我对可拓学的认识和体会

我对可拓学的认识和体会

1可拓学简介

"可拓学"是中国人创立的一门新学科，第一篇文章发表于1983年，经过二十多年的努力，这门学科已取得长足的进展：建立了初步的理论框架——可拓论，发展了自己特有的方法体系——可拓方法，并在诸多领域得到应用，形成了可拓工程。可拓论、可拓方法和可拓工程构成了"可拓学"，它已从理论研究走向应用研究，从广东走向全国，正在从中国走向世界。

2可拓学的研究目标和性质

人类的历史，是一部解决矛盾问题、不断开拓的历史。可拓学的研究对象是矛盾问题。那么，解决矛盾问题有无规律可循？能否建立一套形式化的理论与方法？按照一定的程序，生成解决它们的策略？然后，利用这些理论和方法，研究计算机能操作的推理方法和技术，使计算机能帮助人们处理矛盾问题。同时，对于特定的领域，研制相应的智能系统，帮助人们处理该领域内的矛盾问题。这就是我们要探索的研究方向。它是一个涉及面极广而又十分重要的课题，对社会的发展和人类的进步有重要的价值。

经过多年的探索，可拓学研究者初步构建了一门新兴学科——可拓学的轮廓。可拓学是用形式化模型研究事物拓展的可能性和开拓创新的规律与方法，并用于解决矛盾问题的科学。作为一门学科，必有其独特的研究对象、解决问题的理论与方法以及逻辑思维方式。可拓学的研究对象是矛盾问题，理论基础是可拓论，方法体系是可拓方法；逻辑基础是可拓逻辑，应用技术是可拓工程。可拓论（包括可拓逻辑）、可拓方法和可拓工程构成了可拓学。可拓学是哲学、数学和工程学交叉而成的学科。可拓学的研究对象又决定了它与控制论、信息论、系统论一样，是一门涉及范围广泛的横断学科。

3可拓学的意义

中国科学院吴文俊院士和中国工程院李幼平院士为首的鉴定委员会对“可拓论及其应用研究”的鉴定

鉴定意见 ：

《可拓论及其应用研究》总结古往今来种种矛盾现象的表现与处理方法，经过形式化、逻辑化与数学化，形成一门原创性的学问：可拓学。可拓学的推广应用，又形成 “可拓工程方法”。

1988年至今，国家自然科学基金用6个项目支持可拓学的研究。 本项目是20多年来可拓学理论框架和方法体系研究成果的综合。本项目用形式化语言描述物、事与关系，研究化解矛盾问题的形式化方法，把哲学上用自然语言表示的规律与逻辑，转化为用计算机可操作、可处理的方法体系。到现在为止，我们还没有见到国内外有人做过如此全面深入的

类似工作。我们一致认为，这是一项值得支持、奖励与继续发展的原创性成果。

基元理论、可拓集合理论和可拓逻辑是可拓论的三大支柱。其中，基元理论用物元、事元与关系元描述被研究对象；可拓集合理论是在康托集合与模糊集合之后的一项创造，它对实变函数中距离的概念加以拓展，引入描述客观事物性质变化的关联函数工具，为表达矛盾问题的转化提供了定量手段；可拓逻辑则是辨证逻辑和形式逻辑的科学集成。

本项目为计算机帮助工程领域处理矛盾问题提供了基础理论和基础方法。目前，已经在控制与检测、人工智能与计算机、经济与管理等领域得到初步的应用，表明可拓学方法在工程技术领域将有广阔的应用前景。 在人工智能方面，本项目建立了描述信息和知识的一种新模型，为生成策略提供了可操作的方法。

综上所述，经历20多年连续研究，蔡文教授等人已经建立一门横跨哲学、数学与工程的新学科--可拓学，它是一门由我国科学家自已建立的、具有深远价值的原创性学科，应当给予支持与奖励。

4 可拓学的发展前景

4.1 建设成一门理论成熟、应用广泛的新兴学科

随着研究的深入，可拓学应在理论上逐步成熟，方法体系逐步完善，与其他学科的交叉融合逐步深入, 构建成为一门较成熟的、具有多分支的新兴学科。

4.1.1 可拓论逐步成熟

可拓论的三个支柱是可拓集合、基元理论和可拓逻辑，它们的成熟是可拓论发展的标志。

（1）可拓集合论和关联函数论的发展

可拓集合的提出进一步丰富了集合论的内容，在可拓集合论的基础上，将产生异于经典数学和模糊数学的可拓数学，作为处理矛盾问题的定量化工具。

关联函数定量化地描述了通过变换使元素具有某种性质的程度的改变。为了更好地建立解决矛盾问题的定量化工具，必然要对异于实变函数和隶属函数的关联函数进行全面系统的研究，从而形成“关联函数论”。

（2）基元理论的充实

基元理论包括可拓分析理论、共轭分析理论和可拓变换理论，它的进一步充实，尤其是共轭分析的定量化研究及传导变换的定量化、可操作性研究，必将导致可拓论的哲学基础更完善，使自然科学和社会科学的沟通更畅顺，使可拓学起到连接自然科学和社会科学的作用。

（3）可拓逻辑体系的建设

可拓逻辑体系的建设，特别是可拓推理体系的建设必将导致用计算机处理矛盾问题的研究，推动可拓策略生成系统和可拓数据挖掘的研究，使矛盾问题智慧化处理的研究逐步深入，为用计算机帮助人们处理矛盾问题创造条件。

4.1.2 可拓方法体系进一步完善

为了解决矛盾问题，我们建立了解决矛盾问题的可拓方法体系。今后，必将从可拓思维方式出发，从方法论的角度，建立较为完整的形式化、定量化且便于计算机操作，能用于生成解决矛盾问题策略的方法体系。

4.1.3 建设成具有多分支的学科

为了解决具体的矛盾问题，今后，必将研究能处理一般矛盾问题和领域中矛盾问题所需要的形式化模型、定量化工具、推理的规则和特有的方法。使可拓学在计算机与人工智能、控制与检测、经济与管理等领域发挥其作用。由于可拓学逐步向多个学科渗透，因此，必将发展成一个多分支的新兴学科。

4.2 矛盾问题智慧化处理的研究将发展为创制处理矛盾问题的智能系统

随着科学技术的发展，网络和计算机已渗透到人们生活和工作的各个层面。矛盾问题无处不在，各个领域都要涉及矛盾问题的处理，创制能帮助人们处理矛盾问题的智能系统成为科学技术研究的前沿课题。由于可拓学是用形式化、定量化和逻辑化的方法研究处理矛盾问题的科学，为用计算机帮助人们处理矛盾问题提供了理论与方法，因此，它必将在多个领域有广阔的应用前景。这是一项重要的、探索性强的前沿基础研究。通过近年的研究，我们认为，有望在如下几方面取得突破性的成果：

（1）加速能帮助人们处理矛盾问题的计算机的研制；

（2）基于可拓论的智能系统的研制在多个领域得到应用；

（3）可拓策略生成软件在多个领域得到应用；

（4）可拓数据挖掘软件在多个领域得到应用；

4.3 可拓学与其他学科的交叉融合，产生具体领域中的可拓工程理论与方法

凡是有矛盾问题的地方，可拓学就有其用武之地。可拓学的基本理论与方法和各领域的知识相结合，拓广了该领域的理论，也产生了处理该领域矛盾问题的可拓工程方法。在未来的发展中，它将越来越多地应用于各门学科处理矛盾问题。

4.4．可拓论和可拓方法在多个领域广泛应用

目前，已有部分可拓产品的雏形，在不久的将来，部分可拓产品必将进入推广应用阶段。

4.4.1可拓控制产品商业化

把矛盾问题转化为不矛盾问题的可拓控制是一种新的控制方式。台湾淡江大学已研制出初步的可拓控制器，继续进行深入的研究，可望生产出可拓控制产品。可拓控制产品的商业化，将会产生不亚于模糊控制产品的效应。

4.4.2可拓检测产品商业化

在工程技术中，有很多难以检测的参数，有的是缺乏相应的仪器，有的是在现有环境下已有的检测仪器无法使用。把这些不可检测的问题通过可拓变换转化成可以检测的问题，是检测研究的重大突破。广东工业大学已将可拓检测技术应用于电饭煲的研制，并申报了可拓检测技术的专利。继续进行深入的研究，研制出可拓检测芯片，将会在更多领域得到应用。

4.4.3可拓设计软件商业化

新产品构思、产品概念设计等，是可拓学最早应用的领域，取得了很多理论成果和应用成果。浙江工业大学已研制“基于可拓学理论的智能化概念设计系统”软件，并获得了相应的著作权。这项成果今后将会在更多领域得到推广应用。

4.4.4可拓策略生成系统软件商业化

随着社会经济的发展和信息技术的不断进步，决策所涉及的系统越来越复杂，要考虑的参数越来越多；可供选择的策略难以计数，仅靠人脑生成解决矛盾问题的策略以进行决策已显得苍白无力。研究利用计算机进行处理矛盾问题的策略生成和评价，对提高决策水平有重要的价值。广东工业大学已研制“可拓策略生成系统”的演示软件，为矛盾问题的智慧化处理探索了可行之路。继续进行深入研究和开发，其商业价值和市场前景是可观的。

4.4.5可拓数据挖掘软件商业化

在很多行业中，需要人们考虑研究对象的各特征之间，以及各研究对象之间存在什么样的相关关系，采用什么变换去处理矛盾问题，了解实施某个变换以后产生怎样的效应，等等。解决矛盾问题的关键是变换，必须研究如何寻找变换，分析变换的作用，从数据库中获取变换和变换对资料变化的作用的有关知识，才能为生成处理矛盾问题的策略提供依据。

研究适合于变换下数据变化规律的挖掘理论和方法，编制新的软件——可拓数据挖掘软件。将成为矛盾问题智慧化处理必不可少的工作。

4.4.6模式可拓识别系统的商业化

模式可拓识别是同时识别模式的状态和可拓状态（或称该模式的矛盾状态）的理论、方法和技术。其目的就是用机器去完成人类智能中通过视觉、听觉、触觉等感官去认知、识别外界环境可拓特征的那些工作，将在生物、医学、军事上有较大的应用。建立开发“模式可拓识别器” 会成为可拓工程的高新技术方向。