钱学森关于复杂系统与大成智慧的探索

钱学森关于复杂系统与大成智慧的探索
钱学森关于复杂系统与大成智慧的探索

钱学森关于复杂系统与大成智慧的探索

钱学敏

1、复杂系统是相当普遍的客观现实

人类进入21世纪以后,由于世界社会在发展中出现了前所未有的各种复杂性问题,所以系统的问题,特别是复杂巨系统的问题以及与之相应的理论研究——复杂性科学,变得越来越突出、越来越重要,复杂性科学是当今科学研究的前沿和焦点,是一个科学新领域,它的突破,将引起一次新的科学革命。多年来,国外已有不少著名科学家从系统科学的角度,开始注意探索复杂性问题。

在欧洲,20世纪70年代有比利时的物理化学家普利高津(I. Prigogine 1917- )提出耗散结构理论(dissipative structure theory)探讨在远离平衡态的情况下,形成有序结构的问题。德国的物理学家哈肯(H. Haken 1927- )、艾根(M. Eigen)等人,他们依据现代物理学、化学和生物学的最新成就,注意到系统常常会自己走向有序结构的现实,提出“自组织”(self-organization)和协同学(synergetics),走近系统自组织理论,较早地提出了“探索复杂性”问题。

在美国,1984年新墨西哥州的圣塔菲研究所(Santa Fe Institute),在诺贝尔奖金获得者盖尔曼(M.Gell-Mann)、安德森(P. Anderson)、

阿罗(K. Arrow)等人的支持下,聚集了一批数学、物理、经济、生物、计算机等学科的研究人员,专门从事复杂性科学的研究,试图从多学科的交叉研究中克服还原论的不足,找到一条破解复杂性问题的道路。目前,他们有些成果很值得我们借鉴,但是,从总的思路上和方法上来看,似乎尚无明显的突破。有人说他们仿佛是从“复杂”走向了“困惑”1。

在中国,钱学森倡导的“系统科学”原本就是对各种复杂性问题的研究与解决的基础上形成的。1978年他在《组织管理的技术—系统工程》一文中,就明确提出“我们把极其复杂的研制对象称为‘系统’”。2此后,他一直亲自参加并指导系统学讨论班,带领大家努力探索复杂系统的理论与方法。

钱学森继承和发扬了中国传统文化的精华和国外的先进科学技术成果,认真总结了组织“两弹一星”研制、发射等复杂系统工程的经验,以及社会主义建设过程中,各种巨大的复杂系统工程实践,于1987年6月开始把人体看成一个开放的复杂巨系统,以后又把社会系统、人脑系统、地理系统等称为开放的复杂巨系统。1989年5月,他在普遍意义上,提出了开放的复杂巨系统的概念、理论及其方法论。此后发表了《一个科学新领域—开放的复杂巨系统及其方法论》[②]、《再谈开放的复杂巨系统》[③]、《开创复杂巨系统的科学与技术》[④]等一批文章和书信[⑤],从而丰富了系统科学的基础理论——系统学的内容,使得系统科学有了实质性的重大进展。

什么是开放的复杂巨系统?所谓系统,按照钱老的看法,就是指

“由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体,”[⑥]而且这个‘系统’本身又是它所属的一个更大系统的组成部分。开放的复杂巨系统(Open complex giant system)是系统科学的核心概念,指的是,系统本身与系统周围的环境有物质、能量、信息等的交换,因而是“开放的”。系统所包含的子系统很多,成千上万,甚至上亿万,所以是“巨系统”。巨系统内子系统的种类繁多,有几十、上百、甚至几百种,每个子系统既参与整个系统的行为活动,又受整个系统和环境的影响,形成复杂的相互作用,高度非线性。并且有许多层次结构,各层次结构之间的关系也很复杂,以致有些层次及层次间的关系、结构都还不清楚。没有被认识。例如,人脑系统、人体系统、社会系统、地理系统(包括生态系统)、星系系统以及目前与互联网有关的种种复杂系统等,都是开放的复杂巨系统。

复杂系统、开放的复杂巨系统的存在是相当普遍的客观现实。

从发展的时间上来看,一切事物和人都有其自身发展的历史。世界上万事万物和人自己的组成、结构、特性、动因等等,在悠久的时间“隧道”中,历尽沧桑,往往是沿着由低级到高级、由简单到复杂螺旋式上升的轨迹不断发展变化的,其结构、层次、组成、功能等又兼具确定性与随机性,有序性与无序性等,因此,今天的各种事物和人自身都是相当复杂的系统。

从其相互关系上来看,各种事物和人本身在与周围其它事物和人的不同方面、不同层次,以不同方式相互影响、相互作用,并在进行物质、能量、信息等的交换过程中,还有可能呈现出新的因素、新的

特点、新的机制、新的功能以至新的错综复杂的关系、甚至发生新的质变。所以,复杂系统、开放的复杂巨系统就在我们身边,颇为常见,钱学森早在20世纪80年代初就指出:“在现代这样一个高度组织起来的社会里,复杂的系统几乎是无所不在的。”[⑦]例如:社会系统、经济系统、军事系统、人体系统、信息系统、环境系统、农业系统等。当时,钱老一下子就列举出14个复杂的系统。这些系统后来钱老将其概括为“开放的复杂巨系统”。

钱老最后加上“开放的”三个字,主要是强调这种复杂巨系统的系统本身与系统周围的环境有物质、能量、信息等的交换,它自身又是时刻发展变化的,所以,随时可能出现奇异的现象,我们很难认清,一旦认清了,它还会变,因而必须不断研究新问题、解决新问题,认识是无尽的长河,因为复杂巨系统是“开放的”。

总之,复杂性、复杂系统、开放的复杂巨系统,是极为普遍的客观现实。因此,人类的未来、国家的昌盛,世界的和平与发展比以往任何时候都更加依赖于人们对复杂性、复杂系统、特别是对开放的复杂巨系统的认识、研究和掌握,说到底,就是依赖于有智慧的人;钱老早在18年前就说:“中国正面临一个急剧变化的时代,我们如果不能站得高、看得远,就不仅会落后于时代,还可能犯很大的错误。”(1990年12月11日)

开放复杂巨系统的理论是系统科学理论的深化与升华,是系统科学的重要内容和基础理论。它对我们当前所生活的这个世界的实际情况,作了深入的揭示和具体的展开。因而它作为一种新的科学观和发

展观,不仅是对辩证唯物主义这一科学世界观和科学发展观的补充与发展,给我们打开了一个新的天地、新的领域;也便于我们对于周围各种事物和人的复杂情况作更清楚、更准确的了解,自觉地从这种实际出发,对于那些复杂巨系统、开放的复杂巨系统的各个系统、各个层次、各种因素、各种功能及其相互关系和发展变化的动因等等,方方面面周密思考与调查,进而在解决各种复杂性问题的实践过程中,能够准确把握事物的本质及其发展变化的规律。

开放复杂巨系统的理论与研究方法,对于推动不同学科的理论发展是一种无形的动力,而且还为各学科的理论与方法,互相融通、互相促进,开辟了新的途径。过去,各门具体科学只是从不同角度去研究整个客观世界中各种开放的复杂巨系统,各自都会有自己的特点、优势和独特的风光,如地理科学研究地理系统、社会科学研究社会系统、人体科学研究人体系统、信息科学研究信息和互联网系统等,由于各门科学之间往往是相互关联、相互渗透的,所以当走进科学的深处时,都自觉或不自觉地遇到复杂性问题,各自从本专业的角度,以本专业的概念揭示过开放的复杂巨系统问题。

现在,开放复杂巨系统的理论与方法,虽然还需进一步丰富与完善,但已经可以使各门具体学科有一个共同的科学概念共同的科学观和发展观。便于互相补充、互相促进,找到切实可行的研究方法和工作方法。这一事实,正在推动物理学、生物学、数学、经济学、建筑科学、地理科学、社会科学、工程技术、计算机和互联网信息技术等等各学科系统的沟通与融合;这也便于我们从复杂性、开放复杂巨系

统的角度共享科学技术的知识资源和知识成果,并把它作为一种科学的世界观和方法论,有利地促进现代科学技术的发展。

总之,可以说,复杂系统、开放复杂巨系统的存在是相当普遍的现实,它是当今科学发展的前沿,是树立科学的世界观和科学的发展观的客观基础和理论依据。

2、“要从整体上考虑并解决问题”[⑧]

研究和认识复杂事物和人等这些开放的复杂巨系统,核心的问题是要具备整体观。因为“系统就是由许多部分所组成的整体,所以系统的概念就是要强调整体,强调整体是由相互关联、相互制约的各个部分所组成的……。系统工程就是从系统的认识出发,设计和实施一个整体,以求达到我们所希望得到的效果。”2

然而,对于客观世界中千姿百态、各种纷繁复杂的事物,如果我们从整体上来观察与思考,其实,复杂系统与简单系统之间的区分是相对的,在一定条件下,它们往往可以相互联系、相互转化,很难有严格的界限。但是,从我们具体的认识角度、认识过程与研究方法来看,对于各种开放的复杂巨系统,我们不能不分青红皂白,眉毛胡子一把抓。为了及时地从整体上认清问题,把握住实质和要害并正确地解决问题,实际工作的切入,时常需要注意抽取开放复杂巨系统中主要的、牵动着整体的、在一定范围和程度上对整体影响较大的一些系统,或与我们研究目的直接相关的某些部分、某些层次、某些侧面、某些因素等这些具有整体意义的东西,将其暂时作为相对来说比较简单的系统去观察与处理。

这样做是根据实际情况进行科学的抽象(思维的抽象)而得到的,是深稽博考复杂系统的实情,晓然于是非得失之宜,主次取舍之要以后的思考,这是科学研究的经验总结。是有效而明智的、也是非常现实的认识方法、研究方法和工作方法。钱老说:“客观事物和人自己都是开放的复杂巨系统,只是人在认识它们时,常常可以作为简单系统来处理,暂时避开复杂的一面。科学都是如此的。所以,不要以为我们非用复杂性不可。”[⑨]

需看到复杂系统的整体性质不等于各部分性质的简单加和,它往往会产生新的量与新的质。因为系统内部各子系统、各层次、各因素之间的相互联系、相互作用、相互激发是相当复杂的、非线性的,甚至还有一些偶然的、奇异的、模糊因素的影响,所以,整合起来的系统性质与部分的性质会有很大区别。

例如:上个世纪50年代,中国“一穷二白”,由于党、国家、军队十分重视,相互配合,;周恩来、聂荣臻用大兵团作战的方法,指挥领导得力:钱学森总负责技术和总体设计,技术精湛,组织得好:加之,千千万万科技精英和人民、战士为国为民舍生忘死奋力拼搏。仅仅十来年就造出了“两弹一星”,使我国的军事力量发生了质的变化,令世人瞩目。钱老曾幽默地说;这就是中国这个复杂的社会系统出现的“特异功能”。

同时,由于复杂系统与简单系统往往是统一的,在根据客观事物和人自己的实际情况,运用科学的抽象(思维的抽象),把某种开放的复杂巨系统暂时避开其复杂的一面,当作简单系统来分析、研究、

处理时,要特别注意超越还原论的局限性。1)不要追求把开放的复杂巨系统简化到极点(从科学的整体来说,那也是不可能的);2)不要完全孤立、静止、片面地去分析、研究:3)不要以简单系统的性质和运动规律去代替整个开放复杂巨系统的性质和运动规律。

在科学研究的历史上和现在的有些研究对象上,还原论的方法还是必要的、有功的;但是无论如何我觉得以上三点是研究和工作中的大忌,是戒律。复杂性科学的特点就是不再固执于对客观事物进行简单的“分割”与“加和”,而是更加注重于对人和事物的发展变化过程,以及如何由存在走向演化、走向自组织、走向涌现等进行动态的研究。

至关重要的是从整体上考虑并解决问题,坚持整体论和科学的发展观,我们对还原论的超越不是抛弃与决裂,而是扬弃与综合,实现整体论与还原论的辩证统一,既要注意进行微观的考察,认真分析、研究相对简单系统的具体层次、结构、关系、功能等的细节情况和知识,使对整体的把握不致成为贫乏的抽象、空洞的理论;又要有整体观,时刻不忘其与整个开放复杂巨系统、与环境、与时间、与其它系统等的相互联系与影响,把它们有机地、全面地、发展地、相互协调地结合起来。

从宏观上把握,从全球的发展变化考虑,进而摸准开放复杂巨系统整体的性质与规律,找出有利于经济社会的发展、有利于人民群众的生活、有利于生态环境不断改善等的英明决策。1991年初,钱老说:“协调发展是根本问题,要改革又要安定团结,这是中国面临的

最大问题,核心就是要从整体上来看这个问题。就是我说的三个社会形态、三个文明建设加一个地理建设要协调,协调发展我们才无往而不胜要站得高,看得远。”(1991-1-30)

我理解,任何人和事物都是处在普遍联系之中,不断发展变化的,钱老说:“要从整体上考虑并解决问题”,这个“整体”就是开放复杂巨系统的整个体系,包括与之相互联结、相互影响、难以分割的周围环境以至整个世界。

2008年1月19日,国家主席胡锦涛在看望钱学森时说:钱老,您提出的系统工程理论很好。“您在科学生涯中建树很多,我学了以后深受教益。上个世纪80年代初,我在中央党校学习时,就读过您的有关报告。您这个理论强调,在处理复杂问题时一定要注意从整体上加以把握,统筹考虑各方面因素,这很有创见。现在我们强调科学发展,就是注重统筹兼顾,注重全面协调可持续发展。”钱老微笑着点点头。

3、认识和处理复杂系统的综合集成法

今天,整个世界通过世界经济市场和全球信息网络、通信卫星,把各个国家紧密地联在一起,多格局、多极化,斗争十分复杂。我们在进行物质文明、精神文明和政治文明建设中,所面临的各种事物与人也是千头万绪、变化多端,形成各种复杂系统、开放的复杂巨系统。如何迅速获得正确的认识和决策,除了要有科学的世界观、科学的发展观、遵循认识的辩证法,还要适应和主动利用先进的信息技术、更新思维方式和工作方式,使我们的思维能力和智慧达到更高的层次。

跟上这个日新月异的伟大时代。

钱老从当今世界社会形态、科技发展的新趋势、以往工程实践和社会改革的经验教训中,提炼出“从定性到定量综合集成法”,即“大成智慧工程”(Metasynthetic Engineering)作为从整体上认识、研究和处理各种开放的复杂巨系统的方法,并把运用这个方法的集体称为“总体设计部”。

“从定性到定量综合集成法”与过去工程技术人员常用的“定性与定量相结合”的方法有相似之处,但也有很大的区别。从钱老1992年3月提出的“从定性到定量综合集成研讨厅体系”,可以清楚地看出,这种方法不是对某项工程进行简单的评估、设计与核算,而是把下列成功的经验和科学技术成果汇总起来的升华:“①几十年来世界学术讨论的Seminar;②C3I及作战模拟;③从定性到定量综合集成法;④情报信息技术;⑤“第五次产业革命”;⑥人工智能;⑦“灵境”;⑧人-机结合智能系统;⑨系统学;⑩……。”[⑩] 可见,从定性到定量综合集成法的特点是面对复杂的难题时,要利用计算机、灵境技术、信息网络等现代信息技术和人工智能技术,组成人-机结合的智能系统,以人为主,将所需要的古今中外有关知识、信息、数据,予以检索、激活(information inspiritment)、快速调集出来,启迪专家的心智,并通过民主讨论,让专家各抒己见,互相补充、互相激发,然后将各方面有关专家的理论、知识、经验、判断、建议等,综合集成起来,用类似“作战模拟”的方法,将解决方案模拟试行,反复修正,以便能对复杂性的事物(开放的复杂巨系

统)发展变化的各子系统、各层次、各因素、各功能及其相互关系等,从定性到定量都能认识清楚,逐步集智慧之大成,找到解决问题的最佳方案。

通过研讨厅的工作,①、将各方面有关专家的群体智慧、数据和各种信息与计算机、人工智能技术、信息网络等有机地结合起来了,②、也把各种学科的科学理论、知识与难以言表的经验、直觉、灵感等结合起来了。③、是半经验、半理论和专家判断的结合。因而这个方法实际上是思维科学的一项应用技术,它可以充分发挥人的主观能动性、充分发挥现代科学技术体系及其外围的经验知识库的整体优势和综合优势。

正像钱老所说:“大成智慧工程”是“把人的思维、思维的成果、人的知识、智慧以及各种情报、资料、信息统统集成起来”[11]。也是把宏观与微观、科学与艺术、逻辑思维与形象思维结合起来,获得“大成智慧”和英明的决策。这样可以做到:“在定方针时居高远望,统揽全局,抓住关键;在制定行动计划时又注意到一切因素,重视细节”[12],并能有所创新,是创造性思维的好范例。所以,钱老把“从定性到定量综合集成法”又称为“大成智慧工程”。这是中国人的创造,是最新的科学方法,具有普遍的实践意义。

4、运用综合集成法的集体——总体设计部

运用从定性到定量综合集成法(即大成智慧工程)的集体——总体设计部,是当今国家进行长远规划、解决各种复杂系统、开放复杂巨系统问题的决策咨询和参谋机构。从中央到地方、从军事到法律、

从科技到文艺…等不同层次、不同部门、不同系统,都可以设立自己的总体设计部(设计系统发展的总体方案和实现整个系统发展目标的技术途径),在全国、各系统形成上下左右相互关联的总体设计部网络体系,互相配合协同工作。

总体设计部作为领导部门的决策咨询机构(类似智囊团),它应由德高望重、学识渊博、勇于开拓的总体设计师及各行各业具有团结、务实、创新精神的科技专家组成。总体设计部通过人-机结合的工作体系,运用计算机、灵境技术、信息网络等信息技术,使亿万人民群众的要求、建议、生活状况、生产进度、市场供需、生态环境的变化、国际形势的变化……等等各种信息,及时反馈到各层次、各部门、各系统的总体设计部,运用大成智慧工程,集思广益,群策群力,将解决方案模拟建模,反复分析综合,使智慧不断集成出新,形成切实有利于人民、有利于生产、有利于国家现代化建设的路线、方针、政策、措施,供领导机构决策参考。

高新技术的设计开发与产业化,也需要运用总体设计部和大成智慧工程进行总体规划、总体设计、分部实施、总体协调。同时利用计算机、多媒体、信息网络、灵境,遥作学(Telescience)等设备和技术,组成人-机结合的智能工作体系,以人为主,从定性到定量严格、准确地综合集成起来,反复实验、修正,把错误减到最小,把效率提到最高,逐步达到整体成功。

记得梁思礼院士曾回忆说:在我国导弹与航天事业开创时期,首先遇到的难题就是1962年,第一枚中近程弹道导弹飞行试验失败。

钱老认为,这主要不是技术问题而是科学的组织管理问题,他立即指定梁思礼和孙家栋两位专家去向国防科委各研究院所的领导宣传总体和系统综合设计的重要性。后来,建立起总体设计部就很少失败,成功的速度和效率是最高的,赛过美国和前苏联。今年9月神7载人宇宙飞船又升入太空。

发挥总体设计部的作用,不能一劳永逸,还要具有明确的科学发展观,因为这些复杂系统是“开放的”。随着客观形势和人民需求的变化,随着尖端科技的飞速发展,不断根据新的反馈信息、新的复杂性问题的出现,对已订方针、政策进行不断调整、修订、补充、统筹安排。钱老于1997年1月曾这样强调:

“关于开放的复杂巨系统,由于其开放性和复杂性,我们不能用还原论的办法来处理它,不能像经典统计物理以及由此派生的处理开放的简单巨系统的方法那样来处理,我们必须用依靠宏观观察,只求解决一定时期的发展变化的方法。所以任何一次解答都不可能是一劳永逸的,它只能管一定的时期。过一段时间,宏观情况变了,巨系统成员本身也会有其变化,具体的计算参量及其相互关系都会有变化。因此对开放的复杂巨系统,只能作比较短期的预测计算,过了一定时期,要根据新的宏观观察,对方法作新的调整。”[13]由于各种开放复杂巨系统有其不同的特征和演化速度,所以一次综合集成模型的有效时间也差别很大,如人体病变,有时仅一两天,生态地理环境的恶化,有的需要几年、甚至几十年,但都需要及时注意观察、不断调整,防微虑远。

实践证明,大成智慧工程、总体设计部也是实现科学世界观和科学发展观、最好的工作方法和组织形式。它可以使得各部门、各系统、各层次的领导集体,在管理国家、社会、大型工程、大型企业以及各行各业进行宏观调控、解决各种复杂性问题的时候,决策更为科学化、民主化,能够更有效地发挥民主集中制的效力。钱老说:民主集中制是普遍的人类经验和智慧的集中。要发现真理,必须发挥民主集中制。……一个人的知识面是很有限的,要大家共同去探索,一个模糊的问题慢慢就会清楚了。是否贯彻民主集中制,涉及大难题的解决、涉及整个国家的发展进步、更涉及人才的发掘与智慧的涌现。(1995-10-16)

大成智慧工程、总体设计部这种组织形式,在我们面对各种极为复杂而棘手的问题时,最便于集思广益,集腋成裘,及时获得大成智慧,钱老说:“许多看起来没有什么价值的信息、资料、一些零零碎碎的东西,你把它检索、抽取出来,聚合到一起,综合集成起来就升华了,问题也就看清楚了。”(1993-1-21)便于找到正确、有效、机动、灵活的方法和对策。使整个社会协调、有序、可持续地发展。

当然,钱老还反复强调,要发扬学术民主,不迷信权威,敢于说出自己的意见,说错了就改,讲究科学道德;要善于和大家一起工作,要发挥你周围人的积极性和作用,千万不要单干,单干是没有出路的。要像搞“两弹一星”那样团结奋战。(1992-4-12)(1992-11-13)(1993-1-21)(1995-6-1)(1995-10-16)(1996-12-11)。与此同时,还要坚决贯彻周恩来、聂荣臻提出的三高:1)高度的政治思想性、2)

高度的科学计划性、3)高度的组织纪律性。1994年春,风云二号卫星发射前测试中的事故教训正在于此。(1994-4-10)(1996-11-23)

领导压制、屈从权威、墨守成规、固执己见,追求个人名利、民主辩论和学术性挑战的匮乏等,使中国的科研深受其害。现在人类创新的步伐越来越快,可见,钱老一再强调的学术民主与科学道德的重要。他曾说,我参加冯.卡门主持的学术研讨会和周总理主持的中央专委讨论会,高度民主,思想活泼,是我一生中最兴奋的日子。

钱老说;“中国正面临社会形态的重大变化,我们已落后了上百年,要变成现代化的社会,不是轻而易举的事,许多事情要与之配套赶上来,这就必须采取综合的发展治理和调整的措施,尽量减少混乱。这就是我提出总体设计部的重要性。”(1990-12-11向江、宋、政局常委讲,以后又多次向他们反映。温说他们很重视,得逐步安排。当时我正写一篇文章:“科技革命、产业革命、社会革命”,钱老说;最后要单写一章——总体设计部,这是我们的命根子)。这是整个国家能够高速平稳发展的根本保障。

我觉得,钱老可以感到欣慰的是今天他所倡导的大成智慧工程、总体设计部和政治文明建设的思想已经得到党、国家、军队的重视,虽然国家还没有“总体设计部”这个机构名称,但已提出科学发展观,建设和谐社会的英明的思想与决策,有些已写入宪法:要推动物质文明、政治文明、精神文明和社会文明的协调发展。要“加快建立和完善重大问题集体决策制度、专家咨询制度、社会公示和社会听政制度、决策责任制度”等等。

钱老关于大成智慧工程、总体设计部的思想也一直受到军队领导的特别重视。据说,他关于现代科学技术特别是信息技术对军事领域的影响以及引起的新变化的讲话,成段地被引用在中央军委扩大会议的文件中。2008年3月,解放军军事科学院成立50周年纪念,军委主席胡锦涛赞扬他们作战指挥演习采用研讨厅体系、作战模拟、“综合集成法”,取得了好成绩。

总之,“复杂性”实际是开放复杂巨系统的动力学,凡是不能单纯用还原论方法处理,或者说不宜用还原论方法处理的问题,都是复杂性问题,是非常现实、非常重要的问题,钱老在1990年就指出:“复杂性的问题,现在要特别地重视。因为我们讲国家的建设,社会的建设,都是复杂的问题。再说人这个问题不搞清楚,医疗卫生怎么解决?所以我觉得,我们现在要重视复杂性的问题。而且我们要看到解决这些问题,科学技术就将会有一个很大很大的发展。我们要跳出从几个世纪以前开始的一些科学研究方法的局限性。我们既反对唯心主义,也反对机械唯物论。我们是辩证唯物主义者。”[14]

5、解决复杂系统的问题需要大成智慧

如何发挥大成智慧工程、总体设计部的重要作用?尽快解决各种复杂性问题以适应新世纪发展和中国发展的需要?归根结底是要靠人,是要人来参与组织、研讨,人-机结合,要以人为主,因此,提高人们的智能和品德,发挥人创造物质财富和精神财富的积极性,是一切成败的关键。这也是钱老几十年来,尤其是近十几年来,着力探索与思考的时代课题。

他认为这是件大事,很重要。其意义甚至不亚于当年“两弹一星”的研制、发射。他所倡导的“大成智慧学”简要而通俗地说,就是引导人们如何尽快获得聪明才智与创新能力的学问。其目的在于使人们面对浩瀚的宇宙和奇妙的微观世界,面对新世纪各种飞速发展、变幻莫测、而又错综复杂的事物时,能够迅速做出科学而明智的判断与决策,并能不断有所发现、有所创新。

“大成智慧学”与以往关于智慧或思维学说之不同,在于“大成智慧学”是以马克思主义的辩证唯物论为指导,利用现代信息网络、人-机结合以人为主的方式,集古今中外有关经验、知识、智慧、之大成。英译为:“Theory of metasynthetic wisdom utilizing information network structured with marxist theory”。

钱老有时也把“大成智慧学”英译为:“Science of wisdom in cyberspace”把“大成智慧”英译为:“Wisdom in cyberspace”[15],借以强调“大成智慧”的特点是沉浸在广阔的信息空间里所形成的网络智慧。“大成智慧”是在当今这个知识爆炸、信息如潮的时代里,所需要的新型的思维方式和思维体系。

20世纪中叶以来,飞速发展起来的这些微电子信息技术与设备的普及,使得人们在信息的获取、传输、存储、检索、处理以至利用信息技术进行组织、协调、控制、决策等方面都发生了效率空前的变化。通过互联网,人就与整个世界联在了一起,将来“数字化地球”“全球综合电子大百科”(全人类的智慧宝库)等建设起来,利用全球和卫星上各种信息资源,将更加便捷。从而,人们的思维空间迅速

大大拓展。

信息技术革命也使得人们对客观世界认识的深度前所未有,高速计算机和灵境技术等为进行高难度复杂性的科学研究提供了崭新的研究方法。使科学家有可能走进虚拟世界,“飞入”太空,巡游在宇宙天体之间;或“深入”微观世界,调动分子、原子;或“进入”人体,手术、会诊等等,皆如身临其境。你平时上网查询资料、浏览国内外大事、交流信息、传送文稿,嗖!就完成了;你拿起可视、可照相、可记录和传送信息和声音的手机,随时都可以掌握各种信息、与远在世界各地的亲友谈天说地。一下子拉近了距离……。

特别是大型高速计算机对于巨大而复杂的工程设计、控制试验进程、数据计算与处理等方面的大量工作,其运作的速度与精确度是人脑难以企及的。因此它能把人们从记忆、计算等繁重的脑力劳动中解放出来,钱老早在1979年就说:“把智慧集中到整理全人类的知识。全面考察,融会贯通,从而能够创作更多更高的脑力劳动的成果,也就是人变得更聪明了,人类前进的步伐将会更快了。”[16]到了1996年,钱老又说:“信息革命的一个与前几次产业革命不同之处似在于直接提高人的智能。”[17]

“大成智慧”的核心是科学技术与哲学的结合。钱老曾说:“我想我们宣传的‘大成智慧’……就在于微观与宏观相结合,整体(形象)思维与细部组装向整体(逻辑)思维合用;既不只谈哲学,也不只谈科学;而是把哲学和科学技术统一结合起来。哲学要指导科学,哲学也来自科学技术的提炼。这似乎是我们观点的要害:必集大成,才能

得智慧!”[18]

5、1 认清现代科学技术体系广开知识之源

有了信息,有了知识,不等于就有了智慧,“必集大成,才能得智慧!”[19]而我们利用大成智慧工程和总体设计部“集”的对象,主要就是现代科学技术体系这个人类知识体系中所包含的知识以及体系外围的经验、信息、感受。因此,几千年来人类灿烂的文化艺术和日新月异的现代科学技术知识、信息,是大成智慧学的科学基础和知识源泉。

认清现代科学技术发展的特点及其体系结构,树立现代科学技术体系观(大科学观),是有效地“集大成得智慧”的关键。钱老说:“要用科学技术体系结构的概念,科学地来建设我们的国家,就是总体设计部。”20世纪是人类历史上科学技术空前发展和灿烂辉煌的时期。加之信息技术革命的发展,人们对世界认识的范围日益广阔,层次更为深入。与此同时,各学科相互渗透、相互耦合的整体化趋势也愈益增强。

20世纪80年代初,钱老指出:“现代科学技术不单是研究一个个的事物、一个个现象,而是研究这些事物、现象发展变化的过程,研究这些事物相互之间的关系。今天,现代科学技术已经发展成为一个很严密的综合起来的体系,这是现代科学技术的一个重要的特点。"[20]因此,“要进行社会主义建设,改造客观世界,就必须运用人类通过实践认识客观世界所积累的知识,而其中一个重要组成部分就是现代科学技术的整个体系。”[21](见下图)

十几年来,钱老认真总结了现代科学技术和文学艺术发展的成就与趋势,从系统观的角度揭示了现代科学技术发展的整体状况,建立起一个开放复杂的“现代科学技术体系”。这个体系包括人类通过实践认识世界和改造世界获得的所有知识和经验,因此,亦可称之为人类知识体系,这是个复杂的动态网络体系。目前暂分为11大部门:自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、军事科学、行为科学、地理科学、建筑科学以及文艺理论等。“这是个活的体系,是在全人类不断认识并改造客观世界的活动中发展变化的体系”[22]。随着社会的发展、科学的进步,这个体系不仅结构在发展,内容也在充实,还会不断有新的科学部门涌现。

这种科学分类法是从人们研究问题的着眼点或看问题的角度之不同,来区分各科学门类的。而各门科学所研究的对象其实都是统一的、同一的,即整个客观世界(包括自然、社会、人和人化自然等),

钱学森与控制论

钱学森与控制论 郑应平 同济大学CIMS研究中心 文章首先介绍了控制论的内容、方法和意义,以及历史回 顾,并特别强调其在人类文明和科技发展中的重要地位,进而 介绍了钱学森《工程控制论》的内容、观点及其在整个控制论 发展过程中的承前启后作用,特别强调了它定位于面向工程 应用的理论及其技术科学的特点,即把工程实际中行之有效的 原理和方法整理总结成为理论,又将此理论在解决工程问题中 不断充实、提高和发展。随着他结合系统工程和大系统、复杂 系统乃至复杂巨系统的控制问题逐步形成的综合集成方法论体 系,进一步明确了他对控制论在系统科学体系中的地位、作用 和现代发展方向的观点,对现代控制论的发展起到了重要的推 动作用。文中具体介绍了系统工程、系统科学体系和复杂系统 控制理论的发展和融汇,指出它们已成为当前科技迅猛发展的 重要方面。最后简要介绍了当前信息科学全面发展的趋势,以 及系统和控制理论在现代社会发展中的重要历史使命。 [关键词] 控制论;工程控制论;技术科学;复杂系统控 制;复杂巨系统综合集成方法论 1、控制论的基本内容、发展过程及其对社会发展和 科技进步的重要作用 人类在社会实践中很早就希望构造一些精巧的机器能够代 替人类自动完成一些复杂的操作。最早实现的这类功能包括自 动计时,自动定向,利用水力、风力的自动装置等等。科学技 术发展的推动力归根结底来自于社会生产的需求。瓦特蒸汽机 首先解决了动力问题,但为了能够正常工作,瓦特还发明了一 种离心调速器,它能自动调节进汽阀门以保持一定的转速。这 里他实际上已采用了反馈原理,即根据转速变化引起离心球高

度变化反过来调整蒸汽输入以调整转速。这里有个“度”的问题,即不能矫枉过正,否则会恶性循环,自激振荡。为此物理学家麦克斯韦研究了这种反馈系统的稳定性问题,并于1868 年发表论文“论调速器”,当属最早的理论工作。 当时控制的对象主要是机械和电子系统。20世纪20年代以来,在电路和无线电方面运用频谱分析方法得到了关于系统稳定性和其他品质分析的大量成果。这套理论恰好可用于控制系统分析,形成今天所谓的古典调节理论,至今仍广泛用于许多简单的实际问题。较复杂的问题则涉及非线性和随机输入下的系统品质和控制问题。前者导入了李雅普诺夫和庞加莱关于动态系统稳定性和动态行为的定性分析方法;后者则由维纳发展了统计滤波和预测理论,据说曾用于二战中的防空火炮控制。上世纪30、40年代,系统和控制思想空前活跃,有贝塔朗菲的一般系统论,维纳的控制论,香农除了信息论以外,还发表了关于继电开关逻辑综合的理论,至今仍是计算机等离散状态系统控制综合的理论基础。冯·诺依曼除了决策和博弈理论以外,还提出了现代计算机体系结构和自组织、自修复、自繁殖系统的初步想法;阿什贝的控制论则比较强调从生物医学的角度提出新的思想,例如体温的自行镇定(homeostat)和适应环境(ultrastable)的系统。所谓“老三论” 就是那时开始形成的,它们今天仍然是信息科学技术发展的部分理论基础。 2、控制论发展面临的问题与钱学森《工程控制论》的发表 维纳把控制论界定为“在动物和机器中控制和通讯的科学”,他选用的术语“Cybernetics” 既来自希腊文中“掌舵人”的概念,又与麦克斯韦1868年的论文中“调速器”一词有关。但其内容主要涉及统计力学在通信、滤波和控制中的应用。反馈原理和稳定机制,控制论原理在生物医学和社会管理中的应用等等。这也不难从其各章标题看出:牛顿时间和柏格森时间,群和统计力学,时间序列、信息和通讯,反馈和振荡,计算机和神经系统,完形和普遍概念,控制论和精神病理学,信息、语言和社会等等。此外在第二版还加入了自繁殖机一章。阿什贝的书也类似。他们较多地谈论思想和方法论,而如何将它们用于解决工程实际问题已成为人们关注的焦点。 钱学森的《工程控制论》(英文版)[1] 在1954年应运而生。它包括18章,其篇幅按1958年的中译本[2]计为33万字,其内容特点可概括如下。 1) 面向工程应用的理论。书中指出,控制论(Cybernetics)一词,安培曾于1845 年用于描述一种关于国务管理的科学;工程中广泛应用的古典(伺服)控制系统理论(1930-1940年)是关于机械系统与电器系统的控制与操纵的科学;维纳控制论(1948年)则是一种较为普遍的关于动物体和机器的控制与通讯的科学;钱学森进而将控制论的主要问题概括为“一个系统的不同部分之间相互作用的定性性质,以及由此决定的整个系统总体的运动状态”的研究;而工程控制论则被界定为研究控制论这门科学中能够直接用在控制系统工程设计的那些部分,它除了应当包括伺服系统工程实际的内容之外,更深刻更重要的在于作为技术科学,应把工程实际中各种原理方法整理总结成为理论,以显示其在不同领域应用中的共性,以及许多基本概念的重要作用,它的重点在于理论分析,而不是系统部件的详细构造和设计问题。作为技术科学,工程控制论使我们可能以更广阔的眼界、更系统的方法来观察有关的问题,从而得到解决老问题更有效的新方法,并揭示新的前景。

系统科学

系统科学思维方式 摘要:系统思维方式的整体性是由客观事物的整体性所决定,整体性是系统思维方式的基本特征,它存在于系统思维运动的始终,也体现在系统思维的成果之中。整体性是建立在整体与部分之辩证关系基础上的。整体与部分密不可分。整体的属性和功能是部分按一定方式相互作用、相互联系所造成的。而整体也正是依据这种相互联系、相互作用的方式实行对部分的支配。 关键词:系统科学,系统思维,辨别, 逻辑能力 引言: 思维方式作为表征人们思维活动不同特点、不同类型的一个哲学范畴,是在一定历史阶段上形成的相对稳定的规范着人们思维活动方向、过程和结果的范式。它是所处历史阶段上占有主导地位的哲学世界观、科学理论的硬核和科学方法的综合。思维方式变革的根源是实践方式的变革,实践方式的变革又与科学技术的发展水平紧密联系着。 2.正文: 2.1基本定义 系统是一种逻辑能力,也可以称为整体观、全局观。系统思维,简单来说就是对事情全面思考,不只就事论事。是把想要达到的结果、实现该结果的过程、过程优化以及对未来的影响等一系列问题作为一个整体系统进行研究。 2.2系统思维的历史 作为一门科学的系统论,人们公认是美籍奥地利人、理论生物学家贝塔朗菲创立的。他在1952年发表“抗体系统论”,提出了系统论的思想。确立这门科学学术地位的是1968年贝塔朗菲发表的专著:《一般系统理论基础、发展和应用》该书被公认为是这门学科的代表作,以新兴的探索复杂性的综合学科群一般系统论、信息论、控制论、耗散结构理论、协同学、超循环理论、突变论、混沌理论、分形理论等系统科学为基础,形成了新型的整体的科学思维方式。 之前,“系统”一词,来源于古希腊语。通常把“系统”定义为:由若干要素以一定结构形式,结构成的具有某种功能的有机整体。在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念,表明了要素与要素、要素与系统、系统与环境三方面的关系。 贝塔朗菲的系统观点,比“系统”内涵要丰富得多。系统论的核心思想是系统的整体观念。贝塔朗菲强调,任何系统都是一个有机的整体,它不是各个部分的机械组合或简单相加,系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的新质。他用亚里斯多德的“整体大于部分之和”的名言来说明系统的整体性,反对那种认为要素性能好,整体性能一定好,以局部说明整体的机械论的观点。同时认为,系统中各要素不是孤立地存在着,每个要素在系统中都处于一定的位置上,起着特定的作用。要素之间相互关联,构成了一个不可分割的整体。要素是整体中的要素,如果将要素从系统整体中割离出来,它将失去要素的作用。正象人手在人体中

钱学森与《形象思维学》的创立

2005年3月西安交通大学学报(社会科学版)Mar.2005第25卷第1期(总71期)Journal of Xi'an Jiaotong University(Social Sciences)Vol.25(Sum No.71)钱学森与《形象思维学》的创立 杨春鼎 (淮南师范学院思维科学研究所,安徽淮南232001) [摘要]20世纪80年代初以来,著名科学家钱学森发表了一系列论著,热心倡导思维科学研究,提出“把形象(直感)思维作为思维科学的突破口”,为形象思维学理论体系的创立提出许多开拓性的见解,并以科研系统工程的战略眼光组织有关研究人员合作攻关,钱学森为思维科学研究和形象思维学的创立作出了不可磨灭的重大贡献。 [关键词]钱学森;钱学森科学思想;形象思维学;思维科学 [中图分类号]C0 [文献标识码] A [文章编号]1008-245X(2005)01-0062-04 Qian Xuesen and Creation of"Science of Thinking in Terms of Images" YANG Chun-ding (Thinking Science Research Institute,Huainan Teacher's College,Huainan Anhui232001,China)Abstract At the beginning of1980s of the20th century,famous scientist Qian Xuesen presented a series of articles to ardently advocate the research on thinking science.He proposed to take thinking in terms of images as a breakthrough of thinking science and offered a large number of pioneering opinions on the creation of the theoretical systems of the science of thinking in terms of images.He has also organized,in the strategic fore-sight of systems engineering of science,relating research personnel to tackle key problems through coopera-tion.Qian Xuesen has made indelible significant contributions to the research on thinking research and the creation of the science on thinking in terms of images. Key words Qian Xuesen;scientific thinking of Qian Xuesen;science of thinking in terms of images;think-ing science 全国第一次思维科学讨论会的召开距今已经整整20周年了。当年,我受钱老的邀请参加了这次会议,并在会上被选为中国思维科学学会筹备组成员。 难忘那一天,1984年8月7日,北京国防科工委远望楼报告厅内座无虚席,年已74岁高龄的钱学森院士在会上做了长达6个小时的题为《开展思维科学的研究》的学术报告。这场思路广阔、内容深刻、极为精彩的学术报告至今清晰地印在我的脑海中。在报告中,他提出“把形象(直感)思维作为思想科学的突破口”[1]并预言“思维科学的研究将孕育一场新的科学革命。”[1]在那次会议前后的许多年中,钱老发表了《关于思维科学》[1]、《系统科学、思维科学与人体科学》[2]等一系列的学术论文,为《形象思维学》理论体系的创立提出许多开拓性的见解,并以科研系统工程的战略眼光组织有关研究人员合作攻关,为新学科理论的研究、应用与普及作出了重大贡献。 一 关于形象思维的研究,在国内外都已经走过了曲折漫长的道路。钱学森把我们对形象思维的认识、形象思维理论研究的重要性提到一个前所未有的、全新 [收稿日期]2004-10-22 [作者简介]杨春鼎(1943-),男,江苏扬州人,淮南师范学院思维科学研究所所长,教授,中国管理科学院思维科学研究所副所长兼安徽分所所长。 26

大成智慧产业园设计总说明

大成智慧产业园设计总说明 ●建筑部分 一、工程概况 1. 工程名称:大成智慧产业园 2. 建设地点:安溪县龙门镇 3. 建设规模:总用地面积为36566.07M2,建筑占地面积1462 4.00M2,计容总建筑面积74367.00M2,总建筑面积为74892.00M2,本工程共有三栋5层的1#厂房、2#厂房、3#厂房,一栋6层的综合楼、一栋1层的传达室及一栋地下1层水泵房组成。 4. 建筑使用性质、标准:本地块建设性质为工业用地。 二、设计依据 1.甲方提供的用地范围示意图及规划指标和要求。 2.国家和地方有关的规范、规定。 3.甲方提供的设计任务书 三、设计原则 3.1经济性 建筑体量简洁、平面规整、结构合理、功能实用、造型大方;利于施工,缩短周期,节省造价,投资经济。 3.2舒适性 规划合理,环境优美,设施完善、自然生态,人车分流,宜于管理; 四、建筑设计 1. 用地分析 A.总体布局 在满足退线、消防、间距等规划要求下,本工程共有三栋5层的1#厂房、2#厂房、3#厂房,一栋6层的综合楼、一栋1层的传达室及一栋地下1层水泵房组成。本工程设置2个出入口,主出入口设置在地块东面的创业路,次出入口设置在地块北面的智造南路。

C.绿化环境布置 基地内结合单体建筑的四周、道路路网边缘布置有绿化带,在满足各项使用要求下取得最大的绿化面积,追求各层次的绿化。 2. 平面设计 2.1建筑平面设计简单、实用、好用、不花哨。结构布置规整,易施工,周期短,投资省。 2.2分区明确、布局合理、动静分明、自然通风,实用的布局。 2.3本工程1#厂房设置3部3吨货梯及3部楼梯,1#厂房生产类别为丙二类。2#、3#厂房个设置2部3吨货梯及2部楼梯,2#、3#厂房生产类 别为丙二类。综合楼设置2部1吨客梯及2部楼梯。 2.4本工程1#、2#、3#厂房的活载按500KG计算。 3. 立面设计 建筑立面设计讲究合理的定位,强调单体的形象简洁大方、虚实对比、光影效果,追求群体建筑的宏伟、壮观及韵律感,以现代实用的手法诠释全新的现代建筑。 4 主要技术经济指标 总用地面积:36566.07M2 建筑占地面积:14624.00M2 1#厂房:5840.00M2 2#厂房:3875.00M2 3#厂房:3875.00M2 综合楼:1007.00M2 传达室:27.00M2 计容总建筑面积:74367.00M2 1#厂房:29452.00M2 2#厂房:19537.00M2 3#厂房:19537.00M2 综合楼:5814.00M2 传达室:27.00M2 总建筑地面积:74892.00M2 1#厂房:29452.00M2 2#厂房:19537.00M2 3#厂房:19537.00M2 综合楼:5814.00M2 传达室:27.00M2 水泵房:525.00M2 生产服务设施用房占地率:2.75% 生产服务设施用房总建筑面积占总计容积率:7.82% 建筑系数: 40.29% 建筑密度:39.99% 容积率: 2.03 绿地率:20% 停车位:287位

智慧教育的内涵与特征(杨现民)

智慧教育的内涵与特征 江苏师范大学教育研究院杨现民 一、智慧教育概念产生与发展 智慧是教育永恒的追求,智慧发展是当代教育变革的一种基本价值走向,人类对智慧教育的认识是一个逐步渐进的过程。智慧教育思想最早由哲学家提出并阐述,哲学视角下智慧教育的出发点和归宿点是唤醒、发展人类“智慧”。印度著名的哲学家克里希那穆提在其专著《一生的学习》中从智慧的高度解读了教育,认为真正的教育要帮助人们认识自我、消除恐惧、唤醒智慧[1]。英国著名哲学家怀特海提出儿童智慧教育理论,认为教育的主题是生活,教育的目的是开启学生的智慧[2]。随后,智慧教育受到国内外教育学家、心理学 家和科学家的关注。加拿大“现象学教育学”的开创者马克斯?范梅南(Mallen)[3],提出了以儿童发展为取向的智慧教育学理念,指出教育者应该为儿童创造一种充满关爱的学校环境,要关注儿童真实的生活世界,要关心儿童的存在和成长。美国著名心理学家斯腾伯格提出智慧平衡理论[4],倡导为智慧而教,认为教育应教会学生智慧地思考和解决问题,教会学生平衡人际内、人际间以及人与环境之间的利益,培养学生的社会责任。享誉海内外的杰出科学家钱学森先生总结其一生的道德、学问和事业,提出了大成智慧学。“大成智慧”之说与以往关于智慧或思维学说之不同,主要在于它是以马克思主义的辩证唯物论为指导,利用现代信息网络、人-机结合以人为主的方式,集古今中外有关经验、知识、智慧之大成[5]。“大成智慧”的特点是沉浸在广阔的信息空间里所形成的网络智慧(Wisdomincyberspace),是在知识爆炸、信息如潮的时代里所需要的新型的思维方式和思维体系。大成智慧学指导下的智慧教育内涵包括:打通学科界限,重视通才培养;掌握人类知识体系;实现人机结合,优势互补;培养高尚的道德情操[6]。大成智慧教育的宗旨是培养大批顶尖的创新型人才,服务于我国创新型国家建设,对教育发展具有很强的现实指导意义。我国学者靖国平[7]认为,传统意义上的智慧教育是以传授给学生系统的科学知识、形成学生的技能、发展学生的智力以及培养学生能力的教育,是一种狭义的理解,具有一定的局限性。基于此,他提出了广义智慧教育的概念,对智慧教育的内涵进行了扩展。广义智慧教育是一种更为全面、丰富、多元、综合的智慧教育,它主要包含着三个既相互区分又彼此联系的方面:即理性(求知求真)智慧的教育、价值(求善求美)智慧的教育和实践(求实求行)智慧的教育。教育的根本旨趣在于促使受教育者全面地占有自己的智慧本质,成长为理性智慧、价值智慧和实践智慧的统一体。近年来,随着物联网、云计算、大数据、泛在网络等新一代信息技术在教育领域的应用推广。智慧教育被赋予新的内涵和特征,教育技术领域研究者纷纷从信息化视角对智慧教育概念进行了阐述。祝智庭教授在《智慧教育:教育信息化的新境界》文章中分析了信息时代智慧教育的基本内涵:通过构建智慧学习环境(SmartLearningEnvironments),运用智慧

(完整版)系统工程的发展与应用研究

系统工程的发展与应用研究作为人类知识总体系的一部分,系统工程直接用于改造客观世界的实践活动,应用于解决实际问题。国内外系统工程的思想方法和实际应用源远流长,最早可以追溯到远古时代,在我国系统工程发展的历史长河中更是形成了例如孙子兵法、万里长城和都江堰等一系列伟大成就。近代以来,随着工业、国防和科学技术的发展,各类工程、生产等复杂的大系统以及巨系统不断增多,系统工程这门综合性交叉学科更是得到全面、迅速的发展。本文首先对国内外系统工程的发展历程进行了简单介绍。其次,从社会领域、经济领域、科学技术领域、军事领域和环保领域等方面对当前系统工程的应用进行了总结。本文最后结合当前时代发展,大胆设想与展望了系统工程在未来的发展与应用。 1系统工程的发展 系统工程就是一门研究如何建立系统、进行系统分析和系统设计,以及为了实现系统的目的功能所必需的各种思想、技术方法和理论的方法性学科。由于近代工业、国防和科学技术的迅速发展, 出现了许多规模庞大、构造复杂、影响因素众多的大系统(如钢铁、石油、化工、机械制造等生产系统以及电力系统、交通运输系统、通讯情报系统和军事指挥系统等),这类大系统往往是一个多级分层决策的多输入输出系统, 系统输入的信息几乎都是随机的,并且这类系统往往需要同时具有控制功能和管理功能, 即是一类能够完成多种功能的人机系统、科研试制系统、社会经济系统和环境生态系统等。因此,系统工程作为一门综合性的交叉学科,在国内外都有了较大的发展。 1.1国内发展 在古代中国,老子阐明了自然界的统一性,西周出现了世界构成的“五行说”,东汉时期张衡提出了“浑天说”,当时虽然没有明确的系统概念,没有设立一套完善的系统方法论体系,但是却对客观世界的系统性及整体性有了一定程度的认识。系统工程发展过程中,最显著的代表就是都江堰这一大型水利工程的建设,整个工程由鱼嘴(岷江分流),飞沙堰(分洪排沙)和宝瓶口(引水)等三大主要部分组成,相互之间协同促进和影响,两千多年来一直发挥着防洪灌溉的重要作用。 新中国成立后,在钱学森的领导下,科技人员在工程实践中形成了中国航天系统工程方法的雏形,并将这套方法推广到电子、船舶等其它军工行业。从20世纪70年代后期开始,钱学森、许国志等专家们开始探索建立系统工程理论方法,组织开展“系统学科讨论班”活动,提出了“开放的复杂巨系统”和“从定性的到定量的综合集成法”等,在中国掀起了研究和应用系统工程的高潮,继而迅速推广到军事、经济、社会等各个领域。 从1979年开始,钱学森提出了建立系统学科体系的目标,逐步发展完善系统的科学体系。钱学森教授等人先是提出从定性到定量综合集成的方法论,于1992年又提出从定性到定量的综合集成研讨厅体系,进而把处理开放复杂巨系统的方法与使用这种方法的组织形式有机结合起来。 20世纪90年代中期,顾基发教授等提出的物理一事理一人理(WSR)方法论。

《钱学森思维科学思想》读书笔记

《钱学森思维科学思想》读书笔记,卢明森,科学出版社,2012年4月 P19, 一般系统论这一学科来源于生物学研究,是一个重要发展,王兴成同志在介绍它时,把其基本原则归纳为一是整体性原则,二是相互联系的原则,三是有序性原则,四是动态性原则。既然一般系统论是研究系统,一二两天基本原则是容易理解的。三、四两个基本原则有些新鲜:它们来源于观察生物和生命现象。生物有一个有条不紊的构造,而且能有目的地生长和演化。这看来是生命所特有的。生物一死,构造立即开始破坏,生长和演化也理解停止,转入分解。所以一般系统论的核心是这后两条基本原则。贝塔朗费等人,首先认识到这个生命所特有的现象与物理学中热力学第二定律说的不同:热力学第二定律说一个封闭系统(同周围环境没有能量和物质交换的有限大的系统)的熵只能增加,看来越变越无序,而不是走向有序。抓住这一点,一般系统论强调系统的开放性,即系统要同周围环境有能量和物质的交换。 心得: 传统网管是相对的封闭系统,缺乏信息交换,所以系统只能在功能层面有限扩大,而在整个层面来看变得越来越无序,支撑越来越困难。智能网管强调系统的开放性,即智能网管要同周围环境有信息交换,包括与人的交换,与系统的交换,这种交换会让系统功能、数据、逐渐从量的积累走向质的转变,包括识别核心能力、感知数据价值、学习专家能力。 如下图,对外的开放,会暴露网络的不足,发现支撑的短板,继而提升支撑能力,提高运营质量和客户感知; 开放性1:能力开放让日益支撑扁平化;同时扁平化会让网络可能存在的问题尽量暴露,继而我们也可以最快的完善;所以开放是对传统模式的一种升华。 开放性2:与人的交换,规则能力可以让业务专家参与到运营中,让网管变为一种动态完善的过程,不断把抽象、总结出来的业务规则贯入系统,达到人机的合一支撑,这种开放手段会让网管逐渐具备抽象能力;把专家价值逐步沉淀到系统,即使某个专家离职以后,其知识也可以变为系统的一部分,降低人的负面影响。 标准化1的思考: 标准化是稳定的点或体系,是盘活原有网管投资的有效途径,系统的自组织能力,标准化是从局部到整体的过度,可以让我们逐步把握网管的重点,让网管支撑从整体上逐渐走向一种有序的结构。 P19 第三段

系统科学与思维科学交叉发展的硕果――大成智慧工程

2002年5月系统工程理论与实践第5期 文章编号:100026788(2002)0520008204 系统科学与思维科学交叉发展的硕果——大成智慧工程 戴汝为 (中国科学院自动化研究所,北京100080) 摘要: 扼要地介绍钱学森院士倡导的思维科学与系统科学的一些观点;并从系统的角度阐述了思 维科学与系统科学的交叉发展以及大成智慧工程(m etasynthetic engineering)的形成Λ 关键词: 形象思维;从定性到定量的综合集成法;综合集成研讨厅体系;大成智慧工程 中图分类号: N94 文献标识码: A α A R esu lt of System Sciences and N oetic Sciences C ro ss D evelopm en t-M etasyn thetic Engineering DA I R u2w ei (In stitu te of A u tom ati on,Ch inese A cadem y of Sciences,Beijing100080,Ch ina) Abstract: Several view s of system sciences and noetic sciences given by academ ician qian are b riefly in troduced.Besides,from the po in t of view of system,the fo rm ati on of m etasyn thetic engineering by system sciences and noetic science cro ss developm en t is also described in th is article. Key words: th ink ing in i m agery;m etasyn thesis from qualitative to quan titative;hall fo r w o rk shop of m etasyn thetic engineering;m etasyn thetic engineering 我国著名科学家钱学森近20多年来,对不同学科的交叉与整合,作出了重要的贡献Λ钱学森对应用力学,火箭技术以及“两弹一星”等方面贡献是众所周知的,但他近些年来在现代科学方面的贡献了解的人可能并不多Λ他曾经担任过中国自动化学会第一届、第二届的理事长,历时20年之久Λ他对系统科学与思维科学都有大量开创性的工作,对系统科学与思维科学交叉发展与整合所做出的贡献,形成了大成智慧工程(m etasyn thetic engineering). 在国务院、中央军委于1991年10月授予钱学森同志“国家杰出贡献科学家”荣誉称号的大会上,他讲过一段话:“我认为今天的科学技术不仅仅是自然科学工程技术,而且是人认识客观世界、改造客观世界整个的知识体系,这个体系的最高概括是马克思主义哲学Λ我们完全可以建立起一个科学体系,而且运用这个科学体系去解决我们社会主义建设中的问题”Λ并讲:“我在今后的余生中就想促进这件事情”Λ实际上,钱学森所说建立一个科学体系的工作他早在20世纪70年代末就开始了Λ钱学森于80年代在中央党校讲课时,首次把原来人们心目中的“自然科学”和“社会科学”两大部门,扩展到八大部门Λ加上数学科学、系统科学、思维科学、人体科学、军事科学和文艺理论,形成了一个体系Λ过了几年又加上地理科学、行为科学Λ1996年6月又提出建筑科学的设想,在这个过程中曾与建筑专家及城市规划专家谈过Λ总 α收稿日期:2002204204 资助项目:国家自然科学基金(79990581) 作者简介:戴汝为,男,中科院院士,中国自动化学会理事长,从事模式识别,人工智能,复杂系统的研究.

创新案例专题讲座71分卷

创新案例专题讲座 考试 (一) 单选题:每题1分,共30题,只有唯一一个选项正确 1. 网络经济环境下,社会各行业在经营管理中遇到许多新难题,()是解决问题的根本。 (A) 本土化的咨询服务理论 (B) 规模化的咨询服务组织 (C) 职业性的思维能力 (D) 高度的职业责任心 [分值: 2. 下列关于创意的说法不正确的是:() (A) 与创造相比,创意更强调技术与 手段创新 (B) 从专业分工的精英创意转向全面发展的创意 (C) 从以生产为中心的创意转向生活方式主导的创意 (D) 从理性的机械工程行为转向演进的生物进化行为 [分值: 3. 近年来,企业总部的迁移战略引发出“总部经济”现象,这一现象的基础经济含义在于:()

(A) 通过组织和功能分离实现成本的最小化 (B) 提高总部的应变能力 (C) 适应多元文化融合的趋势 (D) 选择政府服务质量更高地区域 [分值:4. 爱因斯坦说:“提出一个问题往往比解决一个 问题更重要。”这句话是指() (A) 创新过程是从发现问题开始的 (B) 发现问题本身具有独立的价值 (C) 发现问题后要进一步加深对问题的理解 (D) 发现问题与分析问题是紧密联系的 [分值:5. 项目管理是一种以()为对象的系统集成管理方法。 (A) 成果 (B) 技术 (C) 人员 (D) 项目

[分值: 6. 在把注意力转化为经济价值的过程中,()既 是注意力的主要拥有者,也是注意力价值的交 换者。 (A) 企业 (B) 政府 (C) 媒体 (D) 消费者 [分值: 7. TRIZ发现存在于问题后面的固有矛盾,如果要 改进系统的某一部分属性,其他的某些属性就 会恶化,这种问题就是:() (A) 技术冲突 (B) 问题冲突 (C) 系统冲突 (D) 制度冲突 [分值: 8. “工学交替”培养模式是在校企联合办学的 过程中逐步形成的,并与()模式紧密联系,

钱学森主要科学成就

钱学森主要科学成就 新华网北京10月31日电钱学森是我国航天科技事业的先驱和杰出代表,在空气 动力学、航空工程、喷气推进、工程控制论、物理力学等技术科学领域作出了开创性贡献,是中国近代力学和系统工程理论与应用研究的奠基人和倡导人。1956年初,钱学森 向中共中央、国务院提出《建立我国国防航空工业的意见书》。同年,国务院、中央军委 根据他的建议,成立了导弹、航空科学研究的领导机构——航空工业委员会,并任命他为 委员。1956年,钱学森受命组建中国第一个火箭、导弹研究所——国防部第五研究院 并担任首任院长。他主持完成了“喷气和火箭技术的建立”规划,参与了近程导弹、中近 程导弹和中国第一颗人造地球卫星的研制,直接领导了用中近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验,参与制定了中国近程导弹运载原子弹“两弹结合”试验,参与制定了中国第一 个星际航空的发展规划,发展建立了工程控制论和系统学等。 在控制科学领域,1954年,钱学森发表《工程控制论》的学术著作,引起了控制 领域的轰动,并形成了控制科学在上世纪50年代和60年代的研究高潮。1957年,《工程控制论》获得中国科学院自然科学奖一等奖。同年9月,国际自动控制联合会(I FAC)成立大会推举钱学森为第一届IFAC理事会常务理事。他也成为该组织第一届 理事会中唯一的中国人。 在应用力学领域,钱学森在空气动力学及固体力学方面做了开拓性研究,揭示了可压 缩边界层的一些温度变化情况,并最早在跨声速流动问题中引入上下临界马赫数的概念。 1953年,钱学森正式提出物理力学概念,主张从物质的微观规律确定其宏观力学特性,开拓了高温高压的新领域。 在系统工程和系统科学领域,钱学森在80年代初期提出国民经济建设总体设计部的 概念,坚持致力于将航天系统工程概念推广应用到整个国家和国民经济 建设,并从社会形态和开放复杂巨系统的高度,论述了社会系统。他发展了系统学和 开放的复杂巨系统的方法论。 在喷气推进与航天技术领域,钱学森在40年代提出并实现了火箭助推起飞装置,使 飞机跑道距离缩短;1949年,他提出火箭旅客飞机概念和关于核火箭的设想;196 2年,他提出了用一架装有喷气发动机的大飞机作为第一级运载工具,用一架装有火箭发 动机的飞机作为第二级运载工具的天地往返运输系统概念。 在思维科学领域,钱学森在80年代初提出创建思维科学技术部门,认为思维科学是 处理意识与大脑、精神与物质、主观与客观的科学,推动思维科学研究是计算机技术革命 的需要。他主张发展思维科学要同人工智能、智能计算机的工作结合起来,并将系统科学 方法应用到思维科学的研究中,提出思维的系统观。在人体科学、科学技术体系等方面,钱学森也作出了重要贡献。

系统科学概论

一、名词解释: 1. 系统: 是由相互联系相互作用的要素或部分组成的,具有一定结构和功能的有机整体。 2. 系统科学:以系统及其机理为对象,研究其类型内容运动规律的科学或知识体系。 3. 元素:最小的即为不需要划分的组分。 4. 系统的结构:组分与组分之间关联方式的总和或系统把元素整合为统一整体的模式。 5. 整体涌现性:多个要素组成系统后,出现了系统组成前单个要素所不具有的性质, 这个性质并不存在于任何单个要素当中,而是系统在低层次构成高层次时才表现出来,系统功能往往表现为“整体大于部分之和”。 6. 层次:通常是指构成系统的元素之间按照整体与部分的构成关系而形成的不同质态的分系统及其排列方式。 7. 环境:系统整体存在和发展的全部条件的总和。 8. 系统的边界:把系统和环境分开的的东西,从空间上看,边界是把系统与环境分开的所有点的集合。 9. 系统的功能:系统行为所引起的,有利于环境中某些事物乃至整个环境存续和发展的作用。 10. 系统的演化:系统的结构、状态特性、行为、功能等随时间的推移而发生的变化。 11. 系统方法:凡使用系统的方法认识和处理问题的方法,不管是理论的还是经验的,数学的还是非数学的等都是系统方法。 12. 模型:给对象实体以必要的简化,用适当的表现形式或规则,把它的主要特征描绘出来,这样的得到的模仿品。 13. 运筹学:是利用现代数学特别是统计数学的成就研究人力物力财力的运用和筹划,使能发挥最大效率的科学。 14. 控制论:研究动物(包括人类)和机器内部控制和通信的科学。 15. 模拟:根据原型来制造或组织模型,使模型与原型之间具有相似特征的过程。 16. 信息论:关于信息的本质和传递规律的科学理论,是研究信息的计量、发送、传递、交替、接受和贮存的一门新兴学科。 17. 信息:是指事物在内部或外部因素作用下所产生的变化或结果,其中作用者称为致信物,被作用者称为信息载体。 18. 黑箱方法:通过分析未知系统输入和输出地对应关系,来认识其内部结构并加以控制的方法。 19. 灰箱方法:运用已有知识结合黑箱方法去推测系统内部结构特征的认识方法。 20. 控制:指在一定环境中,一个系统通过一定方式驾驭或支配另一个系统做合目的的运动的行为及过程。 21. 系统工程:以组织建立或经营管理某一系统为目的的工程,如筹建矿山开建的工程为工业系统工程,农业农田建设的工程为农业系统工程。 22. 数学模型:是描述元素之间,子系统之间,层次之间相互作用以及系统与环境相互作用的数学表达式。

常州创新案例专题讲座考试试卷(九)

一) 单选题:每题1分,共30题,只有唯一一个选项正确 1. 人类基因组计划(human genome project,HGP)于1985年由 美国科学家率先提出,于()年正式启动。 (A) 2001 (B) 2000 (C) 1985 (D) 1990 [分值:1.0] 2. 3G与2G的主要区别是() (A) 在传输声音和数据的速度上的提升 (B) 能够进行语言通话 (C) 多了数据传输功能 (D) 能够自由移动上网 [分值:1.0] 3. 下列不属于胡适从中国传统旧学中发现的科学精神和传统 的是:() (A) 民主主义 (B) 理智主义 (C) 自由主义 (D) 人本主义 [分值:1.0]

(A) 张钰哲 (B) 熊十力 (C) 钱学森 (D) 高锟 [分值:1.0] 5. 发散式思维和收敛式思维的区分是()的观点。 (A) (英)贝弗里奇 (B) (美)库恩 (C) (美)劳丹 (D) (美)熊彼特 [分值:1.0] 6. 通用电气公司的实践证明,()是通向学习型文化和自我 实现的关键一步。 (A) 自主管理 (B) 扁平式结构 (C) 无边界行为 (D) 兼学别样 [分值:1.0] 7. 被赫休巴赫称为“物理化学界的莫扎特”的是() (A) 李远志 (B) 李政道

(C) 朱棣文 (D) 杨振宁 [分值:1.0] 8. 在会议期间不允许批评别人提出的设想是智力激励法哪一 方面的原则要求?() (A) 自由畅想 (B) 延迟判断 (C) 以量求质 (D) 综合集成 [分值:1.0] 9. 有无智慧,智慧品位的高低,主要通过()来衡量。 (A) 学问 (B) 事功 (C) 道德 (D) 思维质量 [分值:1.0] 10. 王国维关于()的美学研究具有创发性,为中国现代美学 的产生开了先河 (A) 《西游记》 (B) 《红楼梦》 (C) 《水浒传》 (D) 《封神榜》 [分值:1.0]

系统科学参考资料

systematic scientific methods; system science method; systematic scientific method; system science methods; 系统科学方法" 英文对照 1、是对系统方法、反馈方法、功能模拟方法、信息方法等现代科学方法的统称。△形象点说,系统科学是这些方法产生的母体,而这些新型方法则是系统科学的结晶,因而我们把这些方法统称为系统科学方法。(庞元正《现代思维与改革》) 查看全文 "系统科学方法" 在工具书中的解释 1、1.现代系统科学方法的基本观点所谓系统科学方法是指以系统论、控制论、信息论和耗散结构论、协同论、突变论的基本思想和方法 文献来源 "系统科学方法" 在学术文献中的解释 科学 系统 系统科学 "系统科学方法" 在工具书中的参考阅读 研究 "系统科学方法" 相关问题的主要学者 黄强 李明锋 畅建霞 马来平 王惠珍 陈有亮 王义民 王方华 王继荣 涂国平 陈依元 王凡 孟庆云 李丹 柳晓春 肖萍 李自强 张文泉 李妍 乌杰 《系统辩证学学报》 乌杰系统科学网https://www.360docs.net/doc/894005553.html,/Default.asp 系统科学中文书目 N.维纳《控制论》,郝季仁译,科学出版社,1962。 H.格林尼斯基《控制论简述》,科学出版社,1963。 W.R.艾什比《控制论导论》,张理京译,科学出版社,1965。 [奥]埃尔温·薛定谔《生命是什么?》上海人民出版社,1973。 N.维纳《人有人的用处》,陈步译,商务印书馆,1978。

冯.诺意曼《计算机和人脑》,甘子玉译,商务印书馆,1979。 W.B.坎农《躯体的智慧》,范岳年魏有仁译,商务印书馆,1980。 [苏]А.Я.列尔涅尔《控制论基础》,刘定一译,科学出版社,1980。 涂序彦潘华郭江黄秉宪编《生物控制论》,科学出版社,1980。 奥斯卡·兰格《经济控制论导论》,杨小凯译,中国社会科学出版社,1981。 M.A.阿尔贝勃《大脑、机器和数学》,朱熹豪金观涛译,商务印书馆,1982。 P.卡洛《生物机器--研究生命的控制论途径》,科学出版社,1982。, 湛垦华沈小峰等编《普里高津与耗散结构理论》。,陕西科学技术出版社,1982。 金观涛华国凡《控制论和思想方法论》,科学普及出版社,1983。 魏宏森《系统科学方法论导论》,人民出版社,1983。 金观涛刘青峰《兴盛与危机》,湖南人民出版社,1984。 H.哈肯《协同学--引论物理学、化学和生物学中的非平衡相变和自组织》,徐锡申等译,原子能出版社,1984。 A.F.G.汉肯《控制论和社会》,黎鸣译,商务印书馆,1984。 瓦·尼·萨多夫斯基《一般系统论原理》,贾泽林等译,人民出版社,1984。 黄麟雏李继宗邹珊刚《系统思想与方法》,陕西人民出版社,1984。 赫伯特·A·西蒙《关于人为事物的科学》,杨砾译,解放军出版社,1985。 [美]E.拉兹洛《用系统论的观点看世界》,闵家胤译,上国社会科学出版社,1985。 伊·普里戈金《从存在到演化》,曾庆宏等译,上海科学技术出版社,1986。 尼科利斯普里戈京合著《非平衡系统的自组织》,徐锡申等译,科学出版社,1986。 尼柯里斯普利高津合著《探索复杂性》,罗久星等译,四川教育出版社,1986。 王雨田主编《控制论、信息论、系统科学和哲学》,中国人民大学出版社,1986。 李如生编著《非平衡态热力学和耗散结构》,清华大学出版社,1986。 [美]拉·迈尔斯主编《系统思想》,杨志信、葛明浩译,四川人民出版社,1986。 [美]司马贺(Herbert A.Simon)《人类的认知--思维的信息加工理论》,荆其诚张厚粲译,科学出版社,1986。 宋毅何国祥编著《耗散结构论》,中国展望出版社,1986。 杨士尧编著《系统科学导论》,农业出版社,1986. 路·冯·贝塔朗菲《一般系统论--基础、发展、应用》,秋同、袁嘉新译,社会科学文献出版社,1987。 [美]冯·贝塔朗菲《一般系统论--基础、发展和应用》,林康义等译,清华大学文献出版社,1987。 E.拉兹洛《系统、结构和经验》,李创同译,上海译文出版社,1987。 普里戈金斯唐热合著《从混沌到有序》,曾庆宏沈小峰译,上海译文出版社,1987。 金观涛《整体的哲学》,四川人民出版社,1987。 邹珊刚、黄麟雏等《系统科学》,上海人民出版社,1987。 沈小峰胡岗姜璐编著《耗散结构论》,上海人民出版社,1987。 杰里米·里夫金《熵:一种新的世界观》,吕明袁舟译,上海译文出版社,1987。 H.哈肯《协同学——自然成功的奥秘》,载呜钟译,上海科学普及出版社,1988。 霍绍周编著《系统论》,科学技术文献出版社,1988。 拉兹洛《进化——广义综合理论》,社会科学文献出版社,1988。 金观涛《我的哲学探索》,上海人民出版社,1988。 勒内·托姆《突变论:思想和应用》,周仲良译,上海译文出版社,1989。 陈禹《关于系统的对话--现象、启示与探讨》,中国人民大学出版社,1989。 马清健《系统和辩证法》,求实出版社,1989。 [美]詹姆斯·格莱克《混沌--开创新科学》,张淑誉译,上海译文出版社,1990。

用大成智慧学教育理念设计培养方案培育创新人才最新教育文档

用“大成智慧学”教育理念设计培养方案培育创新人才 西安交通大学于2007年招收第一届钱学森实验班。创办钱学森实验班是为了遵循当代科学家钱学森提出的“集大成,得智慧”的教育理念,探索一种新的办学思想和培养国家科技杰出人才的新模式,研究适应社会发展的教育教学方法。希望从实验班走出去的学生在几十年后能有像钱学森那样的伟大科学家脱颖而出,屹立在世界东方。 一、创办钱学森实验班的教育理念 1、大成智慧学教育理念 著名科学家、教育家、交大校友钱学森学长提出“人类知识有一个科学技术的体系,这是系统化了的知识……”。钱老提出的现代科学技术体系有11个部门:自然科学、社会科学、数学科学、系统科学、人体科学、行为科学、思维科学、军事科学、建筑科学、地理科学、文艺理论。每一个部门又有三个层次(文艺理论除外):基础科学、技术科学、工程技术。这11个部门通过对应的11座哲学桥梁:自然辩证法、唯物史观、数学哲学、系统论、人学、天人观、认识论、军事哲学、建筑哲学、地理哲学、美学,将科学提升到人类对客观世界认识的最高概括――马克思主义哲学,它的核心是辩证唯物主义。随着历史的进展,这11个科学技术部门也会与时俱进发生变化,有些部门也许重新

整合,还会有新的部门产生,人类的知识体系随着人类对自然界的认识、适应和改造,以及对社会的认识、适应和提升而不断变化。 钱学森提出的知识体系体现了其“集大成,得智慧”的教育理念。大成智慧的核心就是要打通各行各业各学科的界限,使整个知识体系涉及的各科学技术部门之间相互渗透、学科交融、互补促进、改革创新。体现在高等教育,就是要构建学科交叉、基础宽厚的知识体系和课程结构,培养的人才具有一定的系统集成能力,能够系统、综合地考虑问题、分析问题和解决问题,而不只是考虑局部最优。学科跨度越大,创新程度也越大。 “大成智慧学”强调以马克思主义的辩证唯物论为指导,在传统的教学模式中加入现代技术,充分利用计算机、信息技术、互联网技术,以人为本,人一机结合,可以迅速有效地集古今中外有关信息、知识、智慧之大成,系统设计,团队协作,科学而创造性地去解决各种复杂性问题。这是大成智慧教育方式的一个显著特点,这种教学方式可以产生1+1>2的教学效果。 2、新的“通才”教育观 钱老提出人才培养的目标定位是“通才”。通才教育是全面实施素质教育的有效途径和方法,尤其是培养学生的整体素质。“科学家应该学点艺术,艺术家也应该学点科学”,在人才培养中“不但要理工结合,要理工加社会科学”,“只用专业知识教育人是不够的”,“他必须获得对美和道德上的‘善’的鲜明的

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