从工程控制论到大成智慧学
——戴汝为谈钱学森与系统科学及思维科学
姜玉平 史贵全 访问整理
(上海交通大学档案馆,上海200030)
摘 要:通过对中国科学院院士戴汝为先生的访谈,展示了钱学森在系统科学、思维科学领域取得的主要贡献及其产生的重要影响。
关键词:戴汝为 钱学森 系统科学 思维科学
中图分类号:N09
文献标识码:A
系统科学贯穿钱学森大半个学术生涯,他在这个领域取得了举世公认的杰出贡献。思维科学则是钱学森在1980年代初大力倡导发展的一个科学技术部类,他在这个领域也取得了重要成就,并促进了思维科学研究在我国的兴起和发展。并且,钱学森还在这两个领域培育了大批杰出的研究人才,他们许多成长为这两个领域的领军人物,中国科学院士、中国科学院自动化研究所戴汝为研究员就是其中的典型代表。
本文受访人戴汝为,1932年生于云南昆明。1951-1952 年在清华大学数学系学习 ,1952年在院系调整中转入北京大学,1955 年毕业于北京大学数学力学系。先后在中国科学院力学研究所和自动化研究所工作,历任研究实习员、助理研究员、副研究员、研究员。1991年当选为中国科学院院士。长期从事自动控制、模式识别、人工智能、智能控制及思维科学的研究。现任中国自动化学会理事长。
访谈时间:2004年4月12日下午
访谈地点:北京中关村中国科学院自动化研究所
1、钱学森与系统科学
姜玉平:戴院士,您好!您是受过钱老指导和帮助、并取得重大成就的科学家,而且,您从钱老1955年10月归国之后就与他一起工作,是钱老在中国科学院中关村地区讲授工程控制论的历史见证人。后来,您又与钱老一起研究系统科学、思维科学,取得了重要的科学成就。在我们看来,您与钱老有长达半个世纪亦师亦友的交往,对钱老在系统科学、思维科学领域取得的科学贡献以及它们所产生的影响一定非常熟悉。今天,我们几位来拜访您,就是希望您给我们讲讲钱老在这两个科技领域的主要贡献及其重要影响,另外,如有可能,也给我们说说钱老的科学精神和工作作风。
戴汝为:好的。钱先生于1955年10月回国,此后一心一意为国家服务。起初,他在中科院力学研究所工作。我对他那一段经历比较了解,而且对他所讲授的课程内容也很清
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[作者简介] 姜玉平(1976-),男,安徽安庆人,博士,副研究馆员,研究方向为中国近代科学史。
史贵全(1956- ),男, 博士,研究馆员,研究方向为
楚。他当时在力学所,实际上是在化学所的六楼。我还是一个刚毕业的大学生,那时共有4个刚毕业的大学生。其中的两个人去学塑性力学,导师是李敏华1,她是吴仲华o先生的爱人。还有一个人去学弹性力学。我被分配去力学所时,钱先生正准备开讲《工程控制论》。当时,所里还有年龄稍大一些的,也就是何善堉同志。这样,所里就安排我去跟钱先生学《工程控制论》。此时,钱先生还在中关村组织了一个《工程控制论》讲课班,每周讲一次,把他1954年发表的《工程控制论》在那儿讲授。所里安排我去听钱先生的课,我和何善堉同志负责整理听课笔记,整理完就印成讲义分发给大家。我当时做了很多工作,大概是比较了解当时情况的人之一。何善堉同志已过世了,他当时是和我一起来做这项工作的。
今年正好是《工程控制论》发表50周年,所以一开始我就想先说说这些情况。现在有些人不了解,以为《工程控制论》到1980年才翻译成中文,实际上那是后来钱先生与宋键的增订版。钱先生1955年回国时带了两本英文原版《工程控制论》,因为要整理笔记,他就把其中的一本给我看。此外,国内要影印,当时的影印方法是破坏性的,书被拆成一页一页的,所以影印完之后,这本书也就没有回来了。
那时,我知道钱先生是从美国回来的,我进力学所是一个比较好的机会,心理也比较高兴,觉得有这样一个世界一流科学家来作我们的所长,而且有机会去跟他学习他的著作,确实很高兴,每周都下了很大的功夫。
史贵全:那时候的大学生是不是对钱老在美国的学术地位和影响已经很了解了?
戴汝为:我当时还在北大读书,可以这么说吧。那时候的大学生确实是比较了解钱先生的,现在的人根本不了解。大家看这张照片,这张照片是我提供的。当时的《光明日报》登载了这张毛主席宴请钱先生的照片。当时的具体情况我不知道,按照钱先生的说法,他一开始坐得比较远,不是第一桌,而是在第十七桌。后来,毛主席让钱先生来到第一桌,坐在他旁边。我当时在力学所团支部做些事情,我一看我们所长与毛主席坐在一起,觉得这是张很好的照片,就托力学所联系报社,帮助洗了这张照片,这样我就保存有这张照片。后来,总装备部要这张照片,也是我提供的。
钱永刚插话:戴院士,您还记得那是哪一天的《光明日报》吗?
戴汝为:这我就记不得了,只记得有这张照片,当时能拿到这张照片确实非常高兴。
我要说一点,钱先生还是我们中国自动化学会的理事长,钱先生是世界著名的力学家啊!当时,在自动化科学方面有个国际组织叫IFAC,就是国际自动控制联合会。谁来代表中国参加这个组织呢?国家决定让钱先生做中国自动化学会第一任理事长,他一直作了二十年,好几任呢。这样有助于同国际同行的学术交流,因为他是很有名的科学家。所以,我们自动化学会也想做些工作,今年想通过学会来做的是纪念《工程控制论》出版50周年。关于《工程控制论》,我可以讲得很多,我是翻译它的。现在,原版的《工程控制论》已经很少了。最近,我通过在美国的朋友在一个旧书店买了五本原版《工程控制论》,也是那个旧书店仅有的五本,他们把其中最好的一本给了我。《工程控制论》发表之后,所起的影响非常大,一直到去年还有人引用《工程控制论》。我们做研究的人都知道,一本书倒底好不好,价值在哪儿?按照江泽民主席所说的,就是一定要有前瞻性。以我自己的体会来说,1954年《工程控制论》出版的时候,美国人觉得它比较模糊。因为,按照钱先生的划分,属于中间层次的技术科学层次,比较不太容易懂。这本书在1957年获得了中科院自然科学一等奖,当时拿一等奖的只有三位,就是华罗庚先生、吴文俊先生和钱先生。在那本书里,钱先生总结了自动控制的经验与实践,而且在某些方面提出了今后的发展方向。起初,美国科学家都没能理解它,不过5年之后,人们逐渐认识到了它的重要性,因为当时在自动控制方面一些重要的发展方向在《工程控制论》中都有所涉及,这是很不简单的!美国人包括斯坦福大学控制论专家伦伯格教授也说:“《工程控制论》这本书的前瞻性5年。”他是非常了解情况的。
史贵全:当时,属于技术科学层次的研究工作还不发达,钱老的《工程控制论》属于先驱性的工作?
戴汝为:对,可以这么说。这个实际上也是系统科学里面很重要的一个部分,处于它的技术科学层次。钱先生从一个力学家转变成自动控制方面的著名专家,钱先生十分了解应用力学,目睹了应用力学在美国的发展情况。从前的力学,像航空,一些老同志说过,还谈不上什么力学的应用。后来,冯•卡门到了美国,冯•卡门在美国做了很多很好的工作,应用力学就逐渐发展起来了,所以现在的飞机产业如波音飞机就得到了很快的发展。
在力学家中,中国最早意识到制导系统重要性的也是钱学森。他是设计火箭的,如果要准确控制火箭,制导系统也就非常重要。钱先生的思路非常有前瞻性,还有他知识的渊博性,都是少有的。
史贵全:可以说那时钱老跨了两个领域,一个是力学,一个是控制论。
戴汝为:不是,钱先生是从力学跨到了控制论领域。《工程控制论》确实非常重要,如2000年美国专门出了一本书叫《控制系统的复杂性》,它引用了《工程控制论》序言里的一句话。这句话与别人的不一样,以前的书都是研究物质、能量这些东西,但《工程控制论》这本书强调的不是,它强调的是系统,是控制,这些到现在还在逐步地发展。这就是钱先生思想的前瞻性。还有,《工程控制论》起初是为了解决做火箭的关键问题,比如火箭发动机的控制问题,飞行轨道的控制问题,他从自己的实践出发,讲究理论联系实际,从解决实际问题的目的出发,他一直是这么做的。
关于《工程控制论》还有很多故事。比如,钱先生在国外呆了二十年,但他并不象现在的一些从美国、日本回来的人喜欢说英文、日文,以证明他们在国外呆的时间长。其实不然,钱先生当年在中关村讲课的时候,听课的有来自清华、北大的教师、研究生,都是高级知识分子,大概有200多人。钱先生讲了几次之后,使人感觉到很不一样。以我的亲身经历,钱先生说的是一口道地的北京话,一句英文也没有。这说明,钱先生在语言上花了很多功夫。我知道,有一次钱先生和我们几个人在一起,他问我们一个英文词用中文应该怎么翻译,也就是random process(随机过程)中的random 这个词。当时,我们之中有个人想了一想,说国内是用“随机”,钱先生就记下这个词了,因为《工程控制论》中有一段专门讨论随机过程的控制。我们要知道,钱先生有二十年没有在国内了,有些中文科技术语他也不太熟悉,这件小事情可以看出他治学精神的严谨。而且,他是在MIT、Caltech做过教授,讲课的时候基本上不带书,讲完之后就正好告一段落,下课时间也到了,控制得非常好。
我对清华、北大比较了解,我1951年考入清华,后来因为院校调整,1952年我转到北大,1955年从北大数学力学系毕业,我既是北大的校友,又是清华的校友。科学家我见过很多,从我的了解来看,钱先生是个很了不起的大科学家,绝不是一般的教授。大家可以看看这封当时由我写的人民来信,上面有钱先生给我用红笔做的修改。在北大、清华的教师中,据我所知,课讲得像他那么好的可以说还没有。他讲得真是好,非常清楚而且有条理,能够引人入胜,发挥了特长,从具体的讲起,站得高,讲得深,确实不简单。
钱先生还有一个特点,对就是对,不对就是不对。他要求我们不能说假话,不要把不对的说成对的。我每次到他的办公室,他总是直截了当地讲问题,这是一种好的作风。他当时提出的有些东西是非常正确的,也就是搞科研很重要的一个方面就是要讨论,一个人在那儿,即使再苦思冥想,也还是需要讨论。他在力学所要求每个办公室都要有黑板,黑板便于随时讨论,这样就制造了一个好的学术环境。他还说过,我们搞研究的一定要了解情况,该去了解的一定要去了解。他曾说,他在搞气体力学研究的时候,当时关于这方面的英、法、德文的文献他都清楚。到现在,这些话我仍记得非常清楚,他不是在说大话。所以,做研究就必须了解情况,不能瞎做。他说,你们在翻译《工程控制论》的时候,对有关的东西也应该清楚,否则稀里糊涂地找了很多材料。我觉得他说的很有道理,“大家”就是不一样。钱先生到现在仍在强调,搞科研还要有一个正确的指导思想,也就是马克思主义哲学。他觉得他的科研做得好,能做出一些成绩来,主要是他的指导思想比别人强。中国人研究的优势就在于此,中国人最大的毛病就是喜欢跟着洋人跑,外国人研究什么我们就研究什么,他说他在美国的时候就不是这样的。
最近,清华有位80多岁的老教授,已退休了。他写了一本自动控制方面的书,他打电话和我说,他的这本书一直在清华大学作为教材,在全国范围内也是公认为很好的教材。其实,这本书也就说了这门科学国外有哪些科学家。他觉得,这本书将来再版时应该写入中国钱学森的东西。他问我,钱先生回国之后是否在清华大学搞了一个自动化讨论班,讲授《工程控制论》?我说,你要是讲与自动控制有关的东西,不引用《工程控制论》,绝对是不合适的。
钱先生认为哲学是非常重要的东西。人工智能的先驱者司马贺1H.Simon,这个人可是个“大家”,他在好些地方与钱先生有些相似之处,知识面非常广,超前性东西也很多。1987年,他写了一封信给钱先生,钱先生把这封转给了我,信中说:“你们现在要搞的那个思维科学,就是我们西方所说的认知科学。”他好像觉得钱先生不大了解西方的情况似的。后来,钱先生回了封信给他,说他们的指导思想不对,认知科学的指导思想不对。为什么?比如,西方所说的智能计算机,把有意识的东西变成无意识的东西,这种观点是不对的。钱先生认为他们持的是机械唯物论观点,是不对的,我们不能像那个样子,因为根本不是那么回事。他认为,我们还是用“思维科学”(noetic science)这个词,不用“认知科学”(cognitive science)。
有一次钱先生去苏联参加一个数学方面的国际会议。回来之后,我们所里开了个会,会上有人问:“钱所长,你感觉社会主义的科研与资本主义的科研有什么区别?”钱先生回答说“我不知道什么是社会主义的科学,什么是资本主义的科学,真正的科研只有一流还是三流的区别。做得好就是一流的科学,做得不好就是三、四流的科学。在科学上,没有什么两大阵营,什么是资本主义的,什么是社会主义的。”他的意思是说,做得好就是一流的,做得不行就是三、四流的。这些事情以前都是我没有听到过的,况且当时国内的政治性太强,一般的人都不敢说得这么明确。还有,他当时刚刚从美国Caltech回来。我觉得Caltech这个地方的环境确实是好,世界上有什么新的东西,这儿马上就开出了有关的课程。就讲计算机吧,计算机在上个世纪四十年代才出现,那时候上机还要用穿孔纸带。钱先生就说,以前他们做事情要搞风洞,是为了简化问题,因为问题太复杂,不好办。现在呢,可以把所牵涉的问题尽量把它加进去,然后用计算机来模拟,将来计算机可以代替很多手工劳动。后来,计算机就是沿着他说的这个方向发展。钱先生在那个时候就预测到了这个趋势,甚至说得更厉害、明确,诸如像风洞这些东西,以后也不一定要。
我刚才说了,钱先生是最早认识到制导重要性的力学家之一。他虽不是自动控制专家,但他在研究火箭、导弹控制过程中,对这个问题看得很清楚。当时,我们在学习《工程控制论》的时候,钱先生虽然也比较忙,但还没有后来搞“两弹一星”工程时期那么多事情。钱先生经常去所里讲课,我们有很多机会与他接触。他叫我翻译这本书的时候,也跟我说,以后成立自动化研究所,你们如果要去学习自动控制就干脆到自动化所去,这样我后来就转到了自动化研究所了,一直干到现在。在一开始的那一年里,我确实跟钱先生学到了很多东西,因为跟着一个一流科学家,在国际上也是顶层的科学家。他给我留下了非常深刻的印象,所以现在说起这些事情,我记得非常清楚。
姜玉平:以您当时的所见所闻,《工程控制论》出版之后的影响是怎样的?
戴汝为:维纳的《控制论》(Cybernetics)出来的时候,苏联有些哲学家故意攻击它,说它是伪科学,说得很难听。钱先生回国的时候,还是区分社会主义阵营和资本主义阵营的,钱先生回到中国来,当然属于社会主义阵营了。《控制论》问世的时候,它有个副标题叫作“关于动物与机器中通信和控制的科学”。苏联哲学家把它夸大、歪曲了,把它说成人就是动物,动物的控制怎么能与机器的控制混为一谈,这本身就有问题了。可是,《工程控制论》出版的时候,钱先生在书中讲的是工程控制问题。钱先生后来说它讲的不仅是工程问题,但题目是Engineering Cybernetics,所以讲的是工程方面的。这样,苏联哲学家开始改变态度,对维纳的态度也就变了,不再批判了,这是在1950年代的事情。到了1960年,在苏联召开了第一届国际自动控制联合会代表大会。当时钱先生是中国自动化学会的主席,理应去莫斯科参加这次盛会。但为了安全,由武汝扬代替他去,武汝扬也是搞自动控制的,英文也很好。他参加会议回来之后说:“苏联科学家说,一个力学家能写出样一本书,确实很了不起!”当时,维纳也去莫斯科参加大会了。维纳一入会场,所有人都暴风雨般地鼓掌,把他当作英雄来欢迎。不过,维纳是美国科学家的作风,过了一会儿,这位老先生竟在座位上打起鼾声来了,呵呵。这些都是钱先生的《工程控制论》出版之后带来的巨大影响。
我觉得有必要总结一下,1948年维纳的《控制论》出版,1954年钱先生的《工程控制论》出版,这两个成就是非常巨大的。在去年的一次国际会议上,在考虑今后控制论怎么发展的问题上,还有人在研究《工程控制论》。《工程控制论》1956年出了俄文版,1957年出了德文版,1958年出了中文版。中文版最后才出来,但在此之前的1957年就获得了中科院自然科学一等奖。它是当时自动控制领域引用率最高的书,几乎所有自动控制方面的书都引用它。自动控制,苏联科学界也叫工程控制论,而且认为:“工程控制论”是中国科学家钱学森提出来的。这些材料我都有,钱先生这本书学术思想的前瞻性是深远的,在国际上也得到公认,这可不简单啊!而且,还造就了一大批自动控制人才。
史贵全:钱老在写这本书的时候正受到美国政府的监视,钱老为了改变研究方向而跨入这个新的领域。在这种不利情况下,他还能提出那么超前的学术思想,真是不容易!
戴汝为:钱先生学术思想的超前性非常突出,在许多领域都是这样。我知道,当时正是美国麦卡锡主义盛行的时候,吊销了他的国防部通行证。后来,他回国在力学所说过,他当时有一肚子气,对美国学生的态度不好,批评他们。实际上,他当时所做的工作都是从实际出发,特别是火箭发动机的控制问题,他不能直接去做敏感的国防项目。这本书就是在美国不让他再参与火箭技术等机密工作的情况下做出的一个新学科的研究成果。他所做的《工程控制论》属于技术科学层次,并有应用的实际。还有一点,它在国内来说,影响也是非常大,培养了一大批人才。我知道,有好几个原本搞机械的也转行搞自动控制了,如原西北工业大学校长戴冠中先生,他就曾跟我说:“我本来是搞机械的,后来看了《工程控制论》,就改行搞自动控制了。”后来,他的专业就是自动控制。山东大学也有个教授,是从西安交大过去的,他也是这样的情况。他认识我,因为我翻译了《工程控制论》。当时,许多人都有误解,都以为我是一个老教授,而实际上我是一个刚毕业的大学生。
史贵全:从总体上来看,工程控制论处于系统科学的技术科学层次。钱老回国以后,还花了很大精力搞系统工程。
戴汝为:是的。我紧接着要讲到钱先生对系统科学的巨大贡献。首先,他于回国之后的1957年在《科学通报》上发表“论技术科学”一文。钱先生还有一个现代科学技术体系结构的思想,认为任何一个科学技术部类都有三个层次,即基础科学、技术科学和工程技术层次,每一个科技部类都有通向哲学的桥梁。这个《工程控制论》就是在系统科学的技术科学层次上的一个重要贡献。他在1950年代提出《工程控制论》,后来又提出系统工程和系统学,等等。此外,还有很多方面的贡献,如大成智慧工程与大成智慧学。当然,大家知道最多的还是钱先生在“两弹一星”工程中的突出贡献,这是举世公认的。
应该说,《工程控制论》的出版是系统科学在中国发展的第一个里程碑,从1950年代一直到现在,它的地位是不可动摇的。第二个里程碑就是《组织管理的技术——系统工程》的发表, 这是1978年由钱先生与王寿云、许国志1二人合写的一篇文章,发表在当年9月27日上海的《文汇报》上。2001年钱先生九十大寿时,《文汇报》专门派两位记者来北京找人座谈,并写了个报道,也是关于系统科学与工程的。而且,上海还出版了一本系统科学方面的书,也增加了一些钱先生的东西。
《工程控制论》前言也讲了控制问题。“控制”一词本身源于希腊文,原意是驾驶的意思,法国科学家安培也说过控制是一门管理的科学,钱先生在书中提到这个历史。安培也是个大科学家,思想很有前瞻性。实际上,现在系统科学的两个方面,即自动控制和管理与决策,后者即“组织管理的技术——系统工程”这篇文章的主要内容。关于这一点值得特别注意的是,钱先生在Caltech的JPC作第一任主任时就开始思考了。后来,据JPC第二任主任匹克林说:“他们一开始在建立这个研究中心时,就用系统工程的办法来管理这个机构。”也就是说,钱先生任第一任主任的时候就已开始了。现在,“系统工程”这个词在国内用得非常多,已经很普及了。
第三个里程碑是钱先生在1990年提出的“开放的复杂巨系统及其方法论--综合集成法”,还有后来他提出来的综合集成研讨厅体系。这些贡献体现了钱先生系统科学与思维科学交叉的思想。因此,钱先生最早介入的是“工程控制论”,第二个是“组织管理的技术——系统工程”,第三个是提出“开放的复杂巨系统及其方法论”。在写这篇文章的时候,钱先生曾找我也来写一部分,大家一起来发展,这就是后来发表的《一个科学的新领域——开放的复杂巨系统及其方法论》这篇文章(《自然杂志》,1990年1期)。大家可能都看过吧?还有,2001年的《创建系统学》这本书的出版。这几个方面都是钱先生在系统科学上的突出贡献。也说明,在系统科学体系三个层次上他都做出了很大的贡献。“工程控制论”是系统科学的技术科学层次上的贡献,“组织管理的技术——系统工程”是系统科学的工程技术层次上的贡献,还有他组织的系统学讨论班在系统科学的基础科学层次系统学上做了很多工作,最重要的就是提出“开放的复杂巨系统及其方法论--综合集成法及其研讨厅体系”。
除了这三个部分,还有一点也是非常重要的,即指出系统科学通向马克思主义哲学的桥梁是系统论。系统论非常重要,系统科学再上升就到了复杂性科学。在国外,认为中国的系统科学是比较好的,其代表人物就是钱先生。所以,我所做的报告提纲的题目是从工程控制论到大成智慧工程、大成智慧学。这是钱先生学术思想的一条主线,虽然他的贡献很多。《创建系统学》这本书就是按照这样的脉络来写的,有些名称还是钱先生自己取的。
史贵全:戴院士,关于综合集成研讨厅体系的应用情况,典型案例我们知道的只有关于财政补贴的事情,我们想知道还有没有其他的应用实例?
戴汝为:那个例子是早期的,后来还有我们关于宏观经济决策的研究。最初,它是航天部710所马宾等人在做,逐渐形成了综合集成的思想。实际上,它在钱先生组织军工项目的时候就已形成了。那个时候,这个思想确实非常超前。钱先生还有个特点,觉得过去的事情就不必再去讨论了,讨论的都是新的问题。有时,我想和他说《工程控制论》,他却要和我讨论思维科学,讨论人体科学,后来又讨论开放的复杂巨系统。
钱先生在系统科学领域的贡献是全面的,国际影响也很大,如哈肯1(H. Haken)在许国志先生主编的《系统科学百科全书》前言里说:“系统科学的概念是由中国学者较早提出来的,我认为这是很有意义的概括,并在理解和解释现代科学、推动其发展方面是十分重要的。”还说,“中国是充分认识到了系统科学巨大重要性的国家之一。”
报告提纲上的这几条就是钱先生在系统科学领域的主要贡献:1954年出版《工程控制论》;1978年发表《组织管理的技术——系统工程》;1982年出版《论系统工程》;1990年发表《开放的复杂巨系统及其方法论》;2001年出版《创建系统学》。从这条主线看,就比较清楚了。
总之,钱先生在系统科学领域的贡献是在三个层次上,还有一个桥梁,并且都是十分杰出的贡献。这句话绝没有夸大,而是的确如此。
2、钱学森与思维科学
姜玉平:谢谢,戴院士。您对钱老在系统科学领域的科学贡献梳理得非常清晰,让我们一下子增添了许多新的知识,加深了对钱老在系统科学领域的贡献的理解。
戴汝为:下面我就说说钱先生在思维科学领域的研究成就。1986、1987年,钱先生在北大搞了一个思维科学讨论班。他第一次在讨论班上的发言稿,我都带来了。钱先生在讨论班上的发言都是由我找我的学生整理出来的。
刚才说到的那个大成智慧工程,是钱先生在思维科学领域中的重要成就。现在回到你们一开始提出的那个问题,即钱先生对思维科学的贡献。钱先生为什么要提出发展思维科学呢?我觉得这个与863计划有点关系,而且与国防科工委发展计算机的计划有关。当时,日本提出个智能计算机计划,我们在863计划中也提出要搞智能计算机。当时,钱先生极力支持智能计算机计划,而且积极促进这个计划,因为钱先生对新的东西都很感兴趣,他看过的书比我们多得多,知识的丰富和来源的广泛是一般人没有法子比的。
钱先生提出发展思维科学,目的是要建立智能计算机与人工智能的理论基础,人工智能与智能计算机的科学基础就是思维科学。这就是他的观点,这些观点后来证明都没有错,但别人不知道。并且,钱先生认为思维科学也是个体系,处在中间的是技术科学层次、还有工程技术层次和基础科学层次。
但是,有些人不了解。当时,也有一些人称他们是按照钱先生学术思想去研究的,实际上根本就不是钱先生的思想。钱先生提出,思维科学研究的突破口在于形象思维,形象思维就是中国人所说的直感的东西。这就牵涉到智能计算机到底能做什么问题?有些人把智能计算机说成什么都可以做。其实,从哲学角度考虑,有些东西是不能做的,如人的直感的东西就是不能做的。这些正是中国传统思维的特点,中国传统思维的长处是综合,从整体上来考虑问题,如中医。而西方思维走的是还原分解的路子,一直分解下去,分解到分子、原子等层次,但是回不过来。所以,包括爱因斯坦的有些看法现在看来都值得讨论。中国传统思维的长处就是从整体上考虑问题,从系统的角度考虑问题,这与现在系统科学有联系。大家都知道,钱先生还发表过一些关于系统科学与中医的文章。
1984年,钱先生提出要搞思维科学,我们先搞了个讨论班,然而没有搞几次就停了。为什么呢?关于智能计算机,当时863计划专门设了一个专家组,我也进入了专家组,并做了人工智能专家组副组长。此时,钱先生就给我写信,说你现在不要去搞什么讨论班了,必须进行战略转移,靠自己来做。结果,讨论班只搞了一半。但是,5年以后,出问题了,这个智能机发展不下去了。当时有人问,你们智能计算机做到最后到底是几岁孩子的智能?是3岁孩子还是5岁孩子的智能?后来,我已不在那个专家组了,最后取得什么样的成绩呢?他们把这个智能计算机干脆换成曙光计算机来代替了。我们自己很清楚,它根本不是原来的初衷,曙光计算机是并行机,即使速度再高,也比不上总参的那个,总参的那个计算机曾一段时间在世界上处于领先,它也比不过银河计算机。但是,最后的鉴定报告还是说取得很大的成就,我看了直摇头。
在这个过程中,钱先生一直与我讨论,我再把他的学术思想和观点与专家组成员转达。他指出,我们要研究的不是人工智能计算机,而是人——机结合的智能系统。他还专门给我写信,提出我们要研究的是人——机结合的智能系统。以后呢?什么综合集成法啦,还有研讨厅体系啦,逐一提出来了。钱先生刚刚提出研讨厅体系的时候,人们都看不懂。连王寿云也没有看清楚,他就问钱先生这个“厅”到底是什么?钱先生说:“就是这个‘厅’重要,这个‘厅’是核心。”我们知道,凡是科学发达的国家如欧洲、美国,他们都有Seminar,也就是讨论班,这个非常重要。我感觉到,钱先生一说到美国许多地方都咬牙切齿,但他对他们的讨论班很赞成,认为搞科研必须有讨论。我刚才已说过,他在力学所的时候,要求每个办公室都要备有黑板,便于随时进行学术讨论。他在力学所虽然讲的是《工程控制论》,但他直接抓的是物理力学。他曾跟问我,为什么讨论不起来啊?他有时还故意写出几个不怎么准确的问题,但年轻人就是不敢指出。关于他怎么进行学术讨论,与他的导师和其他学术权威的故事,想必你们都很清楚,我就不多说了。
钱先生在思维科学方面的学术贡献是开创性的。当然,他自己的事情非常多,具体的工作主要是我们在做。还有一点,他认为什么东西都是发展变化的,一开始说出来是这样的,过了一段时间可能又有变化,一开始他强调灵感,可后来不大强调这个了。到了1994年,针对思维科学,他有专门的研究与界定。他认为,思维科学的研究包括三个方面:一是突破口是形象思维,另一个是逻辑思维。一个是宏观的,一个是微观的,那个形象思维是宏观的,没有结构,逻辑思维是有结构的。还有一个是创造性思维。他把思维科学界定在这三个方面。他在研究思维科学的时候,专门给我写了很多封信,也给别人写过很多信。他与我通信讨论,实际上是他在说,他对思维科学认识的高度很高、很准。他认为,研究思维科学要从宏观上考虑,不像脑科学。脑科学是结构的、微观的,是从生理学角度考虑的。国防科工委507所有一段时间在脑科学方面做了很多工作,但要解决的问题与研究猴子的大脑还是有很大区别。现在,从宏观角度来考虑,也可以处理某些问题,比如计算机。
钱先生提出思维科学有三个层次,但有些人不大愿意去理解他的思想。他认为,基础科学是思维学、形象思维、直感思维、抽象思维、创造思维,这是从信息处理的角度说的。然后,技术科学的层次是模式识别。我1978年在美国学的就是模式识别,回来之后,和钱先生的联系中发现他对模式识别也很感兴趣,他当时在研究思维科学。还有,数理语言学、情报学、科学方法论,都属于技术科学层次。我现在做的工作就是模式识别和人工智能,还有智能系统。工程技术层次,他讲得更具体,有计算机模拟技术、情报技术、计算机软件工程、密码技术。我们现在的研讨厅体系呢?按照钱先生的说法,是思维科学的一项应用技术。可见,钱先生看得非常清楚。
姜玉平:戴院士,研讨厅体系是否也可以看成钱老在思维科学与系统科学的交叉点上的重要贡献?
戴汝为:对。我写过一篇文章,是谈系统科学与思维科学交叉发展的结果,系统的思维也体现在里面。按照钱先生最初的考虑,研讨厅体系还包括如C3I等东西,他考虑的总是非常的广泛。大致说来,钱先生关于系统科学与思维科学的研究应该分成两段,最初是工程控制论,后来是开放的复杂巨系统,再后来是他所提出的大成智慧工程。说实在话,国内的一些人自己不懂还在那儿乱发议论,说“开放的复杂巨系统”这个东西太抽象啦!其实,他们根本就不懂这些内容,这个系统实际上是人文与科技的沟通。许多搞人文科学的人认为,你们所说的控制系统、信息系统,在人文社会科学领域根本不是这样,如经济系统等。但是,经过钱先生这么一提炼,体现出人文与科技的结合。我在其中也做了点工作,得到钱先生的肯定。我们说,开放的复杂巨系统最有效的例子就是互联网。开放性、复杂性、人机结合,大家都知道,更重要的是有那么多的计算机连接在一起,还有几亿网民,这是不是开放的复杂巨系统?这是典型的开放的复杂巨系统,那么它有些什么性质?网络有什么性质?大家都知道。但是,由于从前学科交叉做得很不够,我以前与搞网络的人讨论过,他们说钱先生所说的很清楚,你说什么系统,我就搞不清楚。这就是学科分得太细太专造成的。我们所说得的人—机结合,与现在中央所提倡的以人为本、可持续发展的思想是相通一致的,也要牵涉到人。经济系统、环境系统,都是开放的复杂巨系统,而且不止一个,这些不值得研究吗?科学的根据怎么找到?钱先生早在1990年就提出来了,10年之后,我们还在慢慢地想这个问题,网络上有那么多的网民在写网页,每天不知道有多少,网络还是在不断的变化。我们就要问这样一个问题:网民与网民之间在某种意义上是在这个网络厅里交流,网民的智慧、看法可以在网络上得到反映。那么,你怎样按照钱先生的说法来集大成?怎么通过这个网络得到智慧?这就是钱先生提出大成智慧工程的目的。所以,钱先生从工程控制论到开放的复杂巨系统,一直到集大成智慧工程,这些就是他最重要的贡献。
综合集成法是处理开放的复杂巨系统的方法论,但它的重要性大家还不太理解。这个思想很超前,这是上海出版的《系统科学与工程》,这是第二版。它的第一版也给了我,可是重要的东西却没有,连开放的复杂巨系统都没有写。上次《文汇报》的两位记者来,我们在这儿也和他们座谈过。后来,这本书出了第二版,做了些改动,这个改动很不容易,第二版把后面的几节加进去了。他们要写一个面向21世纪的系统科学与工程,这本书先谈复杂性,引出一个新的系统,然后再将开放的复杂巨系统加进去。在北京座谈的时候,我们都提出来了,但是他们就是抓不住要领。
姜玉平:您能说说综合集成研讨厅的应用情况吗?
戴汝为:我们正在做一个重大基金项目,我做的是与思维科学有关的。钱先生习惯从实际出发,我们应先搭起研讨厅体系的架子。研讨厅体系是人——机结合,以人为主,这里有一个很重要的思想,就是解决问题是靠计算机的信息处理加上我们大脑的信息处理。钱先生曾引用了哲学家熊十力1的思想。就是说。人的智慧由两部分组成,一个叫性智,一个叫量智。性智是什么?就是人通过文学艺术培养出来的智慧,综合地把握全局。我们一些前辈的性智是很发达的,因为中国传统文化注重从整体上把握,主要是靠文学艺术等形式来培养,所以中国以前的知识分子都要学习琴棋书画,这是培养人的智慧。中国智慧中的许多东西只可意会不可言传,在这个方面我曾与有些人争论过。他们说,你是个专家,只能体会但是说不出来,这是什么东西?有些人就和我抬杠,说只可意会不可言传,表达都不能表达,怎么能研究?中国传统思维对研究的方法往往是通过比喻来体现,使人一下子就明白了,这就是性智。量智是什么呢?也就是推导、分析、逻辑推理等方面的能力,这些就是量智。通过学数学、物理的训练,可以培养人的量智。我看可以这样说,钱先生已提出来了,我们也已琢磨过,最终让人的感觉就是人——机结合,像量智这种智慧也可以通过计算机来模拟来实现,但这个模拟的机理与人的机理是不一样的。但是,性智是靠人的经验的总结。人——机结合就是人最重要的东西,画龙点睛的东西,有些繁琐的脑力劳动可以通过计算机来做,用量智来做。实际上,我们的人——机结合就是把人的性智与计算机的量智高性能地结合起来,解决问题。最近,我在大庆讲决策的科学化与民主化问题。以前,决策往往许多是领导拍脑袋拍出来的,在信息时代的决策再也不能靠拍脑袋了,要走向科学化、民主化,要靠人——机结合,充分利用机器的高性能来实现,这就是钱先生的思想,他特别强调研讨厅体系要考虑控制问题、管理问题和决策问题。
钱先生提出的Metasynthesis,不仅是处理开放的复杂巨系统的方法论,也是处理智能系统的方法论。我们把它发展了,而且做到了。往往在关键的时候,一些关键的看法都是钱先生提出来的,我们需要继续努力将它做好。关于综合集成研讨厅体系(Hall for Work Shop of Metasynthetic Engineering),我还想简单地说一下,Metasynthetic engineering 就是大成智慧工程,Work Shop就是厅,之所以命名为从定性到定量综合集成研讨厅体系,因为里面有各种专家系统、信息系统、人工智能系统,通过硬件把这三者结合起来,实现人——机结合的智能系统,钱先生就把它称之为“厅”,是信息时代的民主集中制工作。它也是大成智慧工程,把思维、知识、智慧以及各种情报、资料、信息系统通过计算机集成,达到质的飞越,集大成得智慧。大成智慧工程居思维科学的工程技术层次,钱先生创立并发展了它,为思维科学的技术科学层次和基础科学层次提供营养,这句话是钱先生说的。它是钱先生在1992年提出来的,但是国内能理解它的还不多。在国外,Metasynthesis说得就比较多了。我这儿有一篇文章,名为“岁月难演掩科学的光芒”,他们怎么评价钱先生的呢?他们说,钱先生的学术思想极富超前性,1992年提出来,现在已10多年了,但是好多人还不大了解。
姜玉平:戴院士,钱老提出和构建的现代科学技术体系结构是不是钱老晚年取得这些成就的重要原因?
戴汝为:钱先生的观点是整个体科学技术应由一个东西来统领。他一直在琢磨这个问题,直到提出函括十一大部类的科学技术体系结构。这东西我们应该一一把它建立起来。
钱永刚插话:你这个问题是一个比较有深度的问题,也是将来展馆的第三部分要回答、讨论的问题。钱学森作为一个科学家与别的科学家的不同之处,最根本的不同就在于他提出的现代科学技术体系结构,他通过对科学知识的梳理,再用一个体系结构把它串起来。反过来,一旦这个体系建立之后,他用这个体系结构来观察他所要研究的对象。例如:研究某个问题只有自然科学不行,加点社会科学、系统科学,针对性就强了。当前面临的一个根本性问题就是受学科的限制太明显,为什么?他们就知道这点东西,你说社会科学有这方面的论述,他们就感到很奇怪。现在,钱学森修炼到这个程度,把所有的科学知识(当然他也有他自己的知识)条理化,这样就建立了现代科学技术体系结构。
戴汝为:是的,德国物理学家普朗克有句话说得非常的好,他说:“科学是内在的整体,它被分解为单独的整体不是取决于事物本身,而是取决于人类认识能力的局限性。实际上存在着从物理到化学,通过生物学和人类学到社会学的连续的链条,这是任何一处都不能被打断的链条。”这句话就是这个意思,钱先生的现代科学技术系统结构把所有的知识统一起来了,反映出科学知识的整体性、连续性和统一性。
现在和将来的信息战就是人——机结合的智能系统的战争,伊拉克战争就是个例子。我们在国内看得很清楚,已经非常鲜明。将来的战争是信息战,实际上就是智能系统与智能系统之间的对抗。随着信息战的发展和思维科学的发展,我们要做的就是结合信息技术如网络技术、计算机技术,去应用、去发展。我们现在所做的是决策支持系统,为领导提功决策依据。研讨厅体系的发展还改动过一次,最初叫“定性与定量相结合”,后来经过我们讨论,改作“从定性到定量综合集成”。根据专家的经验和猜想,这很重要的,还有一个定量的论证。这样一改动就更明确了。有一次,我们去国务院有关部门做汇报,当时有三个人去。他们说,听了你们三位的介绍,有这样一个感觉:“一般公众的理解,钱老是一位杰出的科学家,但现在看来,他不仅仅是一位杰出的科学家,而且是一位非常了不起的思想家。从科学史上看,大科学家变成大思想家的也不乏其例,但钱老又和他们有些不一样。他没有离开工程科学的本色,即他提出的思想很有操作性。他不只是提一个思想原则就算了,而且有一整套操作的技术,从思想方法一直到技术上的实施,有一整套的方法。”我觉得他们的总结非常好,钱先生不是一般的科学家,一般的只提出一种理论,至于理论怎么应用,让别人慢慢仔细琢磨去吧。钱先生的理论具有可操作性,他是做工程的,但他的数学也是非常好。他说,数学只是作为一种工具,不要用数学来糊弄人,搞一大堆数学使人感到这个问题很复杂。我刚才也说了,我在清华、北大念过书,与很多科学家打过交道,但没有见过像钱先生这样的科学家。钱先生知识渊博,思想极有前瞻性,而且一直战斗在科学的最前沿。他自己也说,他本来在交大是学设计火车头的,后来又学航空,后来又做火箭,再后来研究系统科学、思维科学,等等。我与有的人也说,钱先生在军工口,有些事情不好说。现在的年轻人对钱先生并不了解,我与有些领导也说过:“如果将来我们年轻人对我们国家这样的科学家都不了解,真是可悲!”所以,交大现在要做这样一件大事,我觉得很有意义的,希望你们继续努力,加快步伐,需要我们的时候,绝对没有问题。我们做科研都得益于钱先生的指导,这是我们应该做的。
致 谢 本次采访得到了钱学森办公室涂元季将军、顾吉环秘书以及钱永刚、陈华新教授的支持和帮助,在此谨致谢意。