李 鴻

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院，江蘇 徐州221008；2.宿州學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 宿州234000；3.宿州學(xué)院 智能信息處理實(shí)驗(yàn)室，安徽 宿州234000）

?；季S研究

李 鴻1，2，3

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院，江蘇 徐州221008；2.宿州學(xué)院 信息工程學(xué)院，安徽 宿州234000；3.宿州學(xué)院 智能信息處理實(shí)驗(yàn)室，安徽 宿州234000）

本文首先闡明了客觀世界的本質(zhì)是?；澜绲挠^點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，首次提出了人類固有的思維方式──?；季S的概念，接著給出了?；季S的系統(tǒng)性、層次性、開(kāi)放性、求解性、創(chuàng)新性等五個(gè)特點(diǎn)，論述了?；季S的系統(tǒng)原理、分解原理、聯(lián)想原理、粒化原理等四個(gè)方面的基本原理，然后根據(jù)客觀世界、思維方式、問(wèn)題解決、學(xué)科存在與發(fā)展等要求論證了粒化思維是粒計(jì)算學(xué)科的主導(dǎo)思維，最后從確立本學(xué)科的獨(dú)特地位、推動(dòng)本學(xué)科的發(fā)展和拓展本學(xué)科應(yīng)用范圍三個(gè)方面闡述了這一主導(dǎo)思維對(duì)粒計(jì)算學(xué)科的發(fā)展所具有的重大意義。

?；?；?；季S；粒計(jì)算；主導(dǎo)思維

0 引言

每門(mén)學(xué)科都有其特殊的、內(nèi)在的思維方式，有自己的內(nèi)在的層次和條理性。這種特殊的、內(nèi)在的思維方式的邏輯，就稱為該門(mén)學(xué)科的特殊的、內(nèi)在的思維邏輯。每門(mén)學(xué)科的思維邏輯好比計(jì)算機(jī)軟件中的“操作系統(tǒng)軟件”或“工具軟件”，決定了該門(mén)學(xué)科的基本面貌，對(duì)該門(mén)學(xué)科具有本體論的意義。粒計(jì)算學(xué)科也不例外，它也有其特殊的、內(nèi)在的思維邏輯，即?；季S邏輯。因此，粒計(jì)算［1］學(xué)科作為一門(mén)新興的學(xué)科，必須以?；季S為其主導(dǎo)思維來(lái)構(gòu)建本學(xué)科的理論體系、分析范式、方法體系和核心計(jì)算模型，來(lái)確立本學(xué)科的獨(dú)特地位、推動(dòng)本學(xué)科的發(fā)展和拓展本學(xué)科應(yīng)用范圍。因此，粒化思維是粒計(jì)算學(xué)科的主導(dǎo)思維，而且粒化思維是粒計(jì)算學(xué)科的四個(gè)基本要素之一［2］，同時(shí)粒計(jì)算學(xué)科的四個(gè)基本要素構(gòu)成了粒計(jì)算學(xué)科統(tǒng)一的、平穩(wěn)的四面體結(jié)構(gòu)模型［3］。本文就主要研究粒計(jì)算的這種主導(dǎo)思維問(wèn)題。

本文是這樣安排的：第二部分論述了?；季S的內(nèi)涵與特點(diǎn)，第三部分給出了粒化思維的四個(gè)基本原理，第四部分論證了粒化思維是粒計(jì)算學(xué)科主導(dǎo)思維的理由，第五部分闡述了這一主導(dǎo)思維對(duì)粒計(jì)算學(xué)科的發(fā)展所具有的重大意義。

1 ?；季S的內(nèi)涵及特點(diǎn)

1.1 客觀世界的本質(zhì)

粒在客觀世界中無(wú)時(shí)不在。粒是自人類有史以來(lái)就應(yīng)該存在并應(yīng)用于實(shí)踐的概念，因?yàn)樗侨祟惾粘Ｉ钪刑幚韱?wèn)題很自然的一種方法學(xué)。為了達(dá)到真正認(rèn)識(shí)世界和改造世界的目的，人類每時(shí)每刻都處在發(fā)現(xiàn)、觀察、分析和解決問(wèn)題的征途之中。人們?cè)谟^察、分析問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常會(huì)采取各種不同的方式。要么先總體觀察，后逐步細(xì)化，再局部了解，求得全面研究；要么先局部了解，后逐步綜合，再總體分析，求得總體把握；要么時(shí)而局部、時(shí)而總體，時(shí)而側(cè)面、時(shí)而綜合，即，時(shí)而對(duì)同一問(wèn)題進(jìn)行不同側(cè)面、不同局部的了解，然后進(jìn)行綜合觀察、總體分析；時(shí)而綜合觀察、總體分析，后對(duì)不甚了解的側(cè)面、局部再進(jìn)行觀察，直到達(dá)到應(yīng)有的目的。總之，根據(jù)需要從不同側(cè)面、不同局部、不同角度、不同層次反復(fù)對(duì)事物進(jìn)行了解、分析、綜合、推理，最后得出事物本質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)論。這種“不同側(cè)面、不同局部、不同角度、不同層次”對(duì)同一事物進(jìn)行研究就體現(xiàn)了信息?；↖nformation Granulating）的思想。

粒在客觀世界中無(wú)處不在。粒是無(wú)處不在的?？梢哉f(shuō)，人類生活在一個(gè)對(duì)客觀世界進(jìn)行粒化后的世界中。例如，時(shí)間是無(wú)處不在的因素，時(shí)間粒化伴隨著人類生活的每次行動(dòng)，大到一個(gè)國(guó)家的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略規(guī)劃，小到每個(gè)人的日常生活的安排，幾乎都是粒化的例證。

綜上所述，客觀世界是由粒組成的，即客觀世界的本質(zhì)是?；?。

1.2 ?；季S的內(nèi)涵

人類認(rèn)識(shí)、推理和作決策都是在大量的信息中進(jìn)行的。人類在解決和處理大量復(fù)雜信息問(wèn)題時(shí)，由于人類的能力有限，常常將日常生活中的事物切割成許許多多的部分，也就是把大量復(fù)雜信息按其各自的特征和性能將其劃分成若干較簡(jiǎn)單的塊，而每個(gè)如此劃分出來(lái)的塊被看成一個(gè)粒（granule）。這種處理信息的過(guò)程，就被稱作信息粒化（granulating）。如候車(chē)室問(wèn)題的信息粒，就是按所乘列車(chē)的區(qū)間、車(chē)次、等級(jí)等而將候車(chē)室劃分若干塊，其每一塊將安排乘坐同一區(qū)間或同一車(chē)次或同一等級(jí)列車(chē)的乘客候車(chē)。這里所說(shuō)的塊也就是粒，這里提及的劃分就是一種特殊的?；＿@是一個(gè)通俗的候車(chē)室問(wèn)題的信息粒例子。就廣泛的意義而言，粒涉及整體到部分的劃分。因此，信息?；侨祟愒诮鉀Q處理和存儲(chǔ)信息的有限能力上的一種反映，其旨在建立基于外部世界的有效的并以用戶為中心的概念，同時(shí)簡(jiǎn)化人們對(duì)物理世界和虛擬世界的認(rèn)識(shí)。從這個(gè)意義上說(shuō)，粒化是人類認(rèn)識(shí)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的一種最基本的方法。

由此可知，?；歉淖?nèi)藗兯季S方式的思想活動(dòng)。?；倪^(guò)程是改造的過(guò)程，是思維產(chǎn)生飛躍的過(guò)程，所以，?；梢曰钴S人們的思維，鍛造人們對(duì)事物整體把握的能力。所以，粒化思維就是以多層次的粒結(jié)構(gòu)為思維對(duì)象，以積極建構(gòu)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的多層次粒結(jié)構(gòu)為思維過(guò)程，力求找出具有普遍意義的基本規(guī)律和規(guī)則，進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等涵蓋粒計(jì)算學(xué)科之廣度的一系列思維活動(dòng)。

?；季S，無(wú)處不在，無(wú)處不用。它是人類思維固有的方式。凡是人類思維活動(dòng)的地方就有粒化思維存在和活動(dòng)的地方。

1.3 ?；季S的特點(diǎn)

粒化思維表現(xiàn)出以下五個(gè)方面的特點(diǎn)：

第一，它是一種系統(tǒng)性思維。由于客觀世界的結(jié)構(gòu)是由事物的各個(gè)組成部分之間的有序搭配而形成的，就必須對(duì)對(duì)象和問(wèn)題做全面完整的思考，從各個(gè)方面的相互聯(lián)系中尋找用?；姆椒▎?wèn)題解決的最佳途徑，這是粒化思維最重要的基礎(chǔ)和特征，反映了思維的系統(tǒng)性和廣度。

第二，它是一種層次性思維。粒化思維多視角、全方位看問(wèn)題，按照從已知到未知、從具體到抽象、從現(xiàn)象到本質(zhì)、從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的順序逐漸深化的過(guò)程，是人類主動(dòng)建構(gòu)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過(guò)程。反映了人類解決復(fù)雜問(wèn)題和認(rèn)識(shí)復(fù)雜對(duì)象的能力。粒化思維所表達(dá)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)精煉簡(jiǎn)潔，重點(diǎn)或關(guān)鍵點(diǎn)突出，思維層次鮮明，思維過(guò)程扼要清晰，形象流暢，反映了人類認(rèn)識(shí)復(fù)雜對(duì)象和問(wèn)題的本質(zhì)的能力。

第三，它是一種開(kāi)放性思維。?；季S為了能最大限度地獲取信息以解決問(wèn)題，表現(xiàn)了思維活動(dòng)的無(wú)阻礙性、發(fā)散性和時(shí)空跨度。表現(xiàn)在空間上，就是既要向內(nèi)看，又要向外看，從一個(gè)目標(biāo)出發(fā)，對(duì)對(duì)象和問(wèn)題做充分聯(lián)想，沿著各種不同途徑尋求各種答案，啟發(fā)了對(duì)對(duì)象認(rèn)識(shí)的思路和解決問(wèn)題的線索，拓展了問(wèn)題解決的視野，反映了思維的開(kāi)放性，也體現(xiàn)了思維集中性與發(fā)散性的統(tǒng)一。表現(xiàn)在時(shí)間上，就是既要向后看，又要向前看，既要把握歷史的發(fā)展規(guī)律，還對(duì)未來(lái)充滿了預(yù)見(jiàn)。

第四，它是一種求解性思維。人們?cè)诓捎昧；季S的方法解決問(wèn)題的過(guò)程中，圍繞問(wèn)題的目標(biāo)，根據(jù)現(xiàn)有的條件，搜索、尋找、選擇、確定相應(yīng)的解決問(wèn)題的手段，以尋求解決問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。然而，人們解決問(wèn)題的過(guò)程，并不是只需要一種操作、一個(gè)步驟就可以實(shí)現(xiàn)的，而是需要經(jīng)過(guò)許多有序的中間狀態(tài)，構(gòu)成了一條實(shí)現(xiàn)問(wèn)題目標(biāo)的邏輯通道。從這個(gè)意義上說(shuō)，?；季S是一種求解性思維。

第五，它是一種創(chuàng)新性思維。?；季S以新穎獨(dú)特的方法解決問(wèn)題，問(wèn)題解決要經(jīng)歷一定的過(guò)程?！皢?wèn)題解決”的過(guò)程是一個(gè)充斥矛盾和曲折的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，為了解決多種復(fù)雜的矛盾，必須沖破原有的思維程式，以創(chuàng)新的精神去分析問(wèn)題和尋找問(wèn)題解決的途徑。正是在這樣的過(guò)程中，不但能揭示客觀事物的本質(zhì)及其內(nèi)在聯(lián)系，而且在此基礎(chǔ)上能產(chǎn)生新穎的、前所未有的思維成果。所以，粒化思維還是一種創(chuàng)新性思維。

粒化思維的五個(gè)特點(diǎn)在一定程度上說(shuō)明了?；季S方式的邏輯脈絡(luò)。在粒化思維的視閾下，在進(jìn)行問(wèn)題求解、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、以及人類行為理解等各方面的事務(wù)時(shí)，要站在整體的角度認(rèn)識(shí)問(wèn)題，遵循啟發(fā)性的原則，通過(guò)對(duì)問(wèn)題的理解和分析，充分利用已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)透徹地認(rèn)識(shí)問(wèn)題，合理的分解問(wèn)題，循序漸進(jìn)，逐步求精，從而進(jìn)一步完善自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，全面完整地對(duì)問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)思考和解決。這樣，系統(tǒng)性、層次性、開(kāi)放性、求解性、創(chuàng)新性就必然蘊(yùn)涵在?；季S中。?；季S方法是科學(xué)思維方法。

2 ?；季S的基本原理

?；季S的基本原理是?；季S中具有普遍意義的原理和規(guī)則。研究?；季S基本原理是構(gòu)建?；季S學(xué)理論體系的需要，也是有效進(jìn)行問(wèn)題解決的需要。?；季S基本原理以?；季S的本質(zhì)為基礎(chǔ)。?；季S的本質(zhì)在于把握“粒結(jié)構(gòu)”，在于把握最高的條理化和最大的完整性，在于對(duì)現(xiàn)有思維方式的超越。為了實(shí)現(xiàn)這一本質(zhì)，要求我們對(duì)任何問(wèn)題的分析均遵循在清晰的邏輯結(jié)構(gòu)下由簡(jiǎn)入繁、層層遞進(jìn)，直到把握每一個(gè)問(wèn)題、每一個(gè)要素。也就是說(shuō)，在?；季S中必須遵循系統(tǒng)原理、分解原理、聯(lián)想原理、粒化原理等四個(gè)方面的基本原理。

2.1 系統(tǒng)原理

所謂系統(tǒng)原理，就是運(yùn)用系統(tǒng)論的基本思想和方法指導(dǎo)思維活動(dòng)，解決和處理實(shí)際問(wèn)題。系統(tǒng)是相互聯(lián)系、相互依存、相互制約、相互作用的諸事物與完整過(guò)程所形成的統(tǒng)一體。系統(tǒng)論主張：全面地、整體地看問(wèn)題，而不是片面地、局部地看問(wèn)題；聯(lián)系地、連貫地看問(wèn)題，而不是孤立地、分割地看問(wèn)題；發(fā)展地、動(dòng)態(tài)地看問(wèn)題，而不是靜止地、凝固地看問(wèn)題。因此，人們?cè)谘芯繂?wèn)題時(shí)，往往不是著眼于問(wèn)題的各個(gè)組成部分，而是有意識(shí)地放大考察問(wèn)題的“視角”，將需要解決的問(wèn)題看作是一個(gè)整體。因此，從系統(tǒng)觀的角度對(duì)問(wèn)題進(jìn)行全面的考察和深入完整思考時(shí)，問(wèn)題是一個(gè)相對(duì)完整的系統(tǒng)，它有內(nèi)在的組成結(jié)構(gòu)。

2.2 分解原理

所謂分解原理，就是根據(jù)人類解決問(wèn)題的一般規(guī)律，將一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題分成若干個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單問(wèn)題后分而治之的思維方法。如果分解得到的子問(wèn)題相對(duì)來(lái)說(shuō)還太大，則可繼續(xù)將這些子問(wèn)題分成更小的同類型子問(wèn)題，直至產(chǎn)生方便求解的子問(wèn)題。一個(gè)復(fù)雜問(wèn)題的求解一般采取“自頂向下 逐層分解”的遞歸方式。把復(fù)雜問(wèn)題分解成許多容易解決的小問(wèn)題，許多小的問(wèn)題解決后，原來(lái)的問(wèn)題也就容易解決了。顯然，通過(guò)分解減小了問(wèn)題解決的復(fù)雜度，并使問(wèn)題的解決呈現(xiàn)一個(gè)清晰的過(guò)程。這種思路符合人類解決問(wèn)題的普遍規(guī)律，體現(xiàn)了先全局后局部、先整體后細(xì)節(jié)、先抽象后具體的逐步求精過(guò)程，邏輯結(jié)構(gòu)清晰，有利于正確性證明。

2.3 聯(lián)想原理

所謂聯(lián)想原理，就是運(yùn)用客觀事物是相互聯(lián)系的思想指導(dǎo)人們進(jìn)行由此及彼、觸類旁通的思維活動(dòng)，它遵循四種規(guī)律，即：接近律、類似律、對(duì)比律和因果律。聯(lián)想能夠克服兩事物在意義上的差距，并在另一意義上連接起來(lái)，從而產(chǎn)生一些新穎的思想和方法。在思維中經(jīng)常通過(guò)聯(lián)想，想到有關(guān)的原理、定理、原則和方法，提供解決問(wèn)題的可能。因此聯(lián)想思維是創(chuàng)造性思維的一種重要能力。

2.4 ?；?/h3>

所謂粒化原理，就是人類在認(rèn)識(shí)、推理和作決策中，將大量復(fù)雜的信息按其各自和特征和性能劃分成若干被稱為粒的塊、類、群或組等，形成一個(gè)多視角、多層次的粒結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)全局的分析。這種人類認(rèn)知的?；^(guò)程，就是對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的粒結(jié)構(gòu)性認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)化成自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。所謂認(rèn)知結(jié)構(gòu)，就是人們對(duì)對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的粒結(jié)構(gòu)性認(rèn)識(shí)按照自己的理解深度、廣度，結(jié)合著自己的感覺(jué)、知覺(jué)、記憶、思維、聯(lián)想等認(rèn)知特點(diǎn)，組成的一個(gè)具有內(nèi)部規(guī)律的整體結(jié)構(gòu)。因此，粒化思維的根本任務(wù)是能動(dòng)地建構(gòu)基于粒的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，以提高人類的問(wèn)題解決能力。由此表明，就其形態(tài)而言，認(rèn)知結(jié)構(gòu)是人們已獲得的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)在頭腦里的組織形式，這種組織形式反映了人們對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)內(nèi)化到人們頭腦里以后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

3 ?；季S是粒計(jì)算學(xué)科的主導(dǎo)思維

一門(mén)學(xué)科的思維邏輯，既要體現(xiàn)客觀世界和思維方式的要求，還要適合它的研究目標(biāo)的要求以及符合其自身的發(fā)展邏輯，如此，該門(mén)學(xué)科才能獲得良性、健康的發(fā)展。?；季S正是符合粒計(jì)算學(xué)科發(fā)展所有要求的思維方式。

3.1 客觀世界和思維方式的客觀要求

第一，客觀世界和思維方式具有層次性。由于客觀世界的本質(zhì)是由粒組成的，因而，客觀世界充滿了結(jié)構(gòu)和層次，它們體現(xiàn)在各種自然系統(tǒng)、社會(huì)系統(tǒng)和人工系統(tǒng)之中［4］。因此，人們對(duì)客觀世界的感知、理解、解釋和表示也是有結(jié)構(gòu)、分層次的。所以，客觀世界的結(jié)構(gòu)和人們的思維模式及行為方式是一致的。

第二，客觀世界和思維方式具有系統(tǒng)性?？陀^世界是由相互聯(lián)系、相互依存、相互制約、相互作用的諸?；氖挛锱c完整過(guò)程所形成的統(tǒng)一體。人們對(duì)所解決的問(wèn)題也是多視角、多層次的理解、概括和操作，形成了一個(gè)整體。所以，客觀世界的結(jié)構(gòu)和人們的思維模式和行為方式是系統(tǒng)的、完整的。

第三，客觀世界和思維方式具有因果性?？陀^世界的結(jié)構(gòu)是由其各個(gè)組成部分之間的有序搭配而有機(jī)組織在一起的，是有一定的因果關(guān)系的。而人們對(duì)所解決的問(wèn)題也是從一定的目標(biāo)出發(fā)，采取抓住主要特性而忽略不相關(guān)的細(xì)節(jié)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行不同層次的抽象后，將復(fù)雜問(wèn)題分解成若干小問(wèn)題分而治之，這樣人們的思維模式和行為方式是有一定的因果關(guān)系的。

正因?yàn)槿绱?，L.A.Zadeh將人類的認(rèn)知能力概括為：粒化、組織和因果推理［5］。?；菍⒁粋€(gè)整體分割成部分，每個(gè)部分是擁有相同、相似性質(zhì)的個(gè)體的集合。組織是將松散的個(gè)體聯(lián)在一起，形成有著內(nèi)在聯(lián)系的整體。因果推理是找出原因與結(jié)果之間的必然聯(lián)系。

粒計(jì)算學(xué)科的研究對(duì)象應(yīng)是粒的多層次結(jié)構(gòu)，因此，粒計(jì)算模型應(yīng)該能夠描述這三種能力。由于?；季S是以粒的多層次結(jié)構(gòu)為思維對(duì)象的，因此，在粒計(jì)算學(xué)科中體現(xiàn)客觀世界和思維方式的共性，就成為客觀世界和思維方式對(duì)粒計(jì)算學(xué)科的客觀要求。

正如Y.Y.Yao指出的那樣，“粒計(jì)算借助于其他學(xué)科的哲學(xué)思想和方法論，并將它們抽象成為與具體領(lǐng)域無(wú)關(guān)的方法和策略。它的獨(dú)特性體現(xiàn)在用系統(tǒng)的、結(jié)構(gòu)化的理解和方法來(lái)解決復(fù)雜問(wèn)題。對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的全面理解通常是多視角的，從每一個(gè)視角著眼的理解又是多層次的。由此可以得出，粒計(jì)算的過(guò)程就是對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的求解過(guò)程。它的結(jié)果表現(xiàn)為一個(gè)多視角、多層次的粒結(jié)構(gòu)。這個(gè)粒結(jié)構(gòu)是對(duì)此復(fù)雜問(wèn)題的系統(tǒng)且近似的描述和解答。”［4］

3.2 問(wèn)題解決的根本要求

粒計(jì)算的?；季S哲學(xué)思想只有當(dāng)其與具體實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合，變成人們認(rèn)識(shí)世界和改造世界的方法和策略時(shí)，其價(jià)值才能真正顯現(xiàn)出來(lái)。一方面要使粒計(jì)算的?；季S的普遍原理為現(xiàn)實(shí)生活的實(shí)踐服務(wù)，解決各種問(wèn)題；另一方面又要使粒計(jì)算的?；季S在實(shí)踐的基礎(chǔ)上得到豐富和發(fā)展［4］。

第一，問(wèn)題解決需要思維。

人們?cè)谏?、學(xué)習(xí)和工作中每時(shí)每刻都會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題。所謂問(wèn)題，指的是當(dāng)前狀態(tài)與理想狀態(tài)之間存在著的某種差異［6］，理想狀態(tài)就是目標(biāo)狀態(tài)。因此，問(wèn)題解決的過(guò)程就是人們?cè)O(shè)法消除當(dāng)前狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)之間差異的過(guò)程。也就是說(shuō)，問(wèn)題解決應(yīng)當(dāng)是從當(dāng)前狀態(tài)出發(fā)，不斷從一個(gè)狀態(tài)向另一個(gè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換直到目標(biāo)狀態(tài)以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的過(guò)程。人們自覺(jué)地、有目的地認(rèn)識(shí)和改造客觀世界所進(jìn)行的各種各樣的實(shí)踐活動(dòng)，都是在解決問(wèn)題，這是一種認(rèn)知活動(dòng)過(guò)程。正因?yàn)槿绱耍鉀Q問(wèn)題活動(dòng)自始至終都離不開(kāi)思維，都是在思維的指導(dǎo)下進(jìn)行的。

同時(shí)，在人類實(shí)踐和思維的發(fā)展過(guò)程中，特定條件下的人們總是在以往實(shí)踐的基礎(chǔ)上，不斷地提出新的問(wèn)題，設(shè)立新的目標(biāo)，然后再圍繞這些問(wèn)題、目標(biāo)而展開(kāi)思維。他們或者借助于已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，或者綜合這些知識(shí)經(jīng)驗(yàn)作出創(chuàng)造性設(shè)想，以探尋解決問(wèn)題的途徑、手段、措施、方式、辦法，為有效地解決這些問(wèn)題提供指導(dǎo)。因此，這些探索解決問(wèn)題的途徑的思維是圍繞著問(wèn)題而組織，是針對(duì)著目標(biāo)而展開(kāi)的。

第二，問(wèn)題解決需要有獨(dú)特的思維方法。

既然問(wèn)題解決需要各種各樣的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，而狀態(tài)的轉(zhuǎn)換需要施加一系列的各種各樣的活動(dòng)，因而可以這樣說(shuō)，問(wèn)題解決是對(duì)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題活動(dòng)的選擇與設(shè)計(jì)［6］。無(wú)論解決何種類型的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，都少不了要思考開(kāi)展什么樣的活動(dòng)、如何組合這些活動(dòng)以達(dá)到實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的目的。那么，如何標(biāo)識(shí)解決問(wèn)題的活動(dòng)呢？為了便于問(wèn)題解決的研究，我們規(guī)定，標(biāo)識(shí)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題活動(dòng)的基本單位是各種各樣的操作。所謂操作就是表示人們改變客觀對(duì)象活動(dòng)的基本單位，是人們通過(guò)自己的行為促使對(duì)象發(fā)生變化這一過(guò)程的計(jì)量單位［6］。

由于粒化思維是一種求解性思維，所以操作這種計(jì)量單位在?；季S中的表現(xiàn)形式就是粒。通過(guò)粒對(duì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的抽象、粒之間的關(guān)系、粒的分解和合成及?；蛘吡＜g的轉(zhuǎn)換來(lái)描述和解決問(wèn)題。因此，問(wèn)題解決需要一個(gè)邏輯化、?；乃季S過(guò)程。具體來(lái)說(shuō)，基于?；膯?wèn)題解決需要解決兩個(gè)任務(wù)：一是構(gòu)建問(wèn)題的粒結(jié)構(gòu)；二是在此粒結(jié)構(gòu)中進(jìn)行問(wèn)題求解。在某些情況中，這兩個(gè)任務(wù)的分界并不清晰。通常它們緊密聯(lián)系在一起，需要綜合考慮［4］。

第三，問(wèn)題解決需要有獨(dú)特的思維形式。

由于人們解決問(wèn)題的活動(dòng)總是表現(xiàn)為操作的形式，于是這就決定了粒化思維的基本思維形式不是概念、判斷和推理，而是計(jì)算學(xué)科中常用的概念──指令。所謂指令，就是人為規(guī)定的反映操作的一種思維描述形式。簡(jiǎn)單地說(shuō)，指令就是人為規(guī)定的反映操作的思維形式［6］。一條指令，就是要求實(shí)施一個(gè)或幾個(gè)操作，要求人們通過(guò)這個(gè)操作促使客觀世界由操作的起始狀態(tài)轉(zhuǎn)化為它的完成狀態(tài)。為便于描述，我們規(guī)定，一條指令就表示一個(gè)操作。由于操作是人們改變對(duì)象的活動(dòng)的基本單位，因此，指令就是對(duì)人們的這種活動(dòng)作出要求的思維形式［6］。比如“粒的描述”、“粒的分解”、“粒的轉(zhuǎn)換”等等操作反映到思維中作為一種描述形式，就是指令，它們都是反映操作的一種描述形式。在粒化思維中，表示人們改變客觀對(duì)象活動(dòng)的基本單位是粒，因此，?；季S的基本思維形式是各種各樣的粒化指令。

由于一個(gè)問(wèn)題的解決往往不是一個(gè)操作就可以完成的，而是需要一系列的操作，于是人們?cè)趩?wèn)題求解過(guò)程中，就經(jīng)常對(duì)指令進(jìn)行有機(jī)的組合，從而構(gòu)成一個(gè)指令序列，用以反映一個(gè)序列操作。這種反映一個(gè)序列操作的、表現(xiàn)為指令系列的思維形式，就是人們通常所說(shuō)的問(wèn)題解決方案，而在計(jì)算學(xué)科里稱為算法。按照方案或算法中規(guī)定的一個(gè)序列操作去實(shí)施，就可以達(dá)到解決問(wèn)題的目的。

粒計(jì)算學(xué)科作為集理論與實(shí)踐于一體的一門(mén)學(xué)科，必然要遵循發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程性的、層次性的規(guī)律。它通過(guò)選擇合適的粒，把復(fù)雜問(wèn)題抽象、劃分而轉(zhuǎn)化為若干較為簡(jiǎn)單的問(wèn)題，來(lái)尋找一種較好的、近似的解決方案，從而降低問(wèn)題求解的難度，達(dá)到解決問(wèn)題的目的。這也體現(xiàn)了粒計(jì)算學(xué)科的研究是過(guò)程性的、層次性的研究，符合解決問(wèn)題的規(guī)律。這就決定了粒計(jì)算學(xué)科的主導(dǎo)思維必然要以?；季S為核心指導(dǎo)思想，只有這樣，才能使粒計(jì)算學(xué)科的研究與問(wèn)題解決的規(guī)律保持一致，從而真正發(fā)揮出粒計(jì)算學(xué)科獨(dú)特的推動(dòng)問(wèn)題解決的功能。

3.3 粒計(jì)算學(xué)科存在與發(fā)展的內(nèi)在要求

目前，由于歷史的原因，粒計(jì)算還沒(méi)有一個(gè)自己的、很好的、統(tǒng)一的、通用的模型框架［7］，對(duì)它的研究暫時(shí)還要依賴于粗糙集、模糊集、商空間理論等各個(gè)具體的模型。能否為其建立一個(gè)統(tǒng)一的模型框架，使粒計(jì)算成為一門(mén)真正獨(dú)立的學(xué)科，學(xué)術(shù)界還沒(méi)有形成一致的意見(jiàn)。

粒計(jì)算是一種跨學(xué)科的研究，需要綜合各種具體學(xué)科和研究領(lǐng)域的成果，需要對(duì)各個(gè)不同學(xué)科和領(lǐng)域的共性進(jìn)行概括、總結(jié)和整理，形成對(duì)問(wèn)題求解的普遍適用的原理、方法和策略。所以，從內(nèi)容上來(lái)看，粒計(jì)算學(xué)科的內(nèi)容涉及到了粗糙集、模糊集、商空間理論、形式概念分析、人工智能等具體學(xué)科和領(lǐng)域，各個(gè)具體學(xué)科和領(lǐng)域的觀點(diǎn)異彩紛呈，同時(shí)各個(gè)具體模型和領(lǐng)域的組成成分有著不同的名稱和不同的內(nèi)容。這么多學(xué)科和領(lǐng)域的內(nèi)容通過(guò)抽取出他們的共性、摒棄其差異而聚合到一起，整合成一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，如果沒(méi)有一根主線，將它們有機(jī)組織在一起，那么其存在就是沒(méi)有必要的。

基于上述原因，只有從該門(mén)學(xué)科最深層的主導(dǎo)思維入手，才能確立該門(mén)學(xué)科的獨(dú)特地位。粒計(jì)算學(xué)科的獨(dú)特性就表現(xiàn)為主導(dǎo)思維與其他學(xué)科有所不同。雖然，粒計(jì)算學(xué)科的內(nèi)容是整合了其他學(xué)科的內(nèi)容，但是，由于其主導(dǎo)思維的不同，導(dǎo)致觀察、分析及解決原有問(wèn)題的角度發(fā)生了改變，從而使得本來(lái)熟悉的內(nèi)容變得很陌生了，而前所未知的東西越來(lái)越多起來(lái)了。由于觀察、分析整個(gè)世界的概念之網(wǎng)即主導(dǎo)思維更換了，使得粒計(jì)算學(xué)科的內(nèi)容與其整合學(xué)科的內(nèi)容發(fā)生了質(zhì)的變化。所以，正是主導(dǎo)思維的不同，才使粒計(jì)算學(xué)科真正成為一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，而粒化思維只有真正作用于粒計(jì)算學(xué)科之中，才能發(fā)揮其作用，使粒計(jì)算學(xué)科獨(dú)立于其他學(xué)科。所以，?；季S就成為粒計(jì)算學(xué)科存在與發(fā)展的內(nèi)在要求。

4 ?；季S對(duì)于粒計(jì)算學(xué)科具有重大意義

粒計(jì)算學(xué)科主導(dǎo)思維的確立，對(duì)于確立粒計(jì)算學(xué)科的獨(dú)特地位、推動(dòng)粒計(jì)算學(xué)科的研究與發(fā)展、拓展粒計(jì)算學(xué)科的應(yīng)用范圍等方面都具有重大而深遠(yuǎn)的意義。

第一，?；季S可以確立粒計(jì)算學(xué)科的獨(dú)特地位。

粒計(jì)算學(xué)科是一門(mén)新興的學(xué)科，如何加強(qiáng)學(xué)科建設(shè)，真正使其有別于其他學(xué)科，需要做深入的探討。任何一門(mén)學(xué)科都有屬于該門(mén)學(xué)科獨(dú)特的研究領(lǐng)域，都是從初始概念入手，逐步展開(kāi)和深化，從而形成一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科的。這些學(xué)科形成的過(guò)程無(wú)不蘊(yùn)涵著一種本質(zhì)主義的思維。而粒計(jì)算學(xué)科由于其內(nèi)容涉及到了更多的其他學(xué)科，目前還沒(méi)有自己獨(dú)特的研究領(lǐng)域，這就決定了它不能以其他學(xué)科建設(shè)為例而建，否則，就沒(méi)有自己的獨(dú)特性，學(xué)科存在的合法性就會(huì)遭到質(zhì)疑。因此，粒計(jì)算學(xué)科地位的確立只能另辟蹊徑，從主導(dǎo)思維入手。這樣，雖然粒計(jì)算學(xué)科的內(nèi)容抽取了其他學(xué)科的共性內(nèi)容，但由于主導(dǎo)思維的不同，雖是相同的內(nèi)容發(fā)揮的卻是不同的功能，其學(xué)科的獨(dú)特性就體現(xiàn)了出來(lái)。所以，明確粒化思維為粒計(jì)算學(xué)科的主導(dǎo)思維，并確立與之相適應(yīng)的研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、研究方法，才能確立粒計(jì)算學(xué)科的獨(dú)特地位，從而使粒計(jì)算學(xué)科獲得真正的發(fā)展。第二，粒化思維可以推動(dòng)粒計(jì)算學(xué)科的真正發(fā)展。

目前，粒計(jì)算學(xué)科在發(fā)展的過(guò)程中還有許多必須要逾越的障礙，也是粒計(jì)算領(lǐng)域未來(lái)研究和探索的主要方向。粒計(jì)算迄今還未有一個(gè)基于粒的統(tǒng)一的理論框架，這使得粒計(jì)算的不同研究者無(wú)法在公理化標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行討論，從而限制了粒計(jì)算的科學(xué)化；因?yàn)闆](méi)有一個(gè)統(tǒng)一的、具有嚴(yán)密內(nèi)在邏輯的粒分析范式，就不會(huì)使粒計(jì)算學(xué)科得到一致的認(rèn)可；因?yàn)闆](méi)有建立統(tǒng)一的粒化問(wèn)題求解的框架模型，不能從理論和實(shí)證上充分說(shuō)明各種具體模型的核心理論的局限性；因?yàn)闆](méi)有建立基于粒的核心信息處理模型，導(dǎo)致粒計(jì)算學(xué)科的應(yīng)用范圍受到很大的限制。

尤其是，粒計(jì)算學(xué)科不能像一些經(jīng)典的計(jì)算理論那樣，從一些基本的假設(shè)出發(fā)，在一個(gè)統(tǒng)一的框架下對(duì)客觀世界問(wèn)題給出一個(gè)全面的、令人滿意的解釋。粒計(jì)算學(xué)科解決問(wèn)題的方式基本上是依據(jù)各種具體模型在不同的情況下給出不同的假設(shè)，對(duì)不同的客觀問(wèn)題給出各自的解釋，而這種狀況顯然難以令人滿意。因此，怎樣建立一個(gè)能夠適應(yīng)不同狀態(tài)下統(tǒng)一的解決問(wèn)題的理論框架是粒計(jì)算學(xué)科目前面臨的最大挑戰(zhàn)。

因此，粒計(jì)算學(xué)科作為一個(gè)蓬勃發(fā)展的新興研究領(lǐng)域，要使其真正形成一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，仍然有許多工作要做。比如，建立基本理論框架；建立統(tǒng)一的、獨(dú)特的、具有嚴(yán)密內(nèi)在邏輯的分析范式；建立問(wèn)題求解的框架模型；建立基于粒的核心信息處理模型等等。

由于?；季S是粒計(jì)算學(xué)科的主導(dǎo)思維，這就決定了粒計(jì)算學(xué)科的內(nèi)涵是用?；挠^點(diǎn)認(rèn)知問(wèn)題、構(gòu)建問(wèn)題的粒結(jié)構(gòu)并解決問(wèn)題?；诹５睦碚摽蚣艿膭?chuàng)立建立，粒分析范式的構(gòu)建，?；瘑?wèn)題求解模型的創(chuàng)建，基于粒的核心信息處理模型的建立，這些都是?；季S的具體要求。正是這樣的學(xué)科體系，才能使學(xué)者積極、有效地參與到研究中來(lái)，從而真正推動(dòng)粒計(jì)算學(xué)科的發(fā)展。

第三，粒化思維可以拓展粒計(jì)算學(xué)科的應(yīng)用范圍。

粒計(jì)算方法的研究是近幾年人工智能領(lǐng)域中崛起的一個(gè)新方向，它用可行的滿意近似解替代精確解，改變了傳統(tǒng)的計(jì)算觀念，其主要思想是在不同的粒度層次上進(jìn)行問(wèn)題求解，在很大程度上體現(xiàn)了人類問(wèn)題求解過(guò)程中的智能。雖然粒計(jì)算方法的應(yīng)用已經(jīng)逐漸得到人們的認(rèn)可，但很多環(huán)節(jié)需要進(jìn)一步的探討和研究，如粒化標(biāo)準(zhǔn)、粒表示、合成的復(fù)雜度以及高效的實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題，這些工作都有待進(jìn)一步解決。

另外，粒計(jì)算是一個(gè)新興的領(lǐng)域，仍有許多應(yīng)用方面的研究處于理論探索階段。除了傳統(tǒng)的機(jī)器學(xué)習(xí)、知識(shí)獲取、數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域外，粒計(jì)算在圖像處理、智能控制、語(yǔ)義Web服務(wù)等眾多領(lǐng)域中的應(yīng)用有待人們進(jìn)一步研究。這些方面的應(yīng)用應(yīng)是粒計(jì)算發(fā)揮獨(dú)特功能的很好領(lǐng)域。因?yàn)橐环鶊D像的所有像素之間存在自然的粒結(jié)構(gòu)，可以用粒的運(yùn)算來(lái)描述這種結(jié)構(gòu)，進(jìn)而利用?；姆椒ń鉀Q數(shù)字圖像的相關(guān)問(wèn)題。

綜上所述，粒化思維可以拓展粒計(jì)算學(xué)科的應(yīng)用范圍。目前，一個(gè)當(dāng)務(wù)之急的研究課題就是如何將基于粒化思維的粒計(jì)算模型進(jìn)行推廣應(yīng)用，逐漸形成求解復(fù)雜問(wèn)題的有效粒計(jì)算模型方法體系。這種方法體系應(yīng)該是基于?；季S的集合論方法和邏輯方法有機(jī)統(tǒng)一、確定性推理和不確定性推理有機(jī)統(tǒng)一的綜合方法體系。

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A Research on Granulating Thinking

LI Hong1，2，3
（1.School of Information and Electrical Engineering，China University of Mining and Technology，Xuzhou 221008，China；2.School of Information Engineering，Suzhou University，Suzhou 234000，China；3.Laboratory of Intelligent Information Processing，Suzhou University，Suzhou 234000，China）

The paper first expounds the view that the objective world is the granulating one in nature，and for the first time puts forward the concept of granulating thinking──the human inherent thinking way.It then provides its five characteristics of systematization，hierarchy，openness，solution and innovation，and discusses its four basic principles of systematization，decomposition，association and granulation.With the requirements of the objective world，thinking modes，problem solving，and the existence and development of the discipline，it demonstrates that the granulating thinking is the leading thinking for granular computing discipline.Finally it shows that the leading thinking is of great significance to the development of granular computing discipline in terms of establishment of its unique position，promotion of its development and expansion of its field of application.

granulating；granulating thinking；granular computing；leading thinking

TP18

：A

：1673－1794（2010）05－0018－05

李 鴻（1965－），男，博士生，教授，碩士生導(dǎo)師，CCF會(huì)員（No.E20－0005202M），研究方向?yàn)橹悄苡?jì)算、算法設(shè)計(jì)與分析、人工智能等。

安徽高校省級(jí)自然科學(xué)研究重點(diǎn)項(xiàng)目（kj2007a129zc）

2010－05－12