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1.系统的主要组成正如上文所述，专家系统的强大之处在于其可以利用某一领域的专家知识，模拟专家决策时候的决策方式以及相应的推理和判断方式来解决某一领域中出现的诸多问题。在电子商务个性化推荐系统中应用专家系统这一程序，首先应该确定专家系统的主要领域以及相关的信息知识内容。具体来讲，电子商务个性化推荐系统中专家系统应该包含的领域和知识内容应该包括消费领域以及心理领域等等，其具体的知识内容应该包括电子商务客户的行为需求特征分析、电子商务客户的行为适宜行为需求特征分析、电子商务客户的决策行为需求特征分析等等，而专家系统在电子商务个性化推荐系统中的主要应用流程应该包括消费者描述自身的需求、专家系统分析适合消费者的需求、专家系统提取相应的产品信息满足消费者的需求以及专家系统在最后的过程中对于产品的优点介绍和竞争优势介绍等等，为消费者的最终决策提供信息帮助。根据上述分析，基于专家系统的电子商务个性化推荐系统的主要结构应该包含专家系统的核心规则数据库（静态数据库）和电子商务网站的商品数据库以及客户数据库（动态数据库），同时使用咨询子系统、规则子系统以及结果子系统来实现专家系统核心规则数据库以及电子商务网站动态数据库之间的有效衔接和运用。
2.专家系统核心规则数据库逻辑上个性化推荐系统的静态数据库可以使用专家系统的核心规则数据库作为程序建立的核心内容，用来存放专家系统运行的领域知识结构以及内容，并设置相应的辅助参数保证专家系统核心规则数据库的良好运行。规则特性每一个规则包括四个特性，例如PREMISE规则的前提部分、ACTION规则的操作部分等等，同时注意CATEGORY规则按照上下文分类，每条规则只能用于某几个上下文，以便调用；设置参数每个设置参数应该各自存储一组属性，用来咨询以及程序调用，同时规定好每一个参数的参数组名称、参数取值范围、参数的类型结构。动态数据库电子商务网站的用户数据库以及产品数据库都隶属于动态数据库的存储范围，每一次客户登录或者登出的过程中，电子商务网站的动态数据库都会随之实时更新一次，添加相应的动态数据内容。动态数据库对数据的主要存储方式是根据相关对象、相关对象的具体属性以及相关对象的具体参数数值（对象可信度、对象参数、对象跟踪次数）来确定对该对象的信息存储、追踪和使用过程。
3.电子商务用户数据库电子商务用户数据库的存储信息主要是商务网站浏览和登录登出过程中各个用户的主要信息，包括用户的性别、年龄、职位、爱好、收藏、收入、购物经历以及其他相关信息等等。电子商务商品数据库电子商务商品数据库的存储信息主要是诸多网站商户的产品细细，包括产品的名称、品牌、价格、尺寸、重量、功能、材料、生产日期、保质期、售后服务以及其他相关的产品信息等等。资讯子系统资讯子系统的主要功能是根据客户在电子商务网站上的登录、访问、收藏、购物等一系列信息对网站的客户数据库提供对客户的定位信息，更好的做好客户个性化产品的推荐工作，同时有效的满足客户产品咨询的功能。规则子系统规则子系统的主要功能是专家系统的核心规则内容，专家智能系统能够凭借自身的核心规则以及规则子系统的有效连接来实现客户的产品推荐工作结果子系统结果子系统的主要功能是记录客户浏览、咨询以及最终购买的过程，为客户的可信度数值提供相应的资讯信息，并记录下客户本次的操作内容，为客户的下次购买提供信息支持。
二、结语
生长环境的好坏决定着农产品的质量，植物的健康成长更是与其环境息息相关。除此之外，自然因素对植物的生长有着决定性的作用，最主要的则表现在：光线的强度及阳光照射时间的长短、土壤环境、二氧化碳浓度、水分的控制等等，这些都共同决定了植物的生长状况。现代科学技术还可以在一定程度上改变植物的生长环境，通过改变其土壤中的养分及空气中二氧化碳的浓度，来对植物的正常生长环境进行合理的控制，通过这种方法可以在某种程度上提高果实的结果率，再利用现代化生物技术等来提高农产品质量，从而为企业迎来更好的发展。
2物联网技术的实施方案
2.1传感器单元物联网技术农业专家系统想要获得更好的应用效果，在传感器方面，需要做到对症有效。
2.1.1气体温度传感器在国外的先进国家这种传感器技术已相对纯熟。我国主要采用瑞士公司推出的单片数字温湿度传感器，来对空气温度进行传感探究。这种高端传感产品具有可靠性和稳定性等特点，可以在一定程度上大幅降低了获取数据的难度，并有效增强了其抗干扰能力，做到低能耗、高灵敏、高性价比等特点。在实际的农业栽培培养技术中，可以利用这种气体温湿度传感器来更加准确的获取环境信息，并为以后的农作物生长提供相应的材料资源。
2.1.2土壤水分温度传感器该传感器主要利用时域反射原理进行设计，并通过将其埋藏在土壤的方法，更好地检测土壤中水分的分布情况。土壤水分温度传感器可以与采集器结合使用，利用这2种现代科技可以对土壤中各种理化性状、气温变化及人为水分管理进行合理化监测。除此之外，这种传感器可适用于各种土壤环境，并对其土壤水分情况进行精确的判断，并将数据及时上传到数据库中，以便人们对其合理控制。
2.1.3光照传感器这种传感器的主要特点在于，其体型较小、使用时间长、密封性好、精准性高、可控效果好，可以更好地抵御因自然环境造成的干扰，从而对现代温室环境进行合理监测。
2.2数据采集单元
2.2.1无线传感器采集器通过传输数据的方式将采集器所采集到的信息及时传送到管理系统当中，使人们可以在第一时间对农作物生长情况做出准确的监测及处理。采集器主要包括数据采集和传输2方面，其特点则表现在安装简便、使用成本低等。对采集器的电路本身而言，其主要包括信息处理电路、复位电路、A/D/D/A转换器、晶振电路、显示电路等等。
2.2.2多通道无线数据采集器这种多通道数据采集器可以采集多种信号，而信号则主要表现在物理模拟信号和数字信号2种。通过这种采集方式可以有效解决传统的人力、物力和资源等问题，除此之外，还具有防水、防晒、安全采集、防雷击等优点。物联网农业专家系统可以实现在数据上的多种显示技术，在数据采集、打印、存储等方面更是具有突出的特点。
3结论
〔关键词〕知识图谱；专家系统；发展轨迹
DOI：10．3969／j．issn．1008－0821．2012．02．040
〔中图分类号〕G250.71 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008－0821（2012）02－0159－08
Knowledge-based Expert System Development Overview MapLiao Yi
（Political Department，National University of Defense Technology，Changsha 410073，China）
〔Abstract〕Artificial intelligence expert system is the most important and most active areas of an application,which implements the artificial intelligence research from theory to practice,turning from the general reasoning strategies of a major breakthrough in the use of expertise.This chronological order,the expert system into the 1980s before the 1980s,1990s,2000,after four stages.Articles using bibliometric methods,analysis of the expert system development process,development and trends,pointing out that the current phase is the development of expert systems,expert systems into a variety of commercial operation,need to address the knowledge acquisition bottleneck,matching conflicts and other issues for expert systems to understand and master the subject structure,evolution,development and so provide an unique perspective and knowledge.
〔Key words〕knowledge maps;expert systems;the development trajectory
专家系统作为人工智能的一个重要分支，发展已经超过50年，在很多应用领域都获得了广泛使用，取得了丰硕成果。本文运用文献计量这一独特视角对专家系统进行了再回顾和再分析，将智能科技划分为初创期、成长期、低谷期、发展期，利用词频分析、共引分析、作者共现分析等方法揭示专家系统的学科结构、影响程度、关键节点与时间点等重要而独特的知识，为了解和掌握专家系统的发展与演化过程提供了独特视角。
1 数据来源
SCI（Science Citation Index）是美国科学情报研究所ISI（Institute for Science Information）出版的期刊文献检索工具，所收录的文献覆盖了全世界最重要和最有影响力的研究成果，成为世界公认的自然科学领域最为重要的评价工具。本文以Web of Science中的SCI数据库为数据来源，选用高级检索方式，以“Expert System/Experts System”作为主题词，于2011年5月在Web of Secience中进行检索，一共检索到14 500篇相关文献记录。获得的年度分布如图1。所示。虽然，专家系统研究从20世纪五六十年代就开始了，但是从图1可以看出直到1982年才有主题词与专家系统相关的论文出现。图1表明1991年左右，专家系统相关论文达到了峰值，但随后呈逐年下降的趋势。到1999年，只有494篇。但21世纪开始，专家系统相关论文又出现了增加的趋势，并维持在一个稳定的水平中。图1 专家系统在SCI数据库文献发表年度变化情况
2012年2月第32卷第2期基于知识图谱的专家系统发展综述Feb.，2012Vol.32 No.22 专家系统前40年的发展
本文利用基于JAVA平台的引文分析可视化软件Citespace，首先设定时间跨度为1950-1991年，时间切片长度为1年，聚类方式为共被引聚类（Cited Reference），阈值选择为（2，2，20）、（3，3，20）、（3，3，20）。Citespace得出这些引文的时间跨度为1950－1990年，可以绘制出该时间段的专家系统论文时区分布图，如图2所示。我们以年代先后为序，将20世纪80年代以前作为第一阶段，80年代至90年代作为第二阶段。图2 1950-1991年各年度专家系统论文之间的时区分布图
2.1 专家系统起源时期
根据图2显示，这段时期有7个突出节点，既有7位代表人物。第一个节点代表的是“人工智能之父”――英国著名科学家阿兰・麦席森・图灵（Alan Mathison Turing），他于1950年在《心灵》杂志上《计算机器与智能》，提出了著名的“图灵测试”，探讨了机器智能的可能性，为后来的人工智能科学提供了开创性的构思［1］。
第二个节点代表的是美国工程院院士、加州大学扎德（LA.Zadeh）教授，他于1965年在《信息与控制》杂志第8期上发表题为《模糊集》的论文，提出模糊集合理论，给出了模糊性现象定量描述和分析运算的方法，从而诞生了模糊数学。1978年，扎德教授提出了“可能性理论”，将不确定性理解为可能性，为模糊集理论建立了一个实际应用上的理论框架，这也被认为是模糊数学发展的第二个里程碑。同年，国际性期刊《International Journal of Fuzzy Sets and System》诞生，这使得模糊理论得到普遍承认，理论研究高速发展，实际应用迅速推广。
第三个节点代表的美国两院院士、卡内基-梅隆大学教授艾伦・纽厄尔（Allen Newell），1972年，他出版了《人怎样解题》（Human Problem Solving)一书，书中描述了他和西蒙试图建立一个计算机化的“通用问题求解器”的历程：20世纪50年代，他们发现，人类的问题解决，在一定知识领域内可以通过计算机实现，所以他们开始用计算机编程来解决问题，1956年，他们研发出了逻辑理论家和通用问题求解器（General Problem Solver），并建立了符号主义人工智能学派。我们可以看出，这本书是对他以前所作工作的总结与归纳，而逻辑理论家和通用问题求解器正是专家系统的雏形，为专家系统的出现奠定了坚实的基础。
但是艾伦・纽厄尔的尝试无法解决大的实际问题，也很难把实际问题改造成适合于计算机解决的形式，并且对于解题所需的巨大搜索空间也难于处理。为此，美国国家工程院院士、斯坦福大学教授费根鲍姆（E.A.Feigenbaum）等人在总结通用问题求解系统成功与失败的经验基础上，结合化学领域的专门知识，于1965年研制了世界上第一个专家系统dendral，可以推断化学分子结构。专家系统进入了初创期，其代表有dendral、macsyma（数学专家系统）等，第一代专家系统以高度专业化、求解专门问题的能力强为特点，向人们展示了人工智能应用的广阔前景［2］。
第四个节点代表人物是美国麻省理工学院著名的人工智能学者明斯基（Minsky）。1975年，他在论文《表示知识的框架》(A Framework for Representating Knowledge，McGraw-Hill)中提出了框架理论，框架理论的核心是以框架这种形式来表示知识。理论提出后，在人工智能界引起了极大的反响，并成为了基于框架的专家系统的理论基础，基于框架的专家系统适合于具有固定格式的事物、动作或事件。
第五个节点代表人物是美国普林斯顿大学教授格伦谢弗（Glenn Shafer），他在1976年出版了《数学理论的证据》（A mathematical theory of evidence）一书，介绍了由他和Dempster于1967年提出的D-S理论（即证据理论）。证据理论可处理由不知道因素引起的不确定性，后来，该理论被广泛应用于计算机科学和工程应用，是基于D-S证据理论的专家系统的理论基础。
第六个重要节点代表是美国斯坦福大学爱德华・汉斯・肖特利夫（Shortliff EH）教授，他于1975年在著名杂志《数学生物科学》上发表《A model of inexact reasoning in medicine》（《在医学模型的不精确推理》）一文，他结合自己1972－1974年研制的世界第一个医学专家系统――MYCIN系统（用于诊断和治疗血液感染及脑炎感染，是第二代专家系统的经典之作），提出了确定性理论，该理论对专家系统的发展产生了重大影响。
第七个节点代表人物是美国麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室的戴维斯（Randall Davis）教授，他于1976年提出元知识的概念，并在专家系统的研制工具开发方面做出了突出贡献――研制出知识获取工具Teiresias，为专家系统获取知识实现过程中知识库的修改和添加提供了工具［3］，关Teiresias，他于1977年在《Artificial Intelligence》杂志上中进行了详细介绍，而这也为本时期专家系统的快速增多和广泛应用奠定了坚实基础。
20世纪70年代后期，随着专家系统应用领域的不断开拓，专家系统研发技术逐渐走向成熟。但同时，专家系统本身存在的应用领域狭窄、缺乏常识性知识、知识获取困难、推理方法单一等问题也被逐渐暴露出来。人们从各种不同类型的专家系统和知识处理系统中抽取共性，人工智能又从具体研究逐渐回到一般研究。围绕知识这一核心问题，人们重新对人工智能的原理和方法进行探索，并在知识的获取、表示以及知识在推理过程中的利用等方面开始出现一组新的原理、工具和技术。
2.2 专家系统发展的黄金时期
20世纪80年代是专家系统突飞猛进、迅速发展的黄金时代，根据图2显示，这段时期共有论文982篇，有7个突出节点。
1980年，出现了第一个节点代表――美国斯坦福大学计算机科学系系主任尼尔森（NILS J.NILSSON），他出版的《人工智能原理》（《Principles of artificial intelligence》）一书，表明了拉近理论和实践的距离的目标，书中对基于规则的专家系统、机器问题解决系统以及结构对象的代表等都进行了具体的论述。
1981年，出现了第二个节点代表――英国赫特福德大学教授Clocksin，威廉F，他出版的《PROLOG语言编程》一书，引起了计算机科学界的极大兴趣，并已被证明是一个重要的编程语言和人工智能系统的新一代基础，是专家系统的重要编程语言。
1982年，出现了第三个节点代表――美国匹兹堡大学教授米勒（Miller RA），他在《英格兰医药分册》上发表了《基于计算机的医学内科实验诊断顾问》（An Experimental Computer based Diagnostic Consultant for General Internal Medicine.N Engl J Med,307,468-76,1982）一文，属当时诊断专家系统的代表力作，书中介绍了著名的内科疾病诊断咨询系统INTERNIST-1，之后将其不断完善成改进型INTERNIST-2，即后来的CADUCEUS专家系统，其知识库中包含了572种疾病，约4 500种症状。
1983年，出现了第四个节点代表――美国的海斯罗斯（Hayes-Roth，F）教授，他于1983年发表著作《建立专家系统》，对专家系统建立的原则和要素、开发的生命周期等重要问题进行了详细讲解，为研究与开发各种类型的专家系统提供了理论依据。
1984年，出现了第五个节点代表――美国匹兹堡大学计算机科学、哲学和医学教授布鲁斯・布坎南（Bruce G.Buchanan），他于1984年发表著作《规则的专家系统：斯坦福启发式编程项目Mycin实验》（《Rule Based Expert Systems:The Mycin Experiments of the Stanford Heuristic Programming Project》，这是有史以来关于医疗诊断系统MYCIN的实验规则库公布。基于规则的专家系统MYCIN是专家系统开发过程中一个里程碑，研究其开发思路与方法具有非常重要的意义。
1985年，出现了第六个节点代表――美国人工智能专家、加州大学教授哈蒙（Harmon P），他出版了《专家系统：人工智能业务》（《Expert systems：artificial intelligence in business》）一书。书中阐述了专家系统如何解决问题，代表知识，并得出推论，并介绍了人工智能的具体制度，确定了专家系统的市场。
1986年，出现了第七个节点代表――著名的专家系统学者沃特曼（Waterman DA），他出版了《专家系统指南》一书，该书对专家系统的概念、组成、建立过程、建立工具、应用领域等做了深入浅出的系统介绍与论述，是当时全面介绍专家研发与应用的经典书籍。
20世纪80年代初，医疗专家系统占主流，主要原因是它属于诊断类型系统且容易开发。80年代中期，出现大量投入商业化运行的专家系统，为各行业带来了显著的经济效益。从80年代后期开始，大量新技术成功运用到专家系统之中，使得专家系统得到更广泛的运用。在这期间开发的专家系统按处理问题的类型可以分为：解释型、预测型、诊断型、设计型等。应用领域扩展到农业、商业、化学、通信、医学等多个方面，成为人们常用的解决问题的手段之一。
然而，与此同时，现有的专家系统也暴露出了自身严重的缺陷，使不少计算机界的知名学者对专家系统产生了怀疑，认为专家系统存在的问题有以下几点：（1）专家系统中的知识多限于经验知识，极少有原理性的知识，系统没有应用它们的能力；（2）知识获取功能非常弱。为了建造专家系统，必须依赖于专家获取知识， 不仅费时， 而且很难获取完备性和一致性的知识；（3）求解问题的方法比较单一，以推理机为核心的对问题的求解尚不能反映专家从认识问题到解决问题的创造性过程；（4）解释功能不强［4］。等到学者们回过头重新审视时，20世纪90年代的专家系统理论危机已然爆发。
3 90年代专家系统向多个方向发展
由于20世纪80年代专家系统研究迅猛发展，商业价值被各行各业看好，导致90年代大批专家系统从实验室走出来，开始了它们的工程化市场化进程。从图1看以看出，在20世纪90年代，专家系统的相关论文不增反减，进入一个局部低谷期，这期间以“Expert System/Experts System”为主题词的论文共7 547篇。本文利用Citespace软件，设置参数为（4，4，20）（4，3，20）（4，4，20），获取了该时期论文的引文聚类图（如图3所示）。图2 专家系统1990－2000年的论文引文聚类图
从图3中我们可以看出，全图的节点比较分散，没有形成大的聚类，这表示该阶段没有形成重点研究方向，也没有重大科研成果和标志性著作产生，专家系统的市场化进程严重牵引了研究者们的注意力，这是专家系统研究陷入低谷期的重要原因。
这段时间专家系统的研究工作大致分以下几个方面：第一个研究方向依旧是建立在扎德（LA.Zadeh）教授模糊理论上的模糊专家系统，它同样是该年代专家系统研究的重点方向。
第二个研究方向是骨架专家系统，代表人物有美国斯坦福大学的爱德华・汉斯・肖特利夫（Shortliff EH）教授。1974年末，MYCIN系统基本建成后，MYCIN的设计者们就想到用其它领域的知识替换关于感染病学的知识，可能会得到一个新的专家系统，这种想法导致了EMYCIN骨架系统的产生。EMYCIN的出现大大缩短了专家系统的研制周期，随后，AGE、OPS5、KEE、KBMS、GESDE等骨架系统应运而生，它们在20世纪90年代专家系统的研究进程中，发挥着重要作用。
第三个研究方向是故障诊断专家系统，代表人物有美国麻省理工学院的兰德尔・戴维斯（Randall Davis）教授。他于1984年在《人工智能》杂志上发表了《基于结构和行为的诊断推理 》（《Diagnostic Reasoning Based on Structure and Behavior》）一文，该论文描述了一个利用知识结构和行为，在电子电路领域进行故障诊断排除的专家系统。之后，故障诊断专家系统在电路与数字电子设备、机电设备等各个领域已取得了令人瞩目的成就，已成为当今世界研究的热点之一。
第四个研究方向是基于规则的专家系统，布鲁斯・布坎南（Bruce G.Buchanan）的著作对基于规则的专家系统在这个时期的发展仍有着积极的指导作用。多种基于规则的专家系统进入了试验阶段。传统基于规则的专家系统只是简单的声明性知识，而目前，规则的形式开始向产生式规则转变，并趋向于提供较完善的知识库建立和管理功能。
第五个研究方向是知识工程在专家系统中的运用。代表人物是美国斯坦福大学的克兰西教授（Clancy W J），他于1985年在《人工智能》杂志上发表了重要论文《启发式分类》（《Heuristis classification》），启发式分类即对未知领域情况的类的识别过程。它是人类思维解决问题的重要方法，在人工智能、专家系统中可常用启发式设计计算机程序，模拟人类解决问题的思维活动。
第六个研究方向是机器学习在专家系统中的运用。代表人物是机器学习领域前辈、澳洲悉尼大学著名教授John Ross Quinlan。他于1986年在《机器学习》（《Mach.Learn》）杂志上发表《决策树算法》（《Induction of Decision Trees》）一文，文中他详细描述了决策树算法的代表――ID3算法。之后，有大量学者围绕该算法进行了广泛的研究，并提出多种改进算法，由于决策树的各类算法各有优缺点，在专家系统的实际应用中，必须根据数据类型的特点及数据集的大小，选择合适的算法。
第七个研究方向是神经网络专家系统，代表人物有人工智能专家Stephan I.Gallant和美国加利福尼业大学教授巴特・卡斯科（Bart Kosko）。Gallant于1988年在《ACM的通信》上发表了《连接主义专家系统》（《Connectionist expert systems》）一文，文中讲述Gallant 设计了一个连接主义专家系统（Connectionist expert system），其知识库是由一个神经网络实现的（即神经网络知识获取），开创了神经网络与专家系统相结合的先例。
第八个研究方向是遗传算法在专家系统中的运用。代表人物是遗传算法领域著名学者、美国伊利诺伊大学David Goldberg教授和人工智能专家L.Davis。1989年，Goldberg出版了专著《搜索、优化和机器学习中的遗传算法》，该书系统总结了遗传算法的主要研究成果，全面而完整地论述了遗传算法的基本原理及其应用；1991年，Davis编辑出版了《遗传算法手册》，书中包含了遗传算法在科学计算、工程技术和社会经济中的大量应用实例，该书为推广和普及遗传算法的应用起到了重要的指导作用。这些都推动了基于遗传算法的专家系统的研发推广。
第九个研究方向是决策支持系统在专家系统中的运用，代表人物是美国加利福尼亚大学伯克利分校教授埃弗雷姆・特班（Efraim Turban）。他于1990年出版了《决策支持和专家系统的管理支持系统》（《Decision support and expert systems:management support systems》）一书。20世纪80年代末90年代初，决策支持系统开始与专家系统相结合，形成智能决策支持系统，该系统充分做到了定性分析和定量分析的有机结合，将解决问题的范围和能力提高到一个新的层次。
第十个研究方向是各种理论知识在专家系统中的综合运用，代表人物是美国加利福尼业大学教授巴特・卡斯科（Bart Kosko）和美国伊利诺伊州研究所教授Abdul-Rahman K.H。卡斯科（Kosko）于1992年出版《神经网络和模糊系统：一个拥有机器智能的动力系统方法》（《Neural networks and fuzzy systems:a dynamical systems approach to machine intelligence》）一书，这是第一本将神经网络和模糊系统结合起来的读本，也是神经网络与模糊理论综合应用于专家系统建设的经典著作；Abdul-Rahman K.H教授于1995年，在美国电气和电子工程师协会的《电力系统及自动化》（《Transactions on Power Systems》）会议刊上发表了《人工智能模糊无功负荷的最优VAR控制方法 》（《AI approach to optimal VAR control with fuzzy reactive loads》）一文，论文提出了一个解决无功功率（VAR）控制问题，这个方法包含了专家系统、模糊集理论和人工神经网络的重要知识。
虽然专家系统大量建造，但投入实际运行的专家系统并不多，且效率较低，问题求解能力有待进一步提高。原因之一就是专家系统主要是模拟某一领域中求解特定问题的专家的能力，而在模拟人类专家协作求解方面很少或几乎没有做什么工作。然而在现实世界中，协作求解具有普遍性，针对特定领域、特定问题的求解仅仅具有特殊性，专家系统虽然在模拟人类专家某一特定领域知识方面取得了成功，但它仍然不能或难以解决现实世界中的问题。其次，开发的专家系统的规模越来越大，并且十分复杂。这样就要求将大型专家系统的开发变成若干小的、相对独立的专家系统来开发，而且需要将许多不同领域的专家系统联合起来进行协作求解。然而，与此相关的分布式人工智能理论和实用技术尚处在科研阶段。只有分布式系统协作求解问题得以解决，才能克服由于单个专家系统知识的有限性和问题求解方法的单一性等导致系统的“脆弱性”，也才能提高系统的可靠性，并且在灵活性、并行性、速度等方面带来明显的效益［5］。
4 21世纪专家系统进入稳定发展时期
进入21世纪，专家系统开始缓慢发展，这期间以“Expert System/Experts System”为主题词的论文共5 964篇。本文利用Citespace软件，设置参数为（6，6，20）（5，5，20）（5，5，20），获取了该时期论文的引文聚类图（如图4所示）。图4 专家系统2000－2010年的论文引文聚类图
这个时期专家系统有3个主要研究方向：第一个是研究方向是节点明显的基于模糊逻辑的专家系统研究方向。90年代以来，模糊控制与专家系统技术相结合，进一步提高了模糊控制器的智能水平。基于模糊逻辑的专家系统有以下优点：一是具有专家水平的专门知识，能表现专家技能和高度的技巧以及有足够的鲁棒性（即健壮性）；二是能进行有效的推理，能够运用人类专家的经验和知识进行启发性的搜索和试探性的推理；三是具有灵活性和透明性。
第二个是研究方向是Rete模式匹配算法在专家系统中的应用，代表人物是美国卡内基―梅隆大学计算机科学系的Charles L.Forgy教授，1979年，他首次提出Rete算法。专家系统工具中一个核心部分是推理机，Rete算法能利用推理机的“时间冗余”特性和规则结构的相似性，并通过保存中间运算结果的方法来提高推理的效率。1982年，他在《人工智能》杂志上发表《Rete算法：许多模式／多对象的模式匹配问题的一个快速算法》（《Rete:A Fast Algorithm for the Many Pattern/Many Object Pattern Match Problem》）一文，该文解释了基本算法的概念，介绍了详细的算法，描述了模式和适当的对象交涉算法，并说明了模式匹配的执行操作。
第三个是研究方向是专家系统在电力系统中的运用。世界各国的专家们开始热衷于在电力生产的各个环节使用专家系统，代表人物有日本的福井贤、T.Sakaguchi、印度的Srinivasan D、美国伊利诺伊州研究所的Abdul-Rahman K.H、希腊雅典国立技术大学的Protopapas C.A、和中国的罗旭，他们在美国电气和电子工程师协会的《电力传输》（《IEEE transactions on power delivery）会议刊及《电源设备系统》会议刊（《On Power Apparatus and Systems》）上发表了多篇有影响力的论文，内容涉及系统恢复、电力需求预测、变电站故障诊断和报警处理等多方面。
这十年间，专家系统的研究不再满足于用现有各种模型与专家系统进行简单结合，形成基于某种模型的专家系统的固有模式。研究者们不断探索更方便、更有效的方法，来解决困扰专家系统的知识获取瓶颈、匹配冲突、组合爆炸等问题，而这也推动了研究不断向深层次、新方向发展。但是，由于专家系统应用的时间长、领域广，他们遭遇的瓶颈问题一时得不到有效解决，导致了这一时期末，专家系统研究呈现出暂时的下滑现象。
5 专家系统发展趋势分析
图一发展曲线上第二个时间节点是1992年，从该年起专家系统相关论文呈下降趋势，然后在2002年又开始缓慢增长，近一年多来又开始下降，这标志着专家系统研究在布满荆棘的道路上前行，前景是光明的，但道路是曲折的。本文以5年为一个单位，统计了1990－2009年20年期间专家系统相关论文中高频词的变化情况，如表1所示，从该表可以获得这个时期专家系统研究的一些特点。
（1）在1990-1999年期间，人工智能出现新的研究，由于网络技术特别是国际互连网技术发展，人工智能开始由单个智能主体研究转向基于网络环境下的分布式人工智能研究，使人工智能更加实用，这给专家系统带来了发展的希望。正因为如此，我们从词频上可以看出，人工智能（artificial intelligence）一词在这十年一直位居前两位，在专家系统研究中处于主导地位，而与其相关的知识表示（knowledge representation）、知识获取(knowledge acquisition)等，也成为了学者们研究的重点方向。
（2）该时期的第二个特点是神经网络研究的复苏。神经网络是通过模拟人脑的结构和工作模式，使机器具有类似人类的智能，如机器学习、知识获取、专家系统等。我们从词频上可以看出神经网络（neural network）一词得以快速增长，1995年时位列第一，进入21世纪也是稳居第二位，神经网络很好地解决了专家系统中知识获取的瓶颈问题，能使专家系统具有自学习能力，它的出现为专家系统提供了一种新的解决途径［6］，同时也显示出他独有的生机与活力。
（3）该时期是模糊逻辑的发展时期。模糊理论发展至今已接近三十余年，应用范围非常广泛，它与专家系统相结合，在故障诊断、自然语言处理、自动翻译、地震预测、工业设计等方面取得了众多成果。我们从词频上可以看出，模糊逻辑（fuzzy logic）一词，除在1990－1994年期间位居第六位外，之后都位居前三甲，2000-2004年期间更是位列第一。模糊控制与专家系统技术相结合，进一步提高了模糊控制器智能水平，这种控制方法既保持了基于规则的方法的价值和用模糊集处理带来的灵活性，同时把专家系统技术的表达与利用知识的长处结合起来，能处理更广泛的控制问题。
（4）故障诊断成为专家系统研究与应用的又一重要领域。故障诊断专家系统的发展起始于20世纪70年代末,虽然时间不长,但在电路与数字电子设备、机电设备等各个领域已取得了令人瞩目的成就,已成为当今世界研究的热点之一。这从高频词分布可以开出，故障诊断（fault diagnosis）从1995-1999年间的最后一位攀升至2005-2009年间的第一位，足见其强大的生命力。在专家系统己有较深厚基础的国家中，机械、电子设备的故障诊断专家系统已基本完成了研究和试验的阶段，开始进入广泛应用。
（5）遗传算法的应用逐渐增多。20世纪90年代，遗传算法迎来了发展时期，无论是理论研究还是应用研究都成了十分热门的课题。尤其是遗传算法的应用研究显得格外活跃，不但应用领域扩大，而且利用遗传算法进行优化和规则学习的能力也显著提高。进入21世纪，遗传算法的应用研究已从初期的组合优化求解扩展到了许多更新、更工程化的应用方面。这在高频词分布中可以看出，以2000作为临界点，遗传算法（genetic algorithms）从20世纪90年代的10名之后，到位于高频词前六强之中，充分反映出它发展的良好势头。
6 小 结
专家系统是20世纪下半叶发展起来的重大技术之一，它不仅是高技术的标志，而且有着重大的经济效益。“知识工程之父”E.Feignbaum在对世界许多国家和地区的专家系统应用情况进行调查后指出：几乎所有的ES都至少将人的工作效率提高10倍，有的能提高100倍，甚至300倍［7］。
专家系统技术能够使专家的专长不受时间和空间的限制，以便推广稀缺的专家知识和经验；同时，专家系统能促进各领域的发展，是各领域专家专业知识和经验的总结和提炼。
专家系统发展的近期目标，是建造能用于代替人类高级脑力劳动的专家系统；远期目标是探究人类智能和机器智能的基本原理，研究用自动机模拟人类的思维过程和智能行为，这几乎涉及自然科学和社会科学的所有学科，远远超出了计算机科学的范畴。
随着人工智能应用方法的日渐成熟，专家系统的应用领域也不断扩大。有人类活动的地方，必将有智能技术包括专家系统的应用，专家系统将成为21世纪人类进行智能管理与决策的工具与助手。
参考文献
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涂序彦曾任中国人工智能学会理事长、学术指导委员会主席，是中国人工智能学会的主要创建人、我国“人工智能”学科的奠基人之一，他提出的“广义智能信息系统论”为“人工智能”学科提供了统一的理论架构，他倡导的多学派兼容、多层次结合、多智体协同的“广义人工智能”学科体系，为现代“人工智能”学科的全面、协调、持续发展，提供了研究开发策略，他提出的“广义智能学”促进了“智能科学技术”新学科的诞生。1988年，他编著的高等学校教材《人工智能及其应用》电子工业出版社，获电子工业部优秀教材一等奖。
1977年，他在中国科学院自动化研究所工作，主持“控制论组”，与北京市中医院合作，研究开发我国第一个中医专家系统“关幼波中医肝炎诊断治疗程序”，这也是世界第一个中医专家系统。1985年，主持“国家经济信息专家系统关键技术”研究，提出大型“多级专家系统”新方法，获国家“七，五”攻关重大成果奖。
1960年，在第一届国际自动控制联合会IFAC世界大会，创立多变量控制系统的新原理：“协调控制”理论，他提出的升船机多电机同步的“协调控制”方法应用于三峡工程。1981年，在《科技管理与科学学》发表“论协调”，提出创建“协调学”新学科。
1977年，涂序彦发表我国“大系统理论及应用”首篇论文，1985年，创立“大系统控制论”，1994年，撰写出版《大系统控制论》专著，发展“控制论”的新学科。
1979年，根据国情，他创立具有中国特色的“最经济控制”理论，提出天文科学卫星“最经济姿态控制”新方法，在《自动化学报》发表了关于“最经济控制”多篇论文。
1980年，总结有关“生物控制论”的科研成果，主持编著我国第一本《生物控制论》专著，由科学出版社出版，重点研究“人体控制论”，他提出“针麻－多级协调控制过程”，“经络－人体控制系统”新学说。
1977年，涂序彦发表我国“智能控制及其应用”首篇论文，开拓“智能控制”新技术，1985年，提出“多级自寻优、自协调控制”新方法，1990年，参与发起主办“全球华人智能控制与智能自动化”大会，任大会主席之一。2004年，在国际“人工生命与机器人”AROB学术会议宣读论文“Intelligent Control System based onArtificial Life”。
1985年，在IFAC／IFORS／IFIP国际学术会议，涂序彦提出“智能管理”(Intelligent Management)新概念，开拓我国“智能管理”新方法、新技术，1995年，撰写《智能管理》专著，由清华大学出版社出版。2010年，他和马忠贵博士撰写《协调智能调度》专著，由国防工业出版社出版。
1995年，在“人工智能”与计算机“仿真技术”相结合的基础上，涂序彦提出“智能仿真”的概念与系统架构，2009年，应邀在中国计算机仿真高层论坛作“协同智能仿真”大会报告。
2000年，开发“智能信息推拉”技术、“基于公共知识库的智能通信”系统，2004年，在中国人工智能学会智能信息网络学术会议，作大会报告“智能通信与智能网络”，2005年，提出“互动智能通信”的概念，2008年，他和马忠贵博士撰写《智能通信》专著，由电子工业出版社出版。
2002年，涂序彦发起并主持中国人工智能学会首届“人工生命及应用”学术会议，提出“广义人工生命”的概念和类谱，2003年，在国际“人工生命与机器人”AROB学术会议宣读论文“Generalized Artificial LifeRace＆Model”，2004年，主编《人工生命及应用》论文集，2005年，北京邮电大学出版社。
2002年，涂序彦与曾广平教授等合作，提出“软件人”的新概念，2003年，获国家自然科学基金项目“计算机网络环境中的虚拟机器人一软件人”支持，2004年，提出“广义软件人”，2007年，总结相关研究开发成果，撰写《“软件人”研究及应用》专著，由科学出版社出版。2008年，主持InternationalConference on Humanized Systems，作大会主题报告“Advanced Intelligence，Humanics，SoftMan”。
2002年，涂序彦与韩力群教授合作，提出“多中枢自协调人工脑”的新概念，2004年，在AROB国际学术会议“Study of ArtificialBrain based on Multi-Centrum Self-Coordination Mechanism”，2009年，总结相关研究开发成果，撰写《多中枢自协调人工脑》专著，由科学出版社出版。
2003年，他在中国人工智能学会第十届全国人工智能学术大会报告中，提出“人工智能”的姐妹学科：“人工情感”的新学科架构。2004年，在北京主持召开中日国际学术会议，作大会报告“Artificial Emotionand its Applications”，提出“IntelligentAnimation，Intelligent Game，IntelligentFilm＆Television”。
1991年，在全国“智能控制”学术会议的大会报告中，涂序彦提出“智能控制论”新学科架构，2010年，他与王枞教授等合作，撰写出版《智能控制论》专著，在科学出版社出版。
2004年，在“智能系统”国际学术会议，涂序彦提出“拟人系统”新概念，2005年，在中国武汉，发起并主持第一届“拟人系统”国际学术会议，他提出创建“拟人学”新学科，2008年，在中国北京，主持召开“拟人系统”国际学术大会。
2005年，他的诗集《糊涂集》包括：理智篇、山水篇、情感篇等涂诗四百首，由北京邮电大学出版社出版。
【摘要】电控发动机在结构和功能上均有了较大的改进。主要有:(1)结构的层次性、复杂性从系统论的观点,电控发动机是由有限个“元素”通过各种“联系”构成的多层次系统。(2)功能控制的集中性。电控发动机系统主要由电控燃油喷射系统、电控点火装置、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断与报警系统等子系统组成,电控燃油喷射系统又包括了燃油系统、进气系统和电控系统三个组成部分。其中电控系统作为整个发动机系统的控制核心,用来协调各平行和上级系统的工作。发动机电控系统其结构的层次性、复杂性,其控制功能的集中性,导致其故障表现形式的多样性、复杂性。
【关键词】电控发动机故障分析
电控发动机系统主要由电控燃油喷射系统、电控点火装置、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断与报警系统等子系统组成。其中电控系统作为整个发动机系统的控制核心,用来协调各平行和上级系统的工作。
1发动机电控系统的组成
电控燃油喷射系统由三个系统组成:燃油系统、进气系统和电控系统。
1.1燃油系统
燃油系统的功能是向汽缸或进气管喷射燃烧时所需的燃油量。燃油从燃油箱内由电动汽油泵吸出,经汽油滤清器后,再由压力调节器加压,将压力调节到比进气管压力高出约250Kpa(2.55kgf/cm2)压力,然后经输油管配送给喷油器和冷起动喷油器,喷油器根据电控单元ECU发来的脉冲信号,把适量燃油喷射到气缸内。如图2.1所示。
1.2进气系统
进气系统为发动机可燃混合气的形成提供必须的空气。空气经过空气滤清器、空气流量计、节气门体、进气总管、进气岐管进入气缸。节气门全闭,发动机在怠速工况下运行时,空气经旁通气道直接进入进气岐管。
1.3电控系统
电控系统是电控单元根据传感器检测到的发动机运行工况和汽车运行工况来确定喷油量及点火提前角,从而控制发动机在最佳工况下的运转。
与传统的化油器式发动机相比,电控发动机在结构和功能上均有了较大的改进。主要有:
(1)结构的层次性、复杂性从系统论的观点,电控发动机是由有限个“元素”通过各种“联系”构成的多层次系统。“联系”可分为:结构类、功能类、传感器测点类,各自均有一定的层次性,包括顶级即电控发动机本身,分系统级由电控系、冷却系、启动系、机械系等组成。各类与各层次间既有各自独立的功能,又相互影响、相互牵制。整个机体通过ECU的控制来协调各子系统,完成发动机总体功能,各子系统的功能又是由各自部件的功能相协调来实现的,各部件的功能又需要通过各元件的协调来实现。
(2)功能控制的集中性随着电子技术的飞速发展,电子控制单元采用了数字电路及大规模集成电路,同时微机处理速度的不断提高和存储容量的增加使其控制功能大大增加,并具有备用功能。另外,与汽油喷射控制、点火控制及其它控制系统相关的各种控制器,由于所用的传感器均可通用,如水温传感器、进气温度传感器等,因此,利用控制功能集中化就可以不必按功能不同设置传感器和ECU,而将多种控制功能集中到一个ECU上,不同控制功能所共同需要的传感器也就只设一个,这就是集中控制系统。
汽车发动机电控系统的主要部件有:电子控制单元(ECU)、空气流量计、节流阀体、发动机转速传感器等,其中节流阀体又包括:节气门电位计、怠速节气门电位计、怠速开关、怠速调节电机等。从控制原理来看,发动机电子控制系统可以简化为传感器、电子控制单元(ECU)和执行器三大组成部分。传感器是感知信息的部件,功用是采集控制系统的信号并转换成电信号输送给ECU,以提供汽车运行状况和发动机工况等相关信息。ECU接收来自传感器的信息,进行存储、计算和分析处理后发出响应的控制指令给执行器。执行器即执行元件,其功用是执行ECU的专项指令,从而完成控制目的。
2发动机电控系统的故障分析
发动机电控系统其结构的层次性、复杂性,其控制功能的集中性,导致其故障表现形式的多样性、复杂性。主要表现有:
(1)多维层次性对电控发动机而言,其故障可划分为电控系、起动系、点火系、冷却系及机械系等子系统,子系统又由各部件与元件构成。同样,其按功能也可划分为若干个层级。因而发动机电控系统的故障原因与故障征兆也相应与不同的结构层级、功能层级以及传感器测点类相关联。
(2)传播性发动机电控系统故障传播方式有两种:横向传播,例如电控系系统内某一传感器故障可引起电控系内其它传感器功能失常或失效;纵向传播,即由元件的故障相继引起部件故障—子系统故障—系统故障。因此微小的故障如不及时发现和排除会造成严重的后果。
(3)相关性某一故障可能对应若干征兆;某一征兆也可能对应若干故障。它们之间存在着错综复杂的关系。
(4)时间性发动机电控系统故障产生与表现常常与时间有关,这是由于发动机运转的动态性所决定的,如间歇性故障。
(5)放射性某一部位的故障可能引起其它部件出现异常,例如发动机抖动的故障中有时仅因为一个轴承的故障引起,而该轴承的故障导致其它轴承的震动增大,而该轴承本身变化反而不明显。
关键词：1553B总线；自检BIT；自检覆盖率；自检深度
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.06.205
1 概述
随着电子信息技术和人工智能技术的不断发展，导弹武器系统性能指标不断提高，相应的测试及自检程序也变得更加复杂和耗时。由于导弹测试本身的限制，测试任务要分舱段、多设备多次测试才能完成，如何缩短测试时间，减少测试次数，优化测试流程变得越来越重要。
目前，国内导弹武器系统的测试主要侧重于武器系统的测试设备研发，围绕功能需求和测试指标进行专用测试设备研制，无法做到武器系统的测试研究与武器系统设计同步开展。以空空导弹为例，内部子系统之间的通讯有多种总线方式，具体包括：1553B、429、RS-422、LVDS等，如何实现系统地自检和自诊断功能，合理的利用总线技术完成对导弹的性能测试是一个紧迫的课题，在导弹设计时利用软硬件结合的自诊断技术，将测试指令与数据在子系统与外部测试设备之间直接传递，提高测试效率。
2 导弹自检测试技术
所谓自检就是利用事先编制好的监测程序对系统的主要功能进行自动检测，并对故障进行定位。自检功能给导弹系统的使用和维护带来了很大的方便，是提高导弹系统可靠性的重要手段。
导弹自检一般包括两种类型：上电自检和在线自检，上电自检是指导弹加电后，各子系统首先进入自检程序，检测各功能模块是否处于正常工作状态；在线自检是指导弹在外部测试设备的控制下，按照操作指令对各个功能模块或特定功能进行测试的自检。在实际应用中，两种类型的自检都必须具备。图1是自检系统的结构框图。
2.1 导弹自检测深度
导弹自检测深度是指导弹系统的各子系统进行自检时，能够检测到功能模块的层级与全部功能层级的比值，导弹各功能模块自检测深度的平均值，为导弹自检深度。图2为自检测深度示意图。
由图2可知，导弹自检测深度呈现金“字塔型”，顶端为全弹，再往下是各子系统，子系统下依次为组件、分组件、部件等直至最小功能模块乃至电子元器件。“金字塔”越往下，表示被检测模块越多，自检测的任务量越大，与之对应，自检测深度就越高。为了提高导弹自检测深度，在导弹设计初期的系统论证、设计阶段，对重要的功能模块电路就必须考虑自检BIT技术的可达性，在硬件设计时加入相应自检BIT测试模块或电路，以便完成子系统内的功能模块检测。导弹自检测深度达到90%是可能的，考虑到各种因素的限制，特别是研制成本和硬件开销等，自检测深度与成本和硬件开销成反比。
2.2 导弹测试覆盖率
导弹测试覆盖率是指导弹的各子系统进行检测时，对最小功能模块中各元器件和信号检测的覆盖率，各子系统测试覆盖率取平均值，为导弹测试覆盖率。图3为测试覆盖率示意图。
导弹测试覆盖率越高，所需的测试时间越长，从理论上来讲，测试覆盖率是可能达到80%的，但是会给导弹设计带来严重软硬件负担和开销。在自检测试设计时，必须要对内部功能和信号非常了解，合理规划自检测试流程，上电自检的测试覆盖率不宜太高，在线测试的自检测试覆盖率可根据需要适当提高。
3 自检方法
3.1 算法模型自检
算法模型自检的基本原理是首先检测主要的被测参数，在测量的过程中另外测量多组变量，然后依据一定的模型和算法进行分析、测量和计算，从而来判断测量结果是否正确。所以，这类仪器除了需要输出测量结果以外，还需要输出的一个状态信号来判断测量的状态。如图4所示。
3.2 叠加信号自检
叠加信号的基本原理是在测量输入信号的同时，连续或周期性的输入一组信号。这些信号可以是多种类型的信号，如高频或脉冲信号，它与被测量信号叠加后经过测量通道在信号处理单元进行处理，最后经过特定的算法处理后，输出测量数据和状态数据，其基本流程如图5。
3.3 周期性自检
周期自检的流程如图6所示，可以看出，一个自动开关周期性地将测量信号和一些已知变量输入通道，经过测量通道到达信号处理单元，同样经过特定的算法和计算后，最后输出测量数据和状态信息。这个方法比较有效，但它的缺点是使测量信号离散，从而可能产生失真和误差。
4 基于1553B总线的导弹测试技术方案
外部测试设备、飞控子系统通过变压器耦合的方式挂接在1553B总线上；在导弹内部，飞控子系统以飞控计算机为控制核心，通过1553B总线与其他子系统通讯，如图7所示。在该总线结构中外部设备与飞控计算机通讯时，飞控计算机作为远程终端（RT），外部设备作为总线控制器（BC），外部设备不与导弹内其他子系统通讯，飞控计算机与弹内其他子系统通讯时，飞控计算机作为总线控制器（BC），其他子系统作为飞控计算机的通讯终端和被控对象（RT）。
飞控子系统与其他子系统进行数据通讯时，需要交换不同类型的数据，如BIT检测控制信号和检测结果、导弹正常工作中数据交换等。导弹与载机通讯时，飞控子系统是作为RT终端，飞控子系统根据载机通讯要求，划分不同发送和接收RT子地址，以M足不同数据交换要求。导弹内部1553B通讯中，飞控子系统作为总线控制器，其他子系统作为RT终端，因此，其他子系统应该设置不同类型发送和接收RT子地址，以满足导弹内部1553B通讯时序要求。
5 导弹系统中BIT虚警分析
BIT技术对提高导弹系统测试性、维修性和保障性方面发挥了重要作用，但是也暴露出一些问题，较高的虚警在其中尤为突出。虚警是指设备的BIT系统或其他监控系统指示有故障，而实际上不存在故障的情况，它直接导致了飞控子系统可用性降低和全寿命周期费用提高，使得使用及维修人员对BIT逐步丧失信心，直接影响了BIT的应用与推广，严重制约了BIT技术更深入、广泛的应用。
BIT的虚警问题会在从飞行任务到后勤保障维护等多个方面造成严重后果，错误的BIT指示使得产品/部件功能得不到正常有效地利用，并且会因而影响飞行任务。需采取硬件措施和软件措施降低BIT虚警率。包括必要的硬件滤波措施，数字滤波和卡尔曼滤波技术，可以有效消除干扰噪声对实际信号的影响；理设置判故门限，以取得BIT故障检测率和虚警率的合理折中，多余度信息的数据融合，在BIT故障诊断算法中引入诸多专家系统、自适应和神经网络技术等智能理论和方法等。
6 结束语
目前，国内导弹武器系统的设计不太重视自检技术，而西方发达国家研制的导弹武器系统弹内大多采用总线设计，非常重视自检BIT技术及应用，所以武器系统的可靠性高，测试性好。本文深入研究基于1553B总线的测试技术及应用，可以大大简化测试流程，提高测试效率，同时降低对测试设备和测试环境的要求，具有很高的应用价值。
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[关键词]钱学森；复杂系统；本体论；认识论；方法论；实践论
[中图分类号]BO [文献标识码]A [文章编号]1672-2426(2011)01-0008-06
导言
认识世界，特别是认识人类自身，是人类认识发展的永恒主题。随着技术的发展和海量数据的产生，人类知识正以前所未有的速度向复杂性进军。虽然理性认识已高度普及，科学理论还是面临前所未有的挑战，其中突出的挑战是：如何应对复杂性?
当前，科学界普遍面临着三大复杂性难题的挑战：如何整合大量数据和知识，以形成对事物的深入系统的认识并用于指导社会实践?如何在认识论和方法论上融合自然科学、社会科学与人文学科?如何综合人类的知识体系，构建关于人与自然的和谐的科学图景?传统的还原论观点难以解决这些难题。
社会虽然高度发展，但社会管理不断面临新的需求和挑战，尤其在医疗和教育两大领域。“看病难，看病贵”等社会现象，催化对医疗体系的深度思考，正在呼唤着以保障健康为目标、重在全民参与的新医疗体系。教育体制改革、人才强国战略的实施，呼唤新的教育理论，对杰出人才的需求将催生以开发人体心智潜能为目标的新教育模式。建立在解剖学、生物化学、生理学和心理学等人体还原论基础上的医学模型已经远远不能满足实践需求，基于学科分类的知识结构理论，也对知识的整合、教育模式的更新设置了障碍。人们迫切需要对“人”和社会形成系统的认识，并从根本上加深对知识与实践的关系的理解，形成从认识到实践、到荐认识持续循环的科学认识过程。
正是在上述科学、文化、社会发展的诸多需求背景下，产生了复杂系统科学，特别是钱学森复杂系统思想。
钱学森复杂系统思想是20世纪末我国系统学研究之辉煌成果。有“大成智慧”之誉。将复杂系统研究运用于国计民生是力学泰斗钱学森教授几十年来的深切愿望。“从定性到定量”的综合集成法将社会科学与自然科学有机衔接，“专家研讨厅”体系将精确逻辑思维和开放直觉思维有效集成，开放的复杂巨系统理论进一步为研究脑与思维、人与社会等复杂系统提供了基础的科学模型，为面对社会系统开展认识、实践、再认识的科学思维活动提供了行之有效的认识论和方法论。这里，钱学森以力学家特有的气魄，引导人们在新世纪各种变幻莫测、错综复杂的事物面前，进行严谨的科学思考，作出智慧的判断决策。他表示：“我在余生中就想促进这件事情：建立一个科学体系，并运用它解决社会主义建设中的问题。”
一、钱学森复杂系统思想
钱学森在长达数十年的探索过程中，与他周围的专家学者，紧密跟踪国际学术发展趋势，以解决重大科学和社会实践问题为目标，创建了“现代科学技术体系”、“开放的复杂巨系统理论”、“从定性到定量的综合集成法”等若干原创性的学术思想。这一学术体系正在发展为服务于社会发展的大成智慧。
其中，开放的复杂巨系统理论和从定性到定量的综合集成法，是钱学森复杂系统思想的核心。在此基础上。钱学森还提出创建一系列新学科的构想。例如，把人脑作为复杂巨系统来研究，提出了“思维科学”；把地球表层作为复杂巨系统来研究，提出了“地理科学”；把人体作为复杂巨系统来研究，提出了“人体科学”等。这些学术构想，为新时期的学科创新指出了方向。
在钱学森复杂系统思想中，哲学观具有核心作用。爱因斯坦曾指出：“如果把哲学理解为在最普遍和最广泛的形式中对知识的追求，那么，显然，哲学就可以被认为是全部科学研究之母”。影响科学发展的哲学观包括本体论、认识论、方法论和实践论四大层面。在对复杂事物的认识中，这四个层面的相互影响更为突出。对事物本质的认识(即本体论)深刻地影响着人们提出问题和解答问题的方式(即认识论)，影响着学者对系统的观测和建模(即基础科学)，最终影响人们对系统实施干预的目的和方法(即技术和工程)。因此，钱学森复杂系统理论的发展应该贯穿哲学观、基础科学、技术科学与工程实践四大层次，形成一个完整的学术体系。
二、复杂系统本体论
1.开放的复杂巨系统论
复杂系统复杂在何处?为什么传统的科学方法论难以处理?钱学森在对这些基本问题的深入思考中，提炼出一些复杂系统的本质性特征。他从开放性、子系统特征、相互作用特征等几方面对系统进行了分类，提出了“开放的复杂巨系统”的概念。人脑系统、人体系统、地理系统、生态系统和社会系统等，都是典型的开放的复杂巨系统。这些系统的复杂性特点表现在：(1)系统与环境之间有丰富的物质、能量和信息交换(开放性)；(2)系统存在多层次的子系统(层次性)；(3)子系统数量巨大，种类多样，定性模型各异(多样性)；(4)子系统之间相互作用关系复杂(复杂性)；(5)系统的结构和功能处于永久的进化过程中(进化性)。对于这样的系统，传统的认识论和方法论不能提供有效的指导。钱学森指出，对这类系统的研究，需要运用从定性到定量的综合集成法。
对复杂系统的研究不适于简单地走自下而上的路线。与简单系统不同，对复杂系统的观测必然产生大量的、多层次、多层面、甚至相互对立的丰富信息。对这些信息进行综合并形成理论模型的途径是不唯一的，不同理论模型拥有不同的自洽度。事实证明，依靠传统的简单模型的思路来收集数据，通过自下而上的整合信息来获取对复杂系统的认识，在理论和实践上都是极为困难的。经验告诉我们，对任何具体的复杂系统的有效认识，必须首先有一个原始的复杂系统论的模型作为出发点，再结合具体系统的知识(数据)，形成具体的模型和认识。这样获得的认识一定是初步的，有待深入完善的，必须在应用于实践，然后收集实践效果的真实资料，来重新认识。这样形成的一个迭代检验、修正认识的完整途径，在复杂系统研究中占据一个远比简单系统研究中更为重要的地位。
那么，最原始的复杂系统模型从哪里来呢?应该从对复杂系统的本质特征的认识中来!对系统本质特征的严密论述，就上升到了哲学本体论。因此复杂系统研究的突破，在最根本的层次上取决于哲学本体论的突破。复杂系统科学研究需要发展复杂系统的
本体论。
2.复杂系统的本体论
东西方哲学思想中蕴含着大量的关于本体论的阐述，从苏格拉底、柏拉图和亚里士多德的古代希腊哲学，到康德、黑格尔、柏格森和罗素的近代西方哲学，从孔子、释迦摩尼和老子的古代东方儒释道朴素的哲学思想，到当代运用、并结合中国发展的实践所产生的思想等，对事物本质的阐述(本体论探索)始终占据核心的位置。
我们在深入梳理上述学术思想的同时，在继承钱学森复杂系统思想的基础上，融合现代自然科学原理，探索建立一个集古今东西方哲学、科学成果于一体的复杂系统哲学观。由此，我们提出如下的存在论命题：宇宙中普遍存在“形体一元二面多维多层次”的开放的复杂系统，钱学森的开放的复杂巨系统是其一般表达形式。
特定的复杂系统和宇宙(自然)构成一个完整的整体，这个整体就是一元。整体一元性的科学依据是系统的自组织性，而开放性是系统在一元性下支撑其存在的条件。开放的复杂系统的运动遵循两大科学原理，即物理宇宙的能量守恒原理和生命世界的达尔文进化原理，其运动表现形式可以概括为形体二面复杂多层次性。其中，显现的一面是体，隐现的一面是形。体以结构为表现形式，形以功能为表现形式，数学上表现为场，或形态，与体结构相伴而同时存在。形体二面的存在性源于量子物理的观点，证明如下：如果确认波函数是对宇宙的精确描述，则复杂生命系统同时存在宏观的振幅密度分布和相位梯度场，前者可以直接观察，后者可以通过前者的运动来推知。一个形象的比喻是天空中飘浮的白云和推动白云运动的气流，云为体，气(流)为形，气流与云的运动是一个整体。多维，即指多自由度，指系统包括大量的子系统。也只有当子系统数目巨大时，才能产生所谓的“涌现”，形成新的层次和维度。跨层次的结构和功能一般处于不同的维度，它们之间的联系常常难以建立，甚至难以理解。正因为多层次性，才构成复杂系统。多层次性是复杂的自组织性的体现，层次的数目刻画了系统的复杂性。
以人体生命系统为例。核酸、蛋白质、细胞、组织、器官、系统、人体等属于多层次的体系统结构，形成丰富的体世界，同样，人体形系统也存在对等的多层次结构。与体系统的结构性相对立，形系统的数学形态是场，通常的运动形式是波，两者形成鲜明的对照和互补。思想、观念、认识、意识等都是个人的形世界中的子结构，这些结构的变化和演化，就是社会变化发展的主要内容。
上述内容构成一个相对完整的复杂系统的哲学本体论，虽然还有待深入和完善，它已经可以指导我们来研究复杂系统。那么，从这一哲学本体论出发，研究复杂系统的思路是什么呢?那就是：针对一个具体的复杂系统，我们首先问，系统的一元性、二面性、多维性、多层次性体现在何处?应该用什么方式(文字，数学)来刻画?对这些问题的解答，构成了对特定对象的复杂系统论模型。
一个特殊的复杂系统是人类的认识系统，它的运动规律就是人类的思维规律。对思维本质规律的阐述，就是认识论。对具体思维过程的阐述，就是思维科学的内容。我们运用上述复杂系统的本体论开展对人类面对复杂系统时开展思维活动和规律的探索，形成复杂系统的认识论，以及描写思维活动的普适数学模型，发展思维模型，同时，从宏观上指导人们开展高效率的复杂系统思维。这是钱学森对发展思维科学所寄予的厚望。
三、复杂系统认识论和思维模型
1.钱学森论复杂性思维
钱学森指出，认识复杂系统的主体不应该是抽象的个人，而应该是一个由具备多方面知识和经验的群体。这是因为，用来认识和优化复杂系统的知识是多样化的，不但包括成文的知识，而且包括专家直觉和经验，后者在对复杂系统的认识过程中起到极为重要的作用。
对复杂系统的深刻的认识和有效的干预，必须将先前的认识(直觉和经验)和当前认识结论(决策)将要产生的效应(实践效果)综合起来考虑。这是复杂性思维的特色，是研究思维创新的关键。科学发展遭遇到瓶颈，正暴露了传统思维的局限性。以物理学为例，爱因斯坦曾指出，在遇到发展瓶颈的时刻，如果科学家“不去批判地考查一个更加困难的多的问题，即分析日常思维的本性问题，他就不能前进一步”。对思维本性的认识就是哲学认识论。爱因斯坦指出，“科学要是没有认识论――只要这真是可以设想的――就是原始的混乱的东西”。
2.复杂系统的认识论原理
在学习、继承钱学森复杂性思维的基础上，以及在上述的复杂系统本体论的指导下，我们提炼了复杂系统认识论的三条原理，即认识主客体的相对复杂性原理、认识的时空相对性原理以及理性知识的层次性和可综合性原理。
认识主客体的相对复杂性原理是指，高级复杂系统拥有更大的复杂度，才能概括和表达低级复杂系统的特点。科学哲学家雷舍尔指出，“认识论最基础性的原则之一就是，较低智商必定被更高智商所迷惑”。从更积极角度看待这个规律，就是要充分提高认识主体的复杂度，运用高复杂度的认知系统来概括低级复杂系统的特点。由此产生的一个关于认识论的基本命题是，为了研究一个复杂系统，首先必须界定问题的性质和其复杂度，然后，选择适当的研究工具，包括研究主体。钱学森“从定性到定量的综合集成法”的认识论基础就在此。
认识的时空相对性原理。我们将稳定的公共的认识，称为真理。真理本质上是人类文明(形世界)在长期进化过程中形成(涌现)的公共的稳定的认知结构。历史告诉我们，没有恒定不变的认知结构，真理具有相对性。复杂系统本体论指出，形体世界具有一元两面的特性，它们的密切相互作用是推动“真理”这个认知结构产生演化(观念进化)的动力。传统的真理观只注重真理的时间相对性，这里倡导的认识时空相对性原理同时还注重“空间”的相对性，即不同的人群可以拥有其相对稳定的、内容独特的认知结构。生命世界和文化的多样性发展，必然带来认识的多样性，这是复杂系统科学相对于自然科学真理观的挑战，值得深入探讨。这一原理对未来世界大同、多文化和谐共存的图景有重要意义。
理性知识的层次性和可综合性原理。理性知识是人类的一类特殊的认知结构。古代，哲学是表达理性知识的形式。科学的发展，极大地丰富了理性知识体系，形成了人类文明史上最为庞大的知识体系。但是，随着技术的先进，人们可以从多个角度获得见解和知识――由于复杂性，在一般情况下，这些知识和见解之间存在冲突，这是复杂性的来源。层次性和可综合性原理的正命题是说：存在一个多层次的整体，将互相冲突的知识安置在合适的层次和层面。我们将这一整体性的认知结构形象性地表述为“知识宝塔”。知识宝塔的存在是基于复杂系统的自组织性：无论系统如何复杂，它在
现实世界中依靠自组织形成一个有机的整体，知识宝塔是与这个现实的整体最贴近的表述。相互冲突的见解，如果它们在客观上是合理的，就是对事物的不同侧面和不同层次的性质的反映。发现知识宝塔，就是找到了综合这些合理见解的途径，也就解决了冲突――在更高层次上统一了相互冲突的知识。
上述认识论原理对于认识复杂系统的现象，集成观察数据，开展科学建模，以及指导实践具有指导性意义。具体地，也可以指导研究思维本身的具体的和微观层次的规律，这就是思维科学的内容。
3.思维科学与思维网络动力学模型
钱学森一直高度重视对思维规律的探索。他从系统论的思想出发，依照复杂度和应用特征，将思维分为四个层次――抽象逻辑思维，形象直感思维。灵感顿悟思维和社会集体思维，并且提出了若干课题和猜想。钱学森有关思维的论述集中体现了以下几点：首先，思维具有多层次性，从抽象思维、到形象思维、到灵感思维，以及更多的层次；其次，思维是开放的系统。钱学森有关思维的猜想虽然不具体，但更具有科学模型的特征，对中国思维科学的发展起到重要的推动作用。
过去几年，我们在系统梳理西方哲学认识论的基础上，尝试将康德的有机体概念落实到思维模型的构建中，形成与康德和黑格尔哲学思辨相呼应的思维和知识模型，并结合神经科学的最新发现，具体地将知识结构与网络回路联系起来，将思维过程与网络通道的激发和回路竞争动力学联系在一起，形成能够统一理解数理逻辑、辩证逻辑，甚至更广泛的复杂思维逻辑的理论框架，这就是思维的网络动力学模型。
在思维的网络动力学模型中，知识是一个存储在网络中的、具有多层次性及开放性特点的复杂系统，网络是对这个有机整体结构的描述，思维活动可以表述为是网络中存在的各类激发。具体地说，人在思维时，在大脑中形成一系列的网络通路激发，这些激发分为自下而上和自上而下的双向组织和调控过程。思维活动所形成的理性知识。是在诸多激发中形成的稳定回路结构，它们是一种亚宏观涌现，我们称之为知识回路。从神经科学和心理学的若干证据出发，我们猜想，知识回路展现出非线性多尺度动力学行为和网络状可变拓扑结构。这些认识形成了如下的知识回路模型：以概念形成思维网络的元节点，将命题表述为概念元之间的连接通道，将知识表述为多个命题通道形成的网络回路。
多层次、多连通的知识网络是对复杂系统多层次和多层面性质表述的需要，也是辩证逻辑发展的必然结果。辩证逻辑不要求命题之间无矛盾，它本身就是在处理有矛盾的命题过程中发展起来的。在我们提出的知识网络系统中，包含康德所提出的双向因果，它体现为由多个命题回路形成的自反馈超回路；随着概念元和连接数量的增加，网络层次可以多方位拓展，超越层次的回路结构可以形成，为完成黑格尔的辩证法思维提供保障。在形式逻辑层面上相互矛盾的命题，在更广泛的多层次的网络结构中可以存在。
4.复杂概念网络与新一代专家系统
上述的思维网络动力学模型建立了以网络回路之间的竞争动力学来实现演绎推理等思维活动的理论新框架，这为新一代专家系统的设计提供了理论基础。
思维的网络动力学模型，为我们解读实际的复杂思维提供了有力的理论工具。以中医临床医疗的辨证论治复杂思维为例，我们构建了基于复杂概念网络的中医思维动力学模型和模拟方法：(1)用概念网络的有序激活模拟推理；(2)用回路输出模拟医疗推理的结论和深层解释；(3)用多层次概念的逐层激活模拟推理的方向；(4)用多回路激活与竞争动力学模拟中医辨证论治；(5)用“多次迭代、逐级逼近”实现思维收敛并提高准确性。
中医的思维动力学模型，可以运用于中医典籍和临床医案的解读，进而构建中医复杂概念网络知识库和设计推理运算。2009年，我们初步构建了中医《伤寒论》的概念子网络，进行了中医诊断思维的初步模拟试验，获得与医案记载一致的结果。并在此基础之上，开始研制智能中医知识网络原型。这一研究，有望为新一代中医专家系统研究提供理论基础，为中医现代化和计算机智能化的发展建立一个新的基础。
四、复杂系统方法论
1.从定性到定量的综合集成法
1990年，钱学森提出的“从定性到定量的综合集成方法”，是对复杂系统本质认识的运用。综合集成法把专家集体的知识和存储在计算机里的丰富系统信息有机结合起来，开展综合模拟和分析。这一方法的运用，把人的思维成果、经验、知识、智慧以及各种情报、资料和信息加以综合集成，从整体的模糊的定性认识细化到局部的精确的定量认识。综合集成法的运用分为三个步骤：(1)集成多方面专家意见形成假设；(2)形成多参数定量模型；(3)形成预言并开展模型检验(实践)。上述三个步骤构成一个持续迭代的循环，促进对复杂系统认识的不断优化。2006年，于景元将钱学森复杂系统思想概括为钱学森综合集成体系――从综合集成思想、综合集成方法、综合集成理论、综合集成技术到综合集成工程。
上述复杂系统认识论的主体与客体的相对复杂性原理，为综合集成法提供了认识论基础。对于复杂度高的系统，例如人体和社会系统，必须依靠一个专家群体，运用多学科的综合知识，才能构建全面和深入细致的理解，形成有价值的模型和较为全面的行动方案。
综合集成法凝聚了钱学森多年从事科学研究和工程管理的经验，具有丰富的实践基础。钱学森指出：从定性到定量的综合集成法，“本质上是科学和经验的结合。”需要在充分运用以后，“才能再升华出理论，现在还只是方法而已”。人们普遍关注，如何运用综合集成法?多学科的知识如何集成?从理论上来说，首要的科学问题是通过怎样的宏观思维来确定复杂系统的维度(广度)和层次度(深度)，对系统形成合适的知识宝塔，这是有效集成多学科知识的前提。其次，对局部的精确建模也十分重要，这就涉及到复杂系统具体建模的方法论。
2.复杂系统建模的方法论策略
在多年从事复杂力学系统建模的基础上，我们提炼了如下复杂系统建模的方法论策略。
首先，复杂系统建模必须有明确的目标和问题。因为复杂系统包含着巨大数量的要素，而且还具有永恒的动态性，因此通常表现为数据众多而理论不足，在数据与目标、问题之间显现出巨大的鸿沟。所以，首先要对系统的问题目标展开理性的思辨和优化确定。明确阶段性认识目标，合理地规划对数据的分析，是首要任务。为此，必须从本体论原理出发，最大限度地利用复杂性共性实现对系统的“触类旁通”，并以此为基础鉴别所观察的信息和所提出的问题的价值。这就是“知识宝塔”的重要性，信息都应该在知识宝塔上有正确的定位，其重要性取决于它与系统研究目标和所解答的问题的
相关度。
其次，充分理解复杂系统的多层次结构性和动态性，不能期望一劳永逸地解决问题。其认识论依据是理性知识的多层次性和可综合性原理。为此，对复杂系统要梳理出多层次的目标和问题，明确分阶段的优化目标以及相关问题的重要程度和迫切程度，开展多层次和迭代重复的表述。每一次表述都不是终极的，它为下一次表述做准备。
在上述原理指导下形成的复杂系统的方法论策略为：“多层表述，逐级定量，多次迭代，逐步近似”。下面，我们介绍将这一策略应用于湍流世纪难题攻关的一些情况。
3.湍流世纪难题的攻关
湍流世纪难题始于1883年流体力学家雷诺的研究，一个多世纪以来，人们孜孜不倦地探讨着，如何定量精确地预测湍流平均流动的性质，形成了湍流世纪难题。20世纪30年代，德国科学家普兰特发展了边界层理论，被誉为上一世纪流体力学、应用数学领域最重要的十大成果之一。这一理论是当今航空航天计算设计的核心基础。但是，理论局限在简单边界和低速下，对高速飞行器的设计形成极大的制约。湍流世纪难题的重要性再次成为航空航天界的热点课题。
在对湍流研究百年来思想发展脉络的考察后，我们认为：“要实现湍流世纪难题的突破，必须在认识论、方法论上有所创新。必须对传统的还原论进行改造，既要重视理性的力学基本原理，又要充分考虑来自边界和复杂介质的信息，后者通常以经验的形式出现，两者的有机结合才能完成对宏观湍流的精确刻画。”于是，我们提出了湍流“结构系综”的新思想。
所谓结构系综，是对湍流脉动结构的宏观功能开展统计的、定量的和系统的描述。首先通过引进序函数、统计相关结构等一系列新概念，建立从数值模拟的经验知识中提取湍流结构统计效应的研究平台。2008年，以该思想为核心申报的科技部973项目“飞行器力学与光学设计中的关键湍流问题”成功立项。2010年，运用这一平台，我们成功地从大规模数值模拟数据中总结出边界层的多层结构理论，该理论定量推广了普兰特的边界层理论，正在用于指导设计新型的航空航天湍流计算模型。最近，多层结构理论又在理论上取得极有意义的进展，一个基于多层李群对称性的湍流边界层理论正在诞生。该理论旨在延续统计物理平均场理论的传统，将朗道创立的序参数理论、威尔森创新的临界现象的重整化群理论推广到湍流平均场，为解决经典物理的最后一个难题带来新的希望。
湍流这一硬科学的难题，其最终突破将是哲学认识论、方法论和严谨的数理逻辑推理的共同产物。复杂系统思想应用于具体实践，终究要将这几方面有机结合，才能产生实质性的创新。
五、复杂人体系统科学原理的提炼
1.钱学森论人体复杂系统
钱学森指出，“要建立开放复杂巨系统的一般理论，必须从一个一个具体的开放复杂巨系统人手。”我们这里以复杂人体系统为例，发展钱学森复杂系统思想。
科学飞速发展的20世纪，众多思想家在不同的背景下指出，应该加强对人体的系统性和复杂性的认识。但在众多学者中，钱学森是提出建立系统人体模型的第一人，是提出建立以人体系统模型为核心的专门学科――即人体科学的第一人，是探讨创立这门学科的方法论的第一人，更是认识到这门学问的重大价值，极力倡导发展这门学科的第一人。
钱学森指出：“人体是一个巨系统，不断地与环境、与宇宙交往联系，其内部结构也必然形成许多层次，层次各有其特征，层次又有互相的交往，有反馈调节控制。人体科学的任务就是理解这样一个复杂的巨系统”。
2.应用于运动训练的人体复杂系统模型
在负责组织奥运竞技体育项目――皮划艇激流回旋――科技攻关项目的过程中，我们尝试运用钱学森复杂系统思想，研究运动员人体系统，并在实践中总结并发展复杂人体系统研究的思路、方法和原理。在这场特殊的、跨领域的攻关实践中，我们以复杂系统的本体论、认识论、方法论为指导，以开发优化人体系统(培养冠军运动员)的技术和促进人体系统工程实践(创新高效的运动训练系统)为目标，以当代生命科学、生理学、心理学、神经科学、运动训练学等学科前沿知识为基础，提炼了人体复杂系统科学的若干原理。
首先，从复杂系统多层性特征的本体论出发，我们提出人体系统的多层次耦合作用原理，目标在于建立从分子细胞到人体行为的多层次关联。我们特别提出，显意识、潜意识与下意识与人体不同层次的神经系统功能有对应，意识的调控对应着神经系统的改变，进而影响人体功能。这一理论打破了心理、体能、技术训练之间的隔阂，为综合性心身训练提供了理论基础。
其次，从复杂系统的开放性出发，我们提出了人体意识系统的开放性原理和心理能量模型。个人的认知、情绪、思维以及心理动力的变化，只有在心理开放性原理下才能得到理解，并为心理能量的来源问题提供了新的视角，为心理训练提供了新的方法。
再次。从复杂系统的网络相互作用机理出发，我们提出人体行为控制的网络作用模型。人体系统不是机械的演化，而是拥有“期望”和“行为控制”方式的进化能力。人的理性自主活动可以概括为如下动态循环过程：愿望产生――设定目标――产生计划――执行计划――效果反馈。上述诸要素及相关子系统构成行为调控网络，该网络的建立为运动训练的科学化提供坚实的基础。
上述原理在与神经科学、认知科学、中医学、系统科学和运动训练学等学科的碰撞下，进一步形成一系列运动训练方法。例如，“技术认知训练方法”、“心理能量训练方法”、“意志力训练方法”、“科学思维训练方法”和激流训练特殊的“表象训练三部曲”方法，形成了一个综合的激流训练新体系。
这些研究成果，一方面丰富了运动训练理论，提出了新的运动训练学研究课题，同时促进了对人体系统的相关基础科学研究。这些原理和训练方法，对中国激流国家队运动员竞技能力的提升已经起了显著的作用，被竞技体育专家李少丹教授认为“对传统的运动训练学构成了有力的冲击”。
六、复杂系统实践论与大成智慧工程
1.钱学森“综合集成体系”与“大成智慧工程”思想
钱学森提出的“从定性到定量综合集成研讨厅体系”，是他领导并组织实施的两弹一星大规模科学技术工程实践经验的结晶。本质上这是一套理性的运用众人之力、处理复杂系统问题、探索复杂系统规律的实践方法。
综合集成研讨厅体系旨在把下列成功的经验和科学技术成果汇总起来，并升华：①国际学术讨论会(seminar)的经验；②从定性到定量的综合集成法；③军事作战模拟；④情报信息技术；⑤人工智能；⑥灵境技术(Virtual reality)；⑦人一机结合的智能系统；⑧系统学；⑨“第五次产业革命”中的其他各种信
息技术等。
综合集成研讨厅体系的目标是集“大成智慧”来解决实践中的复杂问题，钱学森指出，“大成智慧……就在于微观与宏观相结合，……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!”
钱学森把运用综合集成法的集体称为“总体设计部”，他希望将之建设成国家进行长远规划、解决各种复杂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。并指出，总体设计部作为领导部门的决策咨询机构，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。
总体设计部的实施对于中国社会的发展具有特殊的意义。那么，它的成功实施需要具备什么条件?这个问题只能通过理论结合实践的道路才能够得到解答。
2.科技奥运中“大成智慧工程”的成功实践
理论探索和实践之间形成快速迭代，是成功开展复杂系统研究的必要条件。这一条件必须由社会系统来提供，这是复杂系统研究取得社会性成果和效益的保障。我国竞技体育系统具有目标清晰化和组织结构准军事化两大特征，是一个可以提供保障的社会系统。前者以竞技成绩为标志，使得理论成果能够得到快速而鲜明的检验；后者则提供专家研讨厅的组织保障。因此竞技体育系统是实践钱学森“综合集成研讨厅体系”和“总体设计部”的难得的实验平台。
从2006年1月到2007年8月，在举国支持的科技奥运攻关活动中，我们在国家体育总局水上运动管理中心的组织下，在激流回旋国家队主持了创新型、学习型、复合型教练团队的建设，该团队包括“中外科”(中方教练+外籍教练+科研人员)三方面的人员。在钱学森综合集成法与专家研讨厅思想的指导下，这支团队快速集成国际先进激流知识，并根据中国运动员特点创新中西结合的新型训练方法。这是一个由系统论主导的过程，既充满了东方思维特色，又合理运用了西方科学的精确思维特点。三支力量有机凝聚，集中发挥了“1+1+1>3”的特殊系统功能。
运动员人体是复杂的，运动训练是复杂的；竞技比赛充满不确定性和艺术性，更为复杂。通常，这些复杂性是由教练员这个具有丰富实践经验的“人”来承担的，它受到教练员个体认识的局限。由专家学者来主导运作教练团队，将经验与理性相结合，是钱学森大成智慧工程的特色。但在实际运作中，面临着跨领域探索的巨大挑战，需要克服一系列困难。正是这些困难，为实践和检验钱学森的“大成智慧”思想提供了难得的平台。
我们在科技奥运的这一实践活动中，对“专家研讨厅”的运作规律进行了细致的总结，提出了如下认识：专家研讨厅的成功运作，需要满足四个条件，即有目标、有方案、有标准和定期研讨，这也是“专家研讨厅”高于常规的“开会”之处。一个持续的、多轮迭代的运行是成功的关键，为此，还需要有三点保障：(1)人心需要安稳；(2)组织需有结构；(3)目标需要崇高。实现这些条件的关键是人才和组织支撑，人才的关键在于专家研讨厅的首席科学家，他的目标、胸襟、才干、方法以及人生积累，是集体智慧能够不断集成的关键要素；组织支撑是团队高效率和可持续性运行的保障。两者缺一不可。
上述实践在较短的时间内就给中国国家激流队带来了新气象。复合教练团队实现了经验、知识和智慧的快速集成，迅速掌握了这个项目的系统规律，带来了中国国家激流队竞技水平的快速提升。2005年以前，中国选手从未打人世界大赛的前10名。2007年，在复合教练团队指导下，中国队获得首枚男子双划世界杯铜牌，实现了历史性突破，国际划联专门致电祝贺。从那时起，中国队在国际大赛中已经近20次打进决赛，并取得1金3银3铜的成绩，令国际激流界瞩目。
2006年8月，原先从未进入前六名的年仅18岁的国家队女子皮艇运动员李彤被选为科技奥运“试验田的种子选手”，开始接受北大团队在新的理念和方法指导下的系统训练。2006年下半年，李彤就在国内和亚洲比赛中获得6枚金牌。2007年7月，在德国奥格斯堡经典的激流赛道，第一次接触这个赛道、第一年参加世界杯比赛的李彤就成功打进决赛圈(前十名)，创造了激流史上的一项纪录。国际划联官方网站的成绩记录表明，李彤是该年度世界上进步最快的女子皮艇运动员。2008年3月，在大洋洲锦标赛暨奥运资格选拔赛上，李彤获得银牌，创下了与2004、2008年两奥运金牌选手卡琳斯卡仅差0.6秒的佳绩，赢得了中国女皮国际大赛历史最高荣誉!
七、钱学森复杂系统思想的学术意义和展望
1.对国际复杂系统研究的意义
钱学森开创复杂系统研究始于20世纪80年代，当时相关的科学探索还处于萌芽状态，如今复杂系统研究经历了从关注现象到关注方法、进而探索原理的过程，已经成为科学研究的前沿。1999年，美国“Science”杂志，刊登了一组标题为“复杂系统”(ComplexSystem)的专辑文章，这些文章就化学生物学、神经学、动物学、自然地理、气候学、经济学中的复杂性问题进行了论述；2001年，英国“Nature”杂志，也就复杂性的某些共通的侧面，例如“噪声与秩序”、“复杂网络”等展开讨论。2009年，“Science”杂志发表的“复杂系统与网络”的专辑文章，进一步关注刻画复杂系统的一个重要工具，即“复杂网络”。2008年11月，美国国家科学基金会召开了一次题为“物理科学和工程中的复杂系统研究基础”的工作会议。美国工程、数学和物理科学理事会委托给会议专家的任务是：确认在复杂系统研究道路上的“障碍”和“突破口”。与会学者们提出了复杂系统研究别突出的4大类问题，即：研究复杂系统的最好模型是什么?复杂系统的结构是如何约束它的涌现行为的?复杂系统演化和适应的结果是什么?如何校正复杂系统并且预见它们的行为?
上述问题的本质在于：如何提炼复杂系统的原理、以及如何在实践中优化复杂系统。而本文所述的钱学森复杂系统思想及其最新发展，为系统地解答上述问题提供了新的思路。
复杂系统研究应该更紧密地依赖哲学本体论，将刻画整体结构的概念网络与刻画局部变化过程的传统数学进行有机对接，并反复迭代。从这个意义上讲，需要大力发展复杂网络这一数学工具，来回答上述第一和第二个问题。针对后两个问题，钱学森复杂系统思想倡导有机地运用人(专家)的思维，甚至专家群体的思维，将经验和直觉与计算机(精确数学模型运算)进行有机对接。客观地说，这些思想超出了西方学者的视野，走在国际复杂系统
研究的前沿。如果能够有效地落实，对发展跨学科研究，特别是针对人和社会的复杂性问题的研究，有不可替代的价值。
2.对国家建设的意义
我国处在经济高速发展阶段，各类社会矛盾正在集中爆发。医疗问题、教育问题，以及社会繁荣和稳定问题，都是典型的复杂性问题。一直以来，这些问题的解决依赖于各级政府与各个社会机构，依赖于德才皆备的各级领导。但是，随着信息社会的来临，随着社会的民主化和人们需求的多样化，需要政府处理复杂性的能力有较大的提升。钱学森的“大成智慧”学说正是未雨绸缪，因这样的需要而产生的。钱学森复杂系统思想，对社会发展必将起到重要作用。
从本质上说，社会是人实现生命价值的场所。以此为准则，以充分发挥人体潜能为目标，对社会活动开展复杂系统工程设计，使参与活动的人群在活动中体会生活、体会生命、体会人生价值，这将从深层次上重新评估现有的政治、经济、管理、科学研究、教育和医疗活动。社会实践以提升人体素质为目标，就不是个别理论和个别技术所能处理和解决的。社会科学应该是生命群体的系统科学，而社会实践在本质上是生命群体的系统工程，即社会系统工程。如果这些思想能够得以付诸实践，必将对中医现代化工程、教育体制改革、运动训练系统工程、社会健康保障系统的设计和实施起到有力的推动作用。
参考文献：
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钟老师，您已经研究了几十年的信息科学。《信息科学原理》一书已经重印到第五版。您能否给读者们讲一讲，信息科学是什么？有什么特点？
钟义信：简要地说，信息科学就是研究信息及其运动规律的科学。具体地说，信息科学是“以信息为研究对象、以信息运动规律为研究内容、以信息科学方法为研究指南、以扩展人的智力能力（它是信息能力的有机整体）为研究目标”的一门新兴横断科学。
武健：从概念、定义来看，信息科学与计算机科学并不完全一样。因为信息科学是以信息运动规律为研究内容的，研究内容既不专指计算，也不是专指计算机。从这个角度思考，信息科技课程与计算机课程的内容将有很大的区别。这对于一线信息技术教师来说，了解信息科学就更加重要了。您能否给我们讲一讲信息科学的核心内容是什么？它对于整个社会能发挥什么作用？
钟义信：信息科学的概念（定义）也可以通过它的基本模型来表现（见下页图1）。
这个模型也可以简化为以下更直观一些的模型（见下页图2）。
考察信息科学的定义和它的基本模型（以及简化模型）可以知道：
信息科学最大的特点是研究“信息”（而不是物质和能量）。
它的核心内容就是研究“信息运动规律，即信息-知识-智能转换的规律”。
世间一切物质的运动都会产生信息。人类正是通过研究信息，才能认识世界（包括自然和社会）。因此，信息科学的研究目标，就是“扩展人类的智力能力，也就是扩展人类认识世界和改造世界的能力”。这就是信息科学对于整个社会的作用所在。
武健：我记得您曾经讲过信息分成主客体关系，那么我们理解基本模型与简化模型也是一步步地发展出来的。从简到繁是否可以这样理解？（如下页图3）
从信息定义的基本模型中，还可以看到信息科学在特别关注着策略，尤其是人的策略。从这个角度来看，信息科技课程中会有着一批以前没有的教学内容。技术课中的学习计算机操作的教学目标是学会操作。而信息科技框架下的课程则需要以应用技术，挖掘其中的问题解决策略，了解信息科学概念与原理为主要目标了。
每个学科都会有一批本学科的科学家，像牛顿对于物理，哈勃对于天文，欧姆对于电学……信息科学是一门新兴的横断科学，那么您认为这门学科中有代表性的信息科学家有哪些人？
钟义信：横断科学，是在概括和综合多门学科的基础上形成的一类学科。它不是以客观世界的某种物质结构及其运动形式为研究对象，而是从许多物质结构及其运动形式中抽出某一特定的共同方面作为研究对象，其研究对象横贯多个领域甚至一切领域。所以，信息科学家、信息技术专家会有自己的领域，但会在共同的信息方向有突出贡献。
如香农（Shannon）在1948年发表了论文“通信的数学理论”，奠定了“通信信息论”;维纳（Wiener）在1948年出版了著作《控制论》，奠定了随机控制理论，贝塔朗菲（Bertalanffy）在20世纪60年代出版了《一般系统论》，建立了系统论。西蒙（Simon）对功能模拟的人工智能理论做出了奠基性的贡献，费根鲍姆（Feigenbaum）是人工智能专家系统的开拓者，闵斯基（Minsky）对人工神经网络和认知理论有突出的贡献，查德（Zadeh）创建了支持信息科学研究的模糊集合和模糊逻辑， 柯尔莫戈洛夫（Kolmogorov）对信息理论和控制理论都有杰出贡献，等等。这些人都在信息科学领域有过不同方面的重要建树，都可以称之为信息科学家。
由于我国只有各种信息技术的学术机构而没有专门的信息科学的学术机构，很少纯粹信息科学方面的交流机会，因此很难确定谁是信息科学家。不过，由于我国信息化建设的迅猛发展，确实出现了不少在信息科学技术方面做出重要贡献的人员。
武健：信息科学是一门新兴的学科。既然是“新兴”，那么它一定在发展，甚至是快速发展。您认为信息科学主要研究的方向与进展如何？现阶段出现了什么样的困难？
钟义信：相对而言，信息科学是一门非常年轻的学科。因此，它的主要研究方向应当是信息科学的基础理论，研究信息的基本运动规律。其中包括信息理论、知识理论、智能理论，特别是信息、知识、智能之间的转换理论（一体化理论）。
经过半个多世纪的研究和探索，我们在这些基础研究方面取得了可喜的进展，具体表现在：建立了超越与拓展传统信息论的“全信息理论”，发现了“知识的生态学规律”，创建了“机制模拟的人工智能理论”，实现了“结构主义、功能主义、行为主义人工智能理论”的统一，还创建了“基础意识―情感―理智三位一体的高等人工智能”，特别值得提到的是，发现了意义重大的“信息转换与智能创生定律”。
在取得这些进展的过程中，发现物质科学（代表性科学是物理科学）的科学观（还原论）和方法论（分而治之）不适用于信息科学（和智能科学）研究，总结并提出了适用于信息科学研究的新的科学观和方法论。
面临的主要困难是：由于信息科学和智能理论的研究对象多数是非常复杂的问题，因此现有的数学工具不敷应用，特别是其中的逻辑理论还相当单薄，不足以支持这些复杂问题的创新研究。这是当前信息科学发展中的“瓶颈”。
武健：信息科学关系到的方法论可以分成信息科学研究的方法论和信息技术应用的方法论。根据这样的观点，在信息科技课程中，需要以完整的信息综合活动展开教学，而不适合片面地学习信息获取、信息处理某一个片段。因为信息科学方法论更强调从整体到局部，不建议从信息运动中的某一细节去理解典型的信息过程。
信息科技的方法论分成理论研究层级和技术应用层级。您认为在信息科学研究中，常用的方法与手段有哪些？
钟义信：与物理科学研究方法最大的不同，是不再采用“分而治之，各个击破”这种流行了数百年之久而且一直行之有效的传统科学研究方法论，而是改为运用全新的“信息转换与智能创生”方法论。
原因是：“分而治之”方法论在把系统分解为若干子系统的时候，必定会丢失各个子系统之间相互联系相互作用的信息，而这些信息正是复杂信息系统的生命线。就像研究人脑思维奥秘的时候，如果采用“分而治之”的方法把人脑分解为若干部分进行研究，即使把每个部分都研究好了，也无法揭示人脑思维的奥秘，因为分解之后的这些人脑部分根本无法复原为活的人脑。
“信息转换与智能创生”方法认为，信息系统是一个生态系统：由信息生成知识进而生成智能（策略），从而按照策略解决问题。它强调信息、知识、智能（策略）之间的相互联系和相互作用，强调信息、知识、智能（策略）之间的生态联系，根据外部世界客体的信息和认识主体的目的，可以通过学习创生解决问题的智能策略。
至于具体的研究工具，基本也是硬件试验和软件仿真（包括虚拟现实）。
武健：在信息科学体系中，您认为这个领域中最基本的概念和原理是什么？
钟义信：信息科学最基本的概念包括信息、知识、智能。人们往往把信息科学技术仅仅局限在“信息”范畴，这其实是对信息科学技术严重的。经过这样的信息科学技术的作用，就大大被削弱了。
信息科学最基本的原理则是：信息―知识―智能转换原理。正确运用这个基本原理，人们就可以在具体的环境中求出解决问题、而且保证实现“主客双赢”的智能策略，从而满意地解决问题。
武健：一般人都知道，现代科学与技术有着不可分割的密切关系。一方面，很多人还不知道什么是信息科学，另一方面，还不能想象信息科学与信息技术之间有什么关系。您认为两者有什么样的区别与联系？
钟义信：信息科学与信息技术是一对孪生的概念，信息科学是信息技术的理论基础，信息技术是信息科学理论的具体实现。两者相互联系，相互促进。
武健：很多人认为信息技术就是计算机技术加上网络技术，信息技术就是能够用计算机上网。这部分人觉得，信息技术就是信息技术，不是什么“关于信息的技术”。关于这些观点您是怎么看的？从信息科学的角度来看信息技术应当包含什么内容？
钟义信：只要对照信息科学的简化模型，就可以很明确地回答：信息技术不等于计算机技术和网络技术，因为这个说法很不全面，忽略了传感技术，忽略了控制技术，特别是忽略了人工智能技术。
实际上，在以往，关于“信息技术”的概念，确实曾经流行过很多各不相同的说法。其中比较出名的包括：
1C说――认为“信息技术就是Communication技术”，理由是：信息论就是通信论;也有一些人认为“信息技术就是Computer技术”，理由是：计算机就是用来处理信息的技术。
2C说――认为“信息技术就是Computer+ Communication技术”。
3C说――认为“信息技术就是Computer+ Communication + Control技术”。
但是，对照信息科学的简化模型就可以明白，这些说法都属于“以偏概全”的认识，都是不全面的认识。
从信息科学的简化模型可以非常清晰地了解到具体的信息技术内容，包括实现信息获取功能的“传感技术”，实现信息传递和策略传递功能的“通信技术”，实现信息预处理功能的“计算机技术和存储技术”，实现信息认知功能和智能决策功能的“人工智能技术”，实现策略执行功能的“控制技术”，以及实现反馈学习和策略优化的“信息系统自组织技术”等。
武健：您认为未来20～30年，信息科技最有意思的发展可能是什么？
钟义信：根据“科学技术拟人律”，未来20～30年，信息科学技术最有意义的发展将是人工智能技术。
对照信息科学简化模型就知道，扩展感觉器官功能的传感技术、扩展传导神经系统的通信技术、扩展思维器官预处理功能的计算机技术以及扩展效应器官功能的控制技术都是相对而言的技术，扩展思维器官认知功能和决策功能的人工智能技术才是核心技术。目前信息技术已经得到长足的发展（未来当然还会继续发展），这就为核心信息技术的发展打好了基础，也产生了需求。因此，未来20～30年间，人工智能科学技术必然成为发展的主导潮流。
武健：您认为学习信息科技的知识对于中小学生来说有何意义？有没有哪一部分内容需要在现阶段特别强调的？
钟义信：中小学生绝对应当学习基本的信息科学知识，掌握信息技术的基本能力。当今的时代是信息时代，不学习信息科学技术，就会成为落伍的一代，被淘汰的一代。这是非常危险的。
当然，中小学生学习信息科学技术应当遵循“循序渐进”的认知规律和“兴趣引导”的教学方法。事实上，信息科学技术本身的发展就是循序渐进的，如图4所示。
武健：您对中小学的信息科学与技术课程（不等同于计算机课程）有何期望与要求？
钟义信：根据“信息科学技术”的定义，“计算机科学技术”只是“信息科学技术”的一个组成部分。部分不等于全体，部分不能代替全体。所以，不能用“计算机”课程代替“信息科学技术”课程。
中小学的信息科学技术教育是一个极其重要的问题，又是一个十分复杂的问题。我们不能就事论事孤立地讨论中小学的信息科学技术课程，而应当把它作为“国家信息科学技术教育系统工程”来统筹考虑：小学阶段学什么？中学阶段学什么？大学阶段学什么？硕士研究生阶段学什么？博士研究生阶段学什么？等等。
按照“信息科学技术教育系统工程”的思路，中小学生应当通过“学习最为基础的信息科学概念”和“掌握最为基本的信息技术能力”形成“最浅层（然而又是准确的）的信息科学技术观念和浓厚的兴趣”。其中，“观念和兴趣”是最重要的，而“概念和能力”则是支撑这种“观念和兴趣”的支柱。
武健：钟老师，感谢您的指导。您认为2010年后，学科基本研究才逐步成熟起来。一门学科从成熟到走进基础教育往往需要十多年的工作，而信息科技课程的发展将是长期的。希望您以后能够经常关注基础教育中的信息科技课程发展，给我们更多指导。
附录：
摘要]网络经济改变了整个社会经济的生产结构和劳动结构，打破了传统的企业管理模式和会计模式，由此，也动摇了传统会计理论的框架。本文从网络会计时空观的角度，对当前我国会计假设理论的不足进行剖析，认为在网络经济环境下，会计系统以计算机、网络技术等新型的信息处理工具置换了传统的纸张、笔墨和算盘，而这种置换不仅仅是简单的工具改变，也不再是手工会计的简单模拟，更重要的是它所带来的对传统会计理念、理论与方法前所未有的冲击与反思，并由此而引发叉一场会计发展史上的大革命。
[关键词]网络经济会计时空观会计假设缺陷会计系统变化
在我们跨入21世纪之际，由现代信息技术，特别是网络技术引发的全球信息化浪潮冲击着传统社会生活的每一个角落，网络化、数据化、知识化已成为时代的主旋律。网络时代改变了整个社会经济的生产结构和劳动结构，打破了传统的企业管理模式和会计模式，由此，也动摇了传统会计理论的框架，其中，首当其冲的是改变了会计的时空观。
一、网络经济与会计
现代社会经历的信息革命是人类历史上文明发展的崭新阶段。随着20世纪40年代末信息论、系统论、控制论的产生，经典理论中关于宇宙\"实体\"和能量要素的观念被物质、能、信息三要素理论所取代。从信息角度对事物客体加以新的描述，已成为现代人的认识和思维方式。[1]目前，微电子技术、现代通讯技术、生物工程、人工智能、CI设计等知识密集型产业的迅速倔起，形成了继第一产业(农业)、第二产业(工业)、第三产业(商业)之后的第四产业，从而将人类社会从\"工业文明\"推进到\"信息文明\"。在现代信息技术的催化下，全球的网络经济已具雏形，网络己不仅仅是信息传递的媒介，更为企业的生产经营活动提供了新的场所，开创出一些全新的经济组织(如虚拟企业)和经营方式(如电子商务)。因特网给世界经济上足了发条:以往建立一个公司直到其上市，通常需要几年甚至十几年时间，可是今天的网络公司，从几个人的小作坊摇身一变成为几亿美元的上市公司，只需十个月;电子计算机从50年代开始发展，40多年间，从286到386……到奔腾，芯片的发展速度呈现出每18个月翻一番，同时保持成本基本不变的趋势，这就是著名的\"摩尔定律\"。因特网驱赶着IT业一路狂奔，加紧工作，不断创新，因为18个月后\"不成功便成仁\"。可以说，因特网己渗透到整个世界的每一角落，正深刻改变着经济社会的\"游戏规则\"。[2]
会计是社会生产力发展的产物，\"经济越发展，会计越重要\"。会计作为社会经济计量的支柱，从内容到形式总是体现着各个时代经济发展的主要风貌，它的不断发展标志着社会文明和经济管理的进步。就信息文明对会计学科的影响而言，它便会计发展史经历了由会计电算化到会计信息化两次重大变革。
会计电算化是以电子计算机替代人工记账、算账、报账的过程，它的出现是会计技术手段上的一次\"革命\"。会计电算化的到来，把广大会计工作人员从那种日夜埋头于抄写、计算、整理、汇总、核对等繁重的手工作业中解放出来，使他们得以腾出精力，逐渐由\"核算型\"转向\"管理型\"，从而提高了会计工作的效率，促进了会计工作的规范化，为整个管理规则的信息化和现代化奠定了基础。值得注意的是，尽管手工会计系统的纸张、笔墨、算盘己被电子计算机所替代，但会计规则(如会计假设、会计原则)并没有因使用计算机而改变。因此，有人将此时的电算化会计系统称之为\"手工会计系统的仿真\"。[3]
近期来，现代信息技术、尤其是网络技术在会计领域的应用和发展，预示着会计技术手段由会计电算化进一步跨越到会计信息化阶段。会计信息化的目标是通过将会计与现代信息技术(主要是网络技术)的有机结合，对会计基本理论与方法、会计实务工作、会计教育等多方面均进行全面发展，进而据以建立满足现代企业管理要求的会计信息系统。因此，会计信息化的本质是会计与现代信息技术相融合的一个发展过程。作为会计发展史上的又一个里程碑，会计信息化是一次\"质\"的飞跃，其意义在于:它不再是会计技术手段的简单替代，或电子计算机的延伸，而是由此引发的对现行会计规则的挑战，以及对传统会计理论与方法的整合。对此，一些有识之士，适时提出\"网络财务\"[4]或《网络会计\"的全新概念。
二、从网络经济角度重新审视会计的时空观
康德哲学认为，宇宙本体之下，最基本的范畴是时间和空间。经济学意义上的时空观意味着满足人类需求的衡量:农业文明，产品生产者就是自身产品的需求者，没有商品交换，没有产品的社会性，不需要也不可能跨越时间和空间去满足他人需要;工业文明，产品变成商品，扩大了人们的经济交往范围。商品生产者投人资本进行商品生产，资本是一种时间的等待，就是牺牲当前的消费，投资于长远的利益。此外，为实现商品价值，需要通过动力型的生产力，也就是蒸汽机来跨越商品生产者与商品消费者之间的空间距离;信息文明，由于因特网，世界变成了一个地球村，此刻，时间和空间的距离又变小了。只要在线，发个E@M队IL，瞬间即可沟通信息，与地球另一边的企业距离变得很近。如不上网，与隔壁企业的距离却很远，这完全是另外一种意义上的时空概念。因特网的本质就在于使时间和空间的距离为零，或近似于零，也就是便距离带来的磨擦系数降低，减少科斯所说的交易成本，加速度地实现商品流通。[5]目前，随着信息文明的到来，会计所面临的社会环境和经济环境与工业时代相比，发生了巨大变化。但现行的会计理论与方法仍局限于工业文明的层次，这种过时的思维模式如同机器上的固定齿轮，僵化呆板而又缺乏大局观。如果从网络经济的角度重新审视，展示在我们面前的将是一片会计时空的新视野。
(一)网络会计的空间观对会计主体假设的影响
空间，是指运动着的物质的伸张性和广延性，一定的空间范围对物质运动的发展有制约和影响作用。传统会计的主体假设从空间上限定了会计工作的具体范围，在这一假设基础上，资产、负债、所有者权益、收入、费用、利润等基本要素才有空间的归属。[6]在网络经济时代，企业作为会计主体，其外延不断变化，至少表现在两个方面:
1．模糊性。例如，已构成母、子公司关系的企业集团出现后，会计为之服务的主体已具有双重性;再如，基于网络的一种临时性结盟组织(VIRTUALFIRMS虚拟公司)已不同于传统意义上的企业组织，它借助于计算机网络根据工作任务或市场变化的需要，可以迅速地进行分合、重组，即其\"主体\"可能时而膨胀、时而缩小、甚至解散;[7]以及近期出现并快速发展的基金项目。如此，便会计核算的空间范围处于一种模糊状况。对于会计主体的这种模糊性，需要重新认识和拓展会计主体假设的空间界限。
2．整合性。随着全球经济一体化和国际资木流动的加剧，企业间不断进行分化、重组、兼并，跨地区、跨行业、强弱联合、强强联合，成立企业集团，乃至跨国集团公司，会计主体呈不断整合之势。以往由于受传统方式的空间局限，集团型企业(总公司)对异地机构(子公司、分公司)的会计核算和财务管理，在技术难度和管理成本上都是高昂的。因而，在一定程度上，制约了资本的流动和企业的整合。基于互联网的会计系统突破了这一空间局限，无需远行，通过远程报表、远程监控，使物理距离变成鼠标距离，使其管理能力能够轻易地延伸到全球的任何一个结点。从而，也使得\"大企业变小\"、\"复杂机构变得简单明了\"。从这个意义上来说，又缩小了会计为之服务的空间范围。
(二)网络会计的时间观对持续经营、会计分期假设的影响
时间，是指事物运动的持续性和顺序性，是运动着的物质存在的形式。时间是无限的，但具体事物运动的时间是有限的，它是一种不可再生的资源。持续经营假设和会计分期假设确立了会计工作的时间范畴，前者设定会计主体是一个\"健康肌体\"，后者的设定是为了便于对会计主体\"健康状况\"的定期诊断。网络会计对持续经营、会计分期假设的突破表现在:
1．即时性。持续经营假设设定了企业在未来的一定期间内不会发生解体清算的前提条件，这是进行资产计价和收入配比、费用分配的基础。但现代经济中的不确定因素不断增加，随时都可能导致企业解体，比如，按照\"摩尔定律\"IT业企业的生命周朔只有18个月;而短期的基金项目、网络会计的虚拟公司是一种临时性组织，从事的多是一次易，完成后即告解散，生命周期极短，显示出即合即分的\"即时性\"特征。因此而引发对持续经营假设的否定，缩短了会计的时间界限。
2．实时性。会计分期假设为定期报告企业财务状况，确定经营损益提供了前提，同时，它也是权责发生制、会计要素确认与计量的依据。在网络环境下，计算机强大的运算和传输功能，使手工处理信息高成本的障碍被扫除。如果说PC时代的会计系统主要解决工作量问题，那么网络会计将在此基础上重点突破速度问题。时间上便会计核算从事后达到实时，财务管理从静态走向动态，只要需要，无需顾及和等待会计期末，击点鼠标即可生成所需的会计信息，丰富了会计信息的内容，提高了信息的质量和价值。由此，可以满足期货业务、衍生金融工具的特殊需求，满足广大投资者(股民)的投资需求，去年11月，国际会计准则委员会就了\"因特网上的会计报告\"的文件。网络会计的实时性便会计分期假设消除了时间的断点。
三、穿越网络时空隧道的会计反思
会计的时空观是构架会计理论与方法的哲学。网络环境下，它的重大改变必将引起会计系统的一系列变化:
l．集成化。会计信息是对企业经济活动的反映，其数据源于业务部门(如，人、财、物、供、产、销)。基于互联网的企业管理信息系统，将企业整个生产经营活动的每个信息采集点都纳入企业信息网之中，大量的数据通过网络从企业各个管理子系统(如生产管理系统、库存管理系统、人事管理系统)直接采集，并通过公共接口，与有关外部系统(如银行、税务、经销商等)相联结，便会计系统不再是信息的\"孤岛\"，绝大部分的业务信息能够实时转化，直接生成会计信息，会计数据处理呈集成化之势。
2．简捷化。由于电子计算机具有强大的运算功能，系统由计算机来执行从会计凭证到财务报告全过程的信息处理，人工干预大大减少，客观上消除了手工方式下信息处理过程的诸多技术环节，如平行登记、错帐更正、过帐、结帐、对帐、试算平衡等。[8]再者，计算机又承担起存货计价、成本计算和计提折旧等繁杂的核算工作。因此，相对于手工会计而言，会计电算化的技术性及其复杂程度也大幅度降低，传统的手工会计处理将逐渐退出历史舞台。
3．多元化。即:(1)收集与提供信息多元化。在经济社会一体化、数字化、网络化的基础上，会计系统通过对企业内外各个机构、部门的信息接口转换、接收货币形态的信息，同时亦可接收非货币形态的相关信息，其信息渠道更加宽敞;随着多媒体技术的采用，电算系统除了提供数字化信息，也可提供图形化信息(如财务分析、预测的直方图、折线图)以及语音化信息(如有声财务分析报告);(2)处理信息方法多元化。电算化条件下，会计系统在主体认定的计算方法(如固定资产折旧的直线法)的同时，如果需要亦可选用其他备选方法(如双倍余额递减法、年数总和法)进行计算，比较差异。为加强管理与考核，甚至可以启用手工方式下所不得不放弃的核算方法，例如，零售企业的\"售价数量金额核算法\"、工业企业的\"作业成本法\"等全新的核算方法;此外，由于系统可以接收(或调用)大量非货币形态的相关信息，便于系统运用有关数学模型，进行财务分析、预测和决策;(3)提供信息空间多元化。借助于信息处理方法多元化的结果，会计系统提供信息的空间非常广阔，根据需要，有货币形态的信息，亦有非货币形态的相关信息(如职工的招聘与下岗、社会公益事项)，既有历史信息(历史成本)，也有现在信息(重置成本、公允价值)和未来信息(预定成本、目标利润)，最终的会计信息将摆脱现有模式，能够满足不同用户的个性需要，用户可以通过\"菜单\"或\"会计频道\"，[9]选择搭配会计信息的\"套餐\"或\"节目\"。
4．电子化。我国会计电算化的初级阶段便会计手段由算盘到键盘，从账本到磁盘。而网络会计将便会计介质继续变化，迅速走向电子化，如各种发票、结算单据均以电子化的形式出现，会计数据流动过程中的签字盖章等传统确认手段失去意义。此外，随着电子商务的兴起，货币的\"质地\"也将变化，不再是原来的纸币或硬币。网络会计环境是一个集供应商、生产商、经销商、用户、银行等机构为一体的网络体系，巴不存在货款的直接交易，而代之以电子货币进行网上结算。计算机信息处理的集中性、自动性，使传统职权分割的控制作用近于消失，信息载体的改变及其共享程度的提高，又使手工系统以记账规则为核心的控制体系失效。[10]对此，现代信息技术给企业的内部控制赋予了新的内涵:如口令控制、数据加密、职能权限管理、访问时间权限管理、操作日志管理等。
5．开放化。基于互联网的会计系统，大量的数据通过网络是从企业内外有关系统(如证监会、银行、企业的生产部广]、人事部门等)直接采集。特别是企业外部的各个机构、部门(如会计师事务所、财政、审计、税务、银行、证券监管、保险监管等)可根据授权，在线访问，通过Intemet进入企业内部，直接调阅会计信息。瞬间沟通便会计信息系统由封闭走向开放，由数据的微观处理逐步登上宏观数据运作的殿堂。对此，企业会计信息系统必须注意系统的安全性，加强回叫设备(C/L「一BM旺DEVIC磅)以及防火墙(FI旺WML)等技术，防止网上泄密和恶意攻击。[11]会计信息透明度的增强，有效地避免会计处理的\"黑箱\"操作，有利于对企业会计信息系统的社会监督和政府监督。
6．智能化。电算化会计系统可以理解为一个由人、电子计算机系统、网络系统、数据及程序等有机结合的应用系统。它不仅具有核算功能，而且更具控制功能和管理功能，因此，它离不开与人的相互作用，尤其是预测与辅助决策的功能必须在管理人员的参与下才能完成。所以，会计信息化不再是一个简单的模拟手工方式的\"仿真型\"或\"傻瓜型\"系统，而是一个人机交互作用的\"智能型\"系统。目前，随着我国经济体制改革的深化，面对已经来临的全球化知识经济的浪潮，会计工作加快了由核算型向管理型的重心转移。由此，要求会计系统必须放大功能，而网络会计所表现出来的集成性、简捷性、开放性、多元性、实时性等技术特征，为此提供了坚实的技术基础。并且，在这种战略性转移的过程中又不断推陈出新，例如，建立以会计为核心的\"企业管理信息系统(EIP)\"[lz]、\"智能型会计专家系统\"等，从而，又推动会计职能向更深的层次延伸。
综上所述，在网络经济环境下，会计系统以计算机、网络技术等新型的信息处理工具置换了传统的纸张、笔墨和算盘。而这种置换不仅仅是简单的工具改变，也不再是手工会计的简单模拟，更重要的是它所带来的对传统会计理念、理论与方法前所未有的、强烈的冲击与反思，如果我们能够认识到这一点，充分发挥现代信息技术的潜能，将会引发又一场会计发展史上的大革命。
主要参考文献:
1(美)A沃尔勃特·信息经济学·吉林:吉林大学出版社·1992
2石子强·改变游戏规则·北京晚报，北京:北京晚报社，2000年2月15日
3薛云奎·电算化会计的局限:仿真手工·财会世界，北京:中国财经报社，2000年2月24日
4王文京、胡迸平·网络财务时代扑面而来·会计研究，1999;10:37一41
5奇平;无需远行，无需久等·南方周末，广东:南方周末报社，1999年11月5日
6王世定·论会计假设·见:中国会计学会，1994年会计学论文选，北京:中国财经出版社，1996:157一169
7雷光勇、黄斌·试论网络公司及其对财务会计的影响·会计研究，1999;1:24一27
8刘志涛·会计电算化对会计理论和实务发展影响的研究·见:中国会计学会，中国会计学会重点科研课题文集，北京:中国财经出版社，1998:33一48
9薛云奎·管理集成与会计频道·会计研究，1999;11:30一36
10王朝磺·计算机的发展将导致会计革命·中国会计电算化，1999B刀一5
