?；季S研究

李 鴻

（1.中國礦業(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 智能信息處理實驗室，安徽 宿州234000）

粒化思維研究

李 鴻1，2，3

（1.中國礦業(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 智能信息處理實驗室，安徽 宿州234000）

本文首先闡明了客觀世界的本質(zhì)是粒化世界的觀點，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、開放性、求解性、創(chuàng)新性等五個特點，論述了?；季S的系統(tǒng)原理、分解原理、聯(lián)想原理、?；淼人膫€方面的基本原理，然后根據(jù)客觀世界、思維方式、問題解決、學(xué)科存在與發(fā)展等要求論證了?；季S是粒計算學(xué)科的主導(dǎo)思維，最后從確立本學(xué)科的獨特地位、推動本學(xué)科的發(fā)展和拓展本學(xué)科應(yīng)用范圍三個方面闡述了這一主導(dǎo)思維對粒計算學(xué)科的發(fā)展所具有的重大意義。

?；涣；季S；粒計算；主導(dǎo)思維

0 引言

每門學(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，就稱為該門學(xué)科的特殊的、內(nèi)在的思維邏輯。每門學(xué)科的思維邏輯好比計算機軟件中的“操作系統(tǒng)軟件”或“工具軟件”，決定了該門學(xué)科的基本面貌，對該門學(xué)科具有本體論的意義。粒計算學(xué)科也不例外，它也有其特殊的、內(nèi)在的思維邏輯，即粒化思維邏輯。因此，粒計算［1］學(xué)科作為一門新興的學(xué)科，必須以?；季S為其主導(dǎo)思維來構(gòu)建本學(xué)科的理論體系、分析范式、方法體系和核心計算模型，來確立本學(xué)科的獨特地位、推動本學(xué)科的發(fā)展和拓展本學(xué)科應(yīng)用范圍。因此，?；季S是粒計算學(xué)科的主導(dǎo)思維，而且?；季S是粒計算學(xué)科的四個基本要素之一［2］，同時粒計算學(xué)科的四個基本要素構(gòu)成了粒計算學(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算的這種主導(dǎo)思維問題。

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

1 ?；季S的內(nèi)涵及特點

1.1 客觀世界的本質(zhì)

粒在客觀世界中無時不在。粒是自人類有史以來就應(yīng)該存在并應(yīng)用于實踐的概念，因為它是人類日常生活中處理問題很自然的一種方法學(xué)。為了達到真正認識世界和改造世界的目的，人類每時每刻都處在發(fā)現(xiàn)、觀察、分析和解決問題的征途之中。人們在觀察、分析問題時，經(jīng)常會采取各種不同的方式。要么先總體觀察，后逐步細化，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；要么時而局部、時而總體，時而側(cè)面、時而綜合，即，時而對同一問題進行不同側(cè)面、不同局部的了解，然后進行綜合觀察、總體分析；時而綜合觀察、總體分析，后對不甚了解的側(cè)面、局部再進行觀察，直到達到應(yīng)有的目的?？傊?，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)對事物進行了解、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”對同一事物進行研究就體現(xiàn)了信息?；↖nformation Granulating）的思想。

粒在客觀世界中無處不在。粒是無處不在的?？梢哉f，人類生活在一個對客觀世界進行?；蟮氖澜缰小＠?，時間是無處不在的因素，時間?；殡S著人類生活的每次行動，大到一個國家的長遠戰(zhàn)略規(guī)劃，小到每個人的日常生活的安排，幾乎都是?；睦C。

綜上所述，客觀世界是由粒組成的，即客觀世界的本質(zhì)是粒化的。

1.2 ?；季S的內(nèi)涵

人類認識、推理和作決策都是在大量的信息中進行的。人類在解決和處理大量復(fù)雜信息問題時，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單的塊，而每個如此劃分出來的塊被看成一個粒（granule）。這種處理信息的過程，就被稱作信息?；╣ranulating）。如候車室問題的信息粒，就是按所乘列車的區(qū)間、車次、等級等而將候車室劃分若干塊，其每一塊將安排乘坐同一區(qū)間或同一車次或同一等級列車的乘客候車。這里所說的塊也就是粒，這里提及的劃分就是一種特殊的?；＿@是一個通俗的候車室問題的信息粒例子。就廣泛的意義而言，粒涉及整體到部分的劃分。因此，信息粒化是人類在解決處理和存儲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，同時簡化人們對物理世界和虛擬世界的認識。從這個意義上說，?；侨祟愓J識問題、分析問題和解決問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。?；倪^程是改造的過程，是思維產(chǎn)生飛躍的過程，所以，粒化可以活躍人們的思維，鍛造人們對事物整體把握的能力。所以，?；季S就是以多層次的粒結(jié)構(gòu)為思維對象，以積極建構(gòu)現(xiàn)實問題的多層次粒結(jié)構(gòu)為思維過程，力求找出具有普遍意義的基本規(guī)律和規(guī)則，進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、以及人類行為理解等涵蓋粒計算學(xué)科之廣度的一系列思維活動。

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

1.3 ?；季S的特點

?；季S表現(xiàn)出以下五個方面的特點：

第一，它是一種系統(tǒng)性思維。由于客觀世界的結(jié)構(gòu)是由事物的各個組成部分之間的有序搭配而形成的，就必須對對象和問題做全面完整的思考，從各個方面的相互聯(lián)系中尋找用粒化的方法問題解決的最佳途徑，這是?；季S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。?；季S多視角、全方位看問題，按照從已知到未知、從具體到抽象、從現(xiàn)象到本質(zhì)、從簡單到復(fù)雜的順序逐漸深化的過程，是人類主動建構(gòu)認知結(jié)構(gòu)的過程。反映了人類解決復(fù)雜問題和認識復(fù)雜對象的能力。?；季S所表達的認知結(jié)構(gòu)精煉簡潔，重點或關(guān)鍵點突出，思維層次鮮明，思維過程扼要清晰，形象流暢，反映了人類認識復(fù)雜對象和問題的本質(zhì)的能力。

第三，它是一種開放性思維。粒化思維為了能最大限度地獲取信息以解決問題，表現(xiàn)了思維活動的無阻礙性、發(fā)散性和時空跨度。表現(xiàn)在空間上，就是既要向內(nèi)看，又要向外看，從一個目標出發(fā)，對對象和問題做充分聯(lián)想，沿著各種不同途徑尋求各種答案，啟發(fā)了對對象認識的思路和解決問題的線索，拓展了問題解決的視野，反映了思維的開放性，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，還對未來充滿了預(yù)見。

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

第五，它是一種創(chuàng)新性思維。?；季S以新穎獨特的方法解決問題，問題解決要經(jīng)歷一定的過程?！皢栴}解決”的過程是一個充斥矛盾和曲折的過程。在這個過程中，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)新的精神去分析問題和尋找問題解決的途徑。正是在這樣的過程中，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，?；季S還是一種創(chuàng)新性思維。

?；季S的五個特點在一定程度上說明了粒化思維方式的邏輯脈絡(luò)。在粒化思維的視閾下，在進行問題求解、系統(tǒng)設(shè)計、以及人類行為理解等各方面的事務(wù)時，要站在整體的角度認識問題，遵循啟發(fā)性的原則，通過對問題的理解和分析，充分利用已有的認知結(jié)構(gòu)透徹地認識問題，合理的分解問題，循序漸進，逐步求精，從而進一步完善自己的認知結(jié)構(gòu)，全面完整地對問題進行系統(tǒng)思考和解決。這樣，系統(tǒng)性、層次性、開放性、求解性、創(chuàng)新性就必然蘊涵在?；季S中。?；季S方法是科學(xué)思維方法。

2 ?；季S的基本原理

粒化思維的基本原理是?；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)建粒化思維學(xué)理論體系的需要，也是有效進行問題解決的需要。?；季S基本原理以粒化思維的本質(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，在于對現(xiàn)有思維方式的超越。為了實現(xiàn)這一本質(zhì)，要求我們對任何問題的分析均遵循在清晰的邏輯結(jié)構(gòu)下由簡入繁、層層遞進，直到把握每一個問題、每一個要素。也就是說，在粒化思維中必須遵循系統(tǒng)原理、分解原理、聯(lián)想原理、粒化原理等四個方面的基本原理。

2.1 系統(tǒng)原理

所謂系統(tǒng)原理，就是運用系統(tǒng)論的基本思想和方法指導(dǎo)思維活動，解決和處理實際問題。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程所形成的統(tǒng)一體。系統(tǒng)論主張：全面地、整體地看問題，而不是片面地、局部地看問題；聯(lián)系地、連貫地看問題，而不是孤立地、分割地看問題；發(fā)展地、動態(tài)地看問題，而不是靜止地、凝固地看問題。因此，人們在研究問題時，往往不是著眼于問題的各個組成部分，而是有意識地放大考察問題的“視角”，將需要解決的問題看作是一個整體。因此，從系統(tǒng)觀的角度對問題進行全面的考察和深入完整思考時，問題是一個相對完整的系統(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)人類解決問題的一般規(guī)律，將一個復(fù)雜問題分成若干個相對簡單問題后分而治之的思維方法。如果分解得到的子問題相對來說還太大，則可繼續(xù)將這些子問題分成更小的同類型子問題，直至產(chǎn)生方便求解的子問題。一個復(fù)雜問題的求解一般采取“自頂向下 逐層分解”的遞歸方式。把復(fù)雜問題分解成許多容易解決的小問題，許多小的問題解決后，原來的問題也就容易解決了。顯然，通過分解減小了問題解決的復(fù)雜度，并使問題的解決呈現(xiàn)一個清晰的過程。這種思路符合人類解決問題的普遍規(guī)律，體現(xiàn)了先全局后局部、先整體后細節(jié)、先抽象后具體的逐步求精過程，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，就是運用客觀事物是相互聯(lián)系的思想指導(dǎo)人們進行由此及彼、觸類旁通的思維活動，它遵循四種規(guī)律，即：接近律、類似律、對比律和因果律。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，從而產(chǎn)生一些新穎的思想和方法。在思維中經(jīng)常通過聯(lián)想，想到有關(guān)的原理、定理、原則和方法，提供解決問題的可能。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?；恚褪侨祟愒谡J識、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，形成一個多視角、多層次的粒結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)對全局的分析。這種人類認知的粒化過程，就是對現(xiàn)實問題的粒結(jié)構(gòu)性認識轉(zhuǎn)化成自己的認知結(jié)構(gòu)。所謂認知結(jié)構(gòu)，就是人們對對現(xiàn)實問題的粒結(jié)構(gòu)性認識按照自己的理解深度、廣度，結(jié)合著自己的感覺、知覺、記憶、思維、聯(lián)想等認知特點，組成的一個具有內(nèi)部規(guī)律的整體結(jié)構(gòu)。因此，?；季S的根本任務(wù)是能動地建構(gòu)基于粒的認知結(jié)構(gòu)，以提高人類的問題解決能力。由此表明，就其形態(tài)而言，認知結(jié)構(gòu)是人們已獲得的知識和經(jīng)驗在頭腦里的組織形式，這種組織形式反映了人們對問題的認識內(nèi)化到人們頭腦里以后的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。

3 ?；季S是粒計算學(xué)科的主導(dǎo)思維

一門學(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的要求以及符合其自身的發(fā)展邏輯，如此，該門學(xué)科才能獲得良性、健康的發(fā)展。?；季S正是符合粒計算學(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)、社會系統(tǒng)和人工系統(tǒng)之中［4］。因此，人們對客觀世界的感知、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完整過程所形成的統(tǒng)一體。人們對所解決的問題也是多視角、多層次的理解、概括和操作，形成了一個整體。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)是由其各個組成部分之間的有序搭配而有機組織在一起的，是有一定的因果關(guān)系的。而人們對所解決的問題也是從一定的目標出發(fā)，采取抓住主要特性而忽略不相關(guān)的細節(jié)對問題進行不同層次的抽象后，將復(fù)雜問題分解成若干小問題分而治之，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。

正因為如此，L.A.Zadeh將人類的認知能力概括為：粒化、組織和因果推理［5］。?；菍⒁粋€整體分割成部分，每個部分是擁有相同、相似性質(zhì)的個體的集合。組織是將松散的個體聯(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。

粒計算學(xué)科的研究對象應(yīng)是粒的多層次結(jié)構(gòu)，因此，粒計算模型應(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)為思維對象的，因此，在粒計算學(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粒計算學(xué)科的客觀要求。

正如Y.Y.Yao指出的那樣，“粒計算借助于其他學(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)域無關(guān)的方法和策略。它的獨特性體現(xiàn)在用系統(tǒng)的、結(jié)構(gòu)化的理解和方法來解決復(fù)雜問題。對復(fù)雜問題的全面理解通常是多視角的，從每一個視角著眼的理解又是多層次的。由此可以得出，粒計算的過程就是對復(fù)雜問題的求解過程。它的結(jié)果表現(xiàn)為一個多視角、多層次的粒結(jié)構(gòu)。這個粒結(jié)構(gòu)是對此復(fù)雜問題的系統(tǒng)且近似的描述和解答?！保?］

3.2 問題解決的根本要求

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

第一，問題解決需要思維。

人們在生活、學(xué)習(xí)和工作中每時每刻都會遇到各種各樣的問題。所謂問題，指的是當前狀態(tài)與理想狀態(tài)之間存在著的某種差異［6］，理想狀態(tài)就是目標狀態(tài)。因此，問題解決的過程就是人們設(shè)法消除當前狀態(tài)與目標狀態(tài)之間差異的過程。也就是說，問題解決應(yīng)當是從當前狀態(tài)出發(fā)，不斷從一個狀態(tài)向另一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換直到目標狀態(tài)以實現(xiàn)目標的過程。人們自覺地、有目的地認識和改造客觀世界所進行的各種各樣的實踐活動，都是在解決問題，這是一種認知活動過程。正因為如此，解決問題活動自始至終都離不開思維，都是在思維的指導(dǎo)下進行的。

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

第二，問題解決需要有獨特的思維方法。

既然問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，因而可以這樣說，問題解決是對解決現(xiàn)實問題活動的選擇與設(shè)計［6］。無論解決何種類型的現(xiàn)實問題，都少不了要思考開展什么樣的活動、如何組合這些活動以達到實現(xiàn)目標的目的。那么，如何標識解決問題的活動呢？為了便于問題解決的研究，我們規(guī)定，標識解決現(xiàn)實問題活動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象活動的基本單位，是人們通過自己的行為促使對象發(fā)生變化這一過程的計量單位［6］。

由于?；季S是一種求解性思維，所以操作這種計量單位在?；季S中的表現(xiàn)形式就是粒。通過粒對現(xiàn)實問題的抽象、粒之間的關(guān)系、粒的分解和合成及?；蛘吡＜g的轉(zhuǎn)換來描述和解決問題。因此，問題解決需要一個邏輯化、?；乃季S過程。具體來說，基于?；膯栴}解決需要解決兩個任務(wù)：一是構(gòu)建問題的粒結(jié)構(gòu)；二是在此粒結(jié)構(gòu)中進行問題求解。在某些情況中，這兩個任務(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，問題解決需要有獨特的思維形式。

由于人們解決問題的活動總是表現(xiàn)為操作的形式，于是這就決定了?；季S的基本思維形式不是概念、判斷和推理，而是計算學(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。簡單地說，指令就是人為規(guī)定的反映操作的思維形式［6］。一條指令，就是要求實施一個或幾個操作，要求人們通過這個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操作。由于操作是人們改變對象的活動的基本單位，因此，指令就是對人們的這種活動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?；季S中，表示人們改變客觀對象活動的基本單位是粒，因此，?；季S的基本思維形式是各種各樣的?；噶?。

由于一個問題的解決往往不是一個操作就可以完成的，而是需要一系列的操作，于是人們在問題求解過程中，就經(jīng)常對指令進行有機的組合，從而構(gòu)成一個指令序列，用以反映一個序列操作。這種反映一個序列操作的、表現(xiàn)為指令系列的思維形式，就是人們通常所說的問題解決方案，而在計算學(xué)科里稱為算法。按照方案或算法中規(guī)定的一個序列操作去實施，就可以達到解決問題的目的。

粒計算學(xué)科作為集理論與實踐于一體的一門學(xué)科，必然要遵循發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程性的、層次性的規(guī)律。它通過選擇合適的粒，把復(fù)雜問題抽象、劃分而轉(zhuǎn)化為若干較為簡單的問題，來尋找一種較好的、近似的解決方案，從而降低問題求解的難度，達到解決問題的目的。這也體現(xiàn)了粒計算學(xué)科的研究是過程性的、層次性的研究，符合解決問題的規(guī)律。這就決定了粒計算學(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，才能使粒計算學(xué)科的研究與問題解決的規(guī)律保持一致，從而真正發(fā)揮出粒計算學(xué)科獨特的推動問題解決的功能。

3.3 粒計算學(xué)科存在與發(fā)展的內(nèi)在要求

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

粒計算是一種跨學(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，需要對各個不同學(xué)科和領(lǐng)域的共性進行概括、總結(jié)和整理，形成對問題求解的普遍適用的原理、方法和策略。所以，從內(nèi)容上來看，粒計算學(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，各個具體學(xué)科和領(lǐng)域的觀點異彩紛呈，同時各個具體模型和領(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)容通過抽取出他們的共性、摒棄其差異而聚合到一起，整合成一門獨立的學(xué)科，如果沒有一根主線，將它們有機組織在一起，那么其存在就是沒有必要的。

基于上述原因，只有從該門學(xué)科最深層的主導(dǎo)思維入手，才能確立該門學(xué)科的獨特地位。粒計算學(xué)科的獨特性就表現(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、分析及解決原有問題的角度發(fā)生了改變，從而使得本來熟悉的內(nèi)容變得很陌生了，而前所未知的東西越來越多起來了。由于觀察、分析整個世界的概念之網(wǎng)即主導(dǎo)思維更換了，使得粒計算學(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，才使粒計算學(xué)科真正成為一門獨立的學(xué)科，而?；季S只有真正作用于粒計算學(xué)科之中，才能發(fā)揮其作用，使粒計算學(xué)科獨立于其他學(xué)科。所以，?；季S就成為粒計算學(xué)科存在與發(fā)展的內(nèi)在要求。

4 ?；季S對于粒計算學(xué)科具有重大意義

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

第一，?；季S可以確立粒計算學(xué)科的獨特地位。

粒計算學(xué)科是一門新興的學(xué)科，如何加強學(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。任何一門學(xué)科都有屬于該門學(xué)科獨特的研究領(lǐng)域，都是從初始概念入手，逐步展開和深化，從而形成一門獨立的學(xué)科的。這些學(xué)科形成的過程無不蘊涵著一種本質(zhì)主義的思維。而粒計算學(xué)科由于其內(nèi)容涉及到了更多的其他學(xué)科，目前還沒有自己獨特的研究領(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，就沒有自己的獨特性，學(xué)科存在的合法性就會遭到質(zhì)疑。因此，粒計算學(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)科的獨特性就體現(xiàn)了出來。所以，明確?；季S為粒計算學(xué)科的主導(dǎo)思維，并確立與之相適應(yīng)的研究目標、研究內(nèi)容、研究方法，才能確立粒計算學(xué)科的獨特地位，從而使粒計算學(xué)科獲得真正的發(fā)展。第二，?；季S可以推動粒計算學(xué)科的真正發(fā)展。

目前，粒計算學(xué)科在發(fā)展的過程中還有許多必須要逾越的障礙，也是粒計算領(lǐng)域未來研究和探索的主要方向。粒計算迄今還未有一個基于粒的統(tǒng)一的理論框架，這使得粒計算的不同研究者無法在公理化標準下進行討論，從而限制了粒計算的科學(xué)化；因為沒有一個統(tǒng)一的、具有嚴密內(nèi)在邏輯的粒分析范式，就不會使粒計算學(xué)科得到一致的認可；因為沒有建立統(tǒng)一的?；瘑栴}求解的框架模型，不能從理論和實證上充分說明各種具體模型的核心理論的局限性；因為沒有建立基于粒的核心信息處理模型，導(dǎo)致粒計算學(xué)科的應(yīng)用范圍受到很大的限制。

尤其是，粒計算學(xué)科不能像一些經(jīng)典的計算理論那樣，從一些基本的假設(shè)出發(fā)，在一個統(tǒng)一的框架下對客觀世界問題給出一個全面的、令人滿意的解釋。粒計算學(xué)科解決問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)，對不同的客觀問題給出各自的解釋，而這種狀況顯然難以令人滿意。因此，怎樣建立一個能夠適應(yīng)不同狀態(tài)下統(tǒng)一的解決問題的理論框架是粒計算學(xué)科目前面臨的最大挑戰(zhàn)。

因此，粒計算學(xué)科作為一個蓬勃發(fā)展的新興研究領(lǐng)域，要使其真正形成一門獨立的學(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、獨特的、具有嚴密內(nèi)在邏輯的分析范式；建立問題求解的框架模型；建立基于粒的核心信息處理模型等等。

由于?；季S是粒計算學(xué)科的主導(dǎo)思維，這就決定了粒計算學(xué)科的內(nèi)涵是用粒化的觀點認知問題、構(gòu)建問題的粒結(jié)構(gòu)并解決問題。基于粒的理論框架的創(chuàng)立建立，粒分析范式的構(gòu)建，?；瘑栴}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，從而真正推動粒計算學(xué)科的發(fā)展。

第三，?；季S可以拓展粒計算學(xué)科的應(yīng)用范圍。

粒計算方法的研究是近幾年人工智能領(lǐng)域中崛起的一個新方向，它用可行的滿意近似解替代精確解，改變了傳統(tǒng)的計算觀念，其主要思想是在不同的粒度層次上進行問題求解，在很大程度上體現(xiàn)了人類問題求解過程中的智能。雖然粒計算方法的應(yīng)用已經(jīng)逐漸得到人們的認可，但很多環(huán)節(jié)需要進一步的探討和研究，如?；瘶藴?、粒表示、合成的復(fù)雜度以及高效的實現(xiàn)等問題，這些工作都有待進一步解決。

另外，粒計算是一個新興的領(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)的機器學(xué)習(xí)、知識獲取、數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域外，粒計算在圖像處理、智能控制、語義Web服務(wù)等眾多領(lǐng)域中的應(yīng)用有待人們進一步研究。這些方面的應(yīng)用應(yīng)是粒計算發(fā)揮獨特功能的很好領(lǐng)域。因為一幅圖像的所有像素之間存在自然的粒結(jié)構(gòu)，可以用粒的運算來描述這種結(jié)構(gòu)，進而利用粒化的方法解決數(shù)字圖像的相關(guān)問題。

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

［1］Zadeh LA.Some reflections on soft computing，granular computing and their roles in the conception［M］.design and utilization of information／intelligent systems／／Soft Computing.Berlin：Springer－Verlag，1998：23－25.

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［6］張義生.應(yīng)重視研究解決問題的邏輯［J］.南京社會科學(xué)，1997，（12）：46～50.

［7］Yao，Y.Y.A Unified Framework of Granular Computing，in：Pedrycz，W.，Skowron，A.and Kreinovich，V.（Eds.）［M］.Handbook of Granular Computing，Wiley，2008：401－410.

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會員（No.E20－0005202M），研究方向為智能計算、算法設(shè)計與分析、人工智能等。

安徽高校省級自然科學(xué)研究重點項目（kj2007a129zc）

2010－05－12