象。二百多年里,人们一直认为牛顿定律是绝对真理,是对自然界最本质的揭示。然而,爱因斯坦排除了这种牛顿幻觉,他根据非欧集合学建立的相对时空观扬弃了牛顿力学的绝对时空观,从而他对自然的认识远远超出了牛顿力学所能及的范围,使人们对自然有一个全新的认识和全新的发现。然而,我们并不能说爱因斯坦的相对时空观是绝对真理,而牛顿的绝对时空观是谬误。其实它们都是人们对自然界进行探索和认识的手段,只不过爱因斯坦的相对时空观比牛顿的绝对时空观要深刻一些。同样的道理,根据分形几何学所创立的分维时空观,也不是宇宙的终极真理,他也是人们探索自然和认识自然的一种手段。正如海森堡所说的“自然科学并不是简单地描述自然、解释自然;它也是自然与我们相互作用的一部分。”也就是说,“我们所观察到的并不是自然本身,而是我们提问方法所揭示的自然”。从这个意义上说,无论是分形理论还是全息论,都是一种方法论,是人们认识自然探索自然的有效手段。
(本文原载于《分形理论的哲学发轫》一书)
分形理论前沿新论及其科学方法论意义
2008-12-22 21:48
亢宽盈
谁不知道熵概念就不能被认为是科学上的文化人,将来谁不知道分形概念,也不能称为有知识。(物理学家惠勒)
分形理论是现代研究复杂性的科学理论的重要组成部分,它虽然从诞生至今才短短20几年的时间,然而它却对人们的自然观、科学观、科学方法论、科学思维方式等都产生了深刻的影响。
分形理论是由美籍法国数学家曼德尔布罗特(B.B.Mandelbrot)创建的。他的分形思想萌发于本世纪60年代。1967年他发表在美国《科学》杂志上的论文《英国的海岸线有多长》中,首次阐明了他的分形思想。1973年他在法兰西学院讲学时正式提出了分形几何的概念。1975年他的法文专著《分形:形状、机遇和维数》的出版标志着分形理论的正式诞生。80年代他又推出了《大自然的分形几何学》等著作,给分形这一学科的发展以持续的推动力。
分形理论自从诞生之后就得到了迅速的发展,并在自然科学、社会科学、思维科学等各个领域都获得了广泛的应用。如今,分形和分维的概念早已从最初所指的形态上具有自相似性质的几何对象这种狭义分形,扩展到了在结构、功能、信息、时间上等具有自相似性质的广义分形。人们在自然、社会、思维等各个领域都发现了分形现象,出现了诸如分形物理学、分形生物学、分形结构地质学、分形地震学、分形经济学、分形人口学等,发现了材料学、化学、天文学中的分形及思维分形、情报分形等等。
人们现在已经认识到分形理论所揭示的自相似现象和混沌、破碎现象在客观世界中是普遍存在的。
分形的概念和思想现正在被人们抽象为一种科学方法论,这就是分形方法论。它的内容主要包括以下两点:第一,以分形客体的部分和整体之间的自相似性为锐利的武器,通过认识部分来反映和认识整体,以及通过认识整体来把握和深化对部分的认识;第二,运用分形理论的思想和方法,从无序中发现有序,揭示杂乱、破碎、混沌等极不规则的复杂现象内部所蕴涵的规律。
分形方法论从本质上看也是一种系统方法,研究分形现象需要系统的观点和方法。分形方法论的产生是属于清算还原论、倡导系统方法论这一科学发展总趋势的产物,它是复杂性研究的一个方面军,是近30多年来提出的处理复杂性的理论方案之一。分形学理论和自组织理论、混沌理论密切相关,它与混沌理论及孤子理论被人们誉为现代非线性科学的三大前沿。
分形理论及其分形方法论的提出有着极其重要的科学方法论意义。它打破了整体与部分、混乱与规则、有序与无序、简单与复杂、有限与无限、连续与间断之间的隔膜,找到了它们之间相互过渡的媒介和桥梁(即部分和整体之间的相似性),为人们从混沌与无序中认识规律和有序、从部分中认知整体和从整体中认识部分,从有限中认识无限和通过无限深化和认识有限等提供了可能和根据;它同系统论、自组织理论、混沌理论等研究复杂性的科学理论一起,共同揭示了整体与部分、混沌与规则、有序与无序、简单与复杂、有限与无限、连续与间隔之间多层面、多视角、多维度的联系方式,使人们对它们之间关系的认识的思维方式由线性阶段进展到了非线性阶段。
分形理论和分形方法论的诞生及其应用,使人们取得了用别的方法所不曾取得的许多新成果,导致了人们对自然界、社会、思维等各个领域中不可胜数的新现象、新规律的发现和破译,充分显示了它的巨大威力和十分重大的科学方法论意义。
(作者为中国科学院自然科学史研究所理学博士)
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全息管理模型概述
《全息管理理论模型》在倡导继承和回归易学思维传统的基础上,希望整合和突破西方辩证思维、系统思维、逻辑思维、科学思维、哲学思维的历史局限和知识缺陷,建立起比较符合人性、社会运动、生命运动的自然本源的全息思维模式。希望通过对人类农业文明、工业文明的生产方式、管理方式、发展方式等社会生产实践,进行系统的科学反思、哲学反思、文化反思,秉承中国哲学和优秀文化传统,探索自然管理法则,解析和重建普适性组织基因和理论模型,初步建立起全息管理理论体系,为战略管理、创新管理、危机管理、人本管理、情商管理、和谐管理建立起基础的理论平台,为企业、政府和各类社会组织的成长、创新和发展,提供简单易行、科学实用的组织诊断和管理模型,为全面建设创新型社会、和谐社会提供基本的战略管理工具。
《全息管理理论模型》认为,组织的DNA决定着企业的性格特征、成长速度、健康状况、相貌美丑、体格素质、发展形态等,企业组织的行为和生命周期受到组织遗传基因DNA的和竞争环境的交互影响,组织成长的过程无形中在自觉与不自觉地遵循着组织基因原理,其基本规律符合自然管理法则。
《全息管理理论模型》利用易学原理和中国哲学传统,结合西方现代管理思想、理论和方法,通过严密、系统、科学地论述《组织基因法则》,建立了基本的《全息管理理论模型》。在此基础上,全面解析企业、政府等各类社会组织DNA的密码结构,阐述组织DNA基因遗传行为的基本规律,让管理者能够熟悉组织成长、组织行为遗传等普式性组织生命周期律,掌握组织DNA简易的管理诊断工具和使用方法,科学规划愿景目标和组织生涯,以期主动引领和把握组织创新变革、战略转型和可持续发展,提升组织核心竞争能力和组织文化。
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全息管理理论模型研究目的
1、系统、科学、全面的解析企业管理要素因子结构和相互关系;
2、以全新的易学精神和易学视角审视、融合现代西方管理体系;
3、以回归自然管理法则的易学传统重建企业创新管理理论模型;
4、以易学全息思维和全息管理工具模型全面诠释组织基因密码;
5、倡导有利于企业自我诊断、组织生涯规划、全员参与企业创新的全息管理。
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组织DNA模型
一切社会组织(包括企业、政治团体、公益组织、学术机构、政府、国家等),均是由若干功能系统通过资本、信息、管理等要素凝聚起来的大系统,是一个有机的、可控的、有一定服务功能和行为目标的生命体。遗传行为学认为,生命体前后代特征 (包括生理的和行为的) 的相似性是受其遗传基因决定的,生命体的所有行为都受到遗传和环境的交互影响,社会组织作为生命个体的有机组合体,其成长和发展同样也遵循遗传行为学的自然规律。
企业组织DNA决定着企业的经营运作、发展形态、规模大小、生命周期、企业文化等等。分析和了解组织的基因密码的排列顺序、对应关系等内在规律,有助于企业经营诊断、组织制度设计、业务流程再造,有助于把握企业管理创新,适时掌控企业变革与转型;有助于积极培育企业的核心竞争能力,突破发展瓶颈,防范和控制经营风险,塑造和谐管理,实现企业快速可持续发展。
1、组织基因键GB模型
(1)组织基因键gen bond——分为资本键、信息键、管理键,亦称组织内不同系统的类分子键。简称GB

(2)基因键的特性:
流通性(物质、能量、信息)__企业柔性管理法则 上善若水,以柔克刚,因时而化,顺应不争,沟通万物…… 目的性(系统的功能原理)__组织生涯规划原理愿景规划,战略决策,目标管理,能力管理,学习管理……
(3)基因健解析
资本键capital bond——资本是一个组织整合社会资源,为各系统的动力效应提供物质循环,负责系统间资源分配,支撑各系统的物质代谢和能量代谢,为维系组织生存和发展提供基本物质动力条件,该键支撑着组织的生理运动系统。简称CB
信息键information bond——信息是物质系统运动规律的客观反映,又是物质系统赖以生存和运转的基本资源,也是交换和负熵属性决定了信息的动力效应和全息性,该键支撑和控制着组织的神经系统。简称1B
价值键value bond——以实现共同愿景、利益、目标为动力,以计划、组织、控制、激励、协调等行为措施为手段,以维系系统价值最大化为最终目的,是保障组织系统有效运转的必要条件,该键支撑着组织的免疫系统。简称VB
2、组织基因DNA结构模型

3、组织基因DNA的力学结构模型

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组织DNA遗传密码图谱
见下图:

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创新管理与组织DNA的圈层层级结构解析
1、核心圈层结构:资本/信息/知识与财务—运营高效资本

2、亚核心圈层结构:产品/特性/品牌—打造特色品牌

3、外核心圈层结构:市场/营销/协作—掌控市场先机
中西结合的全息战略模型
http://cowaycowin.blog.sohu.com/63274381.html

企业发展战略是企业根据其外部环境及企业内部资源和能力状况,为求得企业生存和发展,,对企业发展目标、途径和竞争手段的总体谋划。
(一)战略规划的环境与信息约束
战略规划一般主要解决的是,企业在对竞争环境缺乏全面、客观的定量分析的前提下重大决策的主观性、随意性以及对战略目标缺乏系统分解,即战略和组织脱节导致执行力缺失以及缺乏体系化的战略管理规程的问题。
现代战略咨询理论在整合古典战略观、进化论战略观、逻辑渐进主义的过程战略观、系统战略观四种理论流派的基础上,业已形成了战略咨询的标准范式:
第一,在战略目标的审定过程中以利润最大化为出发点,兼顾公司内外人文环境的影响因素。
第二,在战略制定的分析过程中兼顾追求市场机会的环境扫描与打造核心优势的内部资源分析。
第三,在战略实施过程上强调战略转型、组织变革与反馈调整的由上至下和由下至上不断互动的战略管理循环。
利润最大化目标
古 典 观(第一象限)
进 化 观(第二象限)
谨慎分析过程
产生年代背景
20世纪60年代的世界经济稳定增长期
产生年代与背景
偶然或习惯过程
20世纪80年代,石油危机后自由市场经济观点鼎盛时期
理论适用范围
成熟产业,资本密集型垄断产业等
理论适用范围
新兴产业,盎格鲁撒克逊型联合企业等
理论适用范围
非盎格鲁撒克逊型联合企业,家族企业,国有企业等
理论适用范围
知识产业,官僚保护产业等
产生年代与背景
20世纪90年代后,出于冷战后不同体制共存的反思
产生年代与背景
20世纪70年代后,发端于“组织的微观政治原理”和关注人类行为心理的思潮
多元化目标
系 统 观(第四象限)
过 程 观(第三象限)
战略目标选择和战略措施维度比较图
(如图所示,纵轴衡量的是战略目标与利润最大化导向的符合度;横轴衡量的是战略在多大程度上可以通过精确计算产生或者相反是偶然发现或在惯性中产生)
此外,上述战略咨询在不同市场结构、经济规模、企业成长阶段和技术特征的产业领域的差别运用同样也日臻成熟(如上图所示)。但令人遗憾的是,上述战略咨询的标准范式却很少能真正地为创业企业提供战略指导。
首先,现实环境信息存在严重的不对称性(即便信息获取手段日益先进但仍有信息爆炸带来的信息鉴别和时效性问题),使我们无法规避调研的成本约束以及自我认识的局限。尤其中小企业、创业企业(包括风险投资机构)对项目竞争环境往往无法自我或雇佣中介力量频繁实施全面、客观的信息收集和定量分析,加之对自身条件缺乏客观衡量和诊断,导致战略目标决策缺乏客观依据。
其次,历史事件改变历史轨迹屡见不鲜,但由于传统咨询方法是建立在历史经验数据基础上对未来的有条件推演,它对于往往能够影响未来并成为社会政治经济生活变迁拐点的特定突发事件彻底无法预判,从而在根本上造成结论推演失灵,导致许多自我陶醉型的企业在环境形势逆转时猝不及防,轰然崩盘。
再次,传统咨询一般依靠大量第二手数据资料,提炼出用之以推延未来的事物发展趋势与规律。但由于数据收集和提炼过程的失误,人们往往很难窥见事物的真正本质和潜在因素(即便自我认知也常常难以发现真正的自我),如企业真正的核心竞争力与企业潜能,市场真正的驱动与抑制因素,潜在市场与潜在环境变迁等等;从而造成战略方向判定的表面化、程序化、机械化的偏差。
最后,传统咨询往往带有浓厚的阶段性色彩,除咨询意见存在较强的时效性以外,往往不能帮助企业建立常态的战略管理循环,但是企业却要独立面对战略的执行与调整障碍。一方面由于缺乏体系化的战略管理规程,使本应处于日常运转状态的企业雷达、指南针和方向舵经常发生工作间歇;另一方面战略目标没有进行充分分解、组织变革阻滞和执行环节脱节又使战略无法落实到企业的日常经营管理活动之中去,导致美好的愿望因操作不利而落空。
(二)企业全息模型组的功能及对企业战略规划的贡献
企业全息模型组的战略方法论(简称全息战略)与现代流行战略咨询理论相比,具有以下比较优势:
1.全息战略具有整体把握的鲜明特色,即通过建立“天时、地利、人和、机运(可以解释突发事件)”四要素的象数理企业预测模型,统一并涵盖了现代战略咨询理论的方法工具(如表1、表2所示)。
2. 全息企业模型的战略分析方法主要是依据全息理论,通过与企业咨询当事人高度相关的时空信息切入,继而在瞬间推演和建立起带有企业整体信息的企业全息模型组,在此基础上,超前提取用于战略分析的相关全部变量信息;从而在相当程度上克服了信息调研的成本和时间约束,实现对企业(包括竞争对手在内的)外部环境“机、威”的超前准确把握。同时,通过对行业进行关键成功要素分析,发现行业关键变化的抑制和驱动因素。
3.较之传统咨询,全息战略模型框架在本质上是遵照中国古代宇宙运转模型理论所衍生出来的体现企业运转轨迹的全息图,它以整个宇宙和社会运行为条件,因此也就等于是无条件模型,在该模型中不存在偶然的概念和随机扰动因素,因此任何改变历史的突发事件和形势逆转均在模型涵盖之下。同样道理,通过企业生命周期与流年的模拟研究和企业年景评估,企业可以提前预判自身发展轨迹与所处阶段。
4.全息战略模型依托易学64种符号,模拟企业与行业乃至社会运行趋势与相互关系,由于数量精简,这些代表大千世界的模型符号一旦出现在特定位置,即直接通过自身象数理含义揭示事物本质内涵(即便潜在事物也可在模型中一览无余)。较之传统咨询可以大大规避数据提炼过程的误差。企业可以准确定性外部环境的变迁实质,并完成内部核心资源与能力“优、劣”的准确区隔。
5.由于全息战略模型方法的简便易行和整体把握的思维特色,该方法可以有效的帮助企业负责人牢固建立战略思维方法与习惯,并借助模型工具迅速缩短战略执行效果的反馈周期,随时检验和纠正战略执行偏差,帮助企业规避战略决策与执行风险,从而成为企业运行监控的有力武器。
通过上述手段,全息战略得以低成本、高效率地完成常规战略咨询最困难的核心部分——总体战略、业务战略、职能战略的方向、措施等要点框架分析,为企业利用常规咨询和思维方法,进一步形成详细的战略体系奠定了基础。
表1:    全息战略模型与现代战略咨询理论的比较与联系之——战略分析
全息战略理论与方法
天时分析
地利分析
人和分析
机运分析




传统
理论
与方

SWOT分析/环境扫描与自我分析
1.PEST(时间环境)分析;2.市场趋势及其驱动因素分析;3.产品、产业、企业生命周期分析等。
1.产业结构分析;2.行业价值链分析;3.五力(空间环境)分析;4.经济区位分析等。
1.GREP分析;2组织结构设计;3.文化转型;4.变革管理;5.平衡计分卡式绩效管理等。

表2:    全息战略模型与现代战略咨询理论的比较联系之——战略选择
全息战略理论与方法
天时(顺应)策略
地利(选择)策略
人和(营造)策略
机运(转换)策略




传统
理论与方

战  略  选  择
1.SO策略;2.WO策略;3.ST策略;4.WT策略等。
1.BCG矩阵分析;2.GE九方格分析;3.波特竞争策略指导下的4P、4C市场定位策略等。
1.GREP分析;2组织结构设计;3.文化转型;4.变革管理;5.平衡计分卡式绩效管理等。

众所周知,好的战略很少意味着做与其它人所作的完全一样的事情。当你处于所有不可预知的非标准化的事件和机会中时,企业全息战略模型可能会成为你把握公司战略成功的一项宝贵资源。