戴汝为的人物访谈
中科院戴汝为院士漫谈复杂性科学【郭桐兴】各位观众、各位网友，大家上午好！今天我们请到的嘉宾是中国自动化学会理事长、中国科学院院士戴汝为先生。戴老师您好，欢迎您！【戴汝为】您好，谢谢。【郭桐兴】我们今天谈的内容是有关复杂性科学的一些问题。首先我们请戴老师介绍一下什么是复杂性科学？【戴汝为】因为我自己是做这方面研究的，什么是复杂性科学？提这个复杂性，往往有时候会引起误解，在国内曾经有一个情况，有的说要做复杂性，领导听了以后就说“你们做复杂性，我们做的是简单性了？我们做的这些更复杂，因为要管好一个单位。”我们是作为一门科学来谈论复杂性科学德国著名物理学家普朗克认为：“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。实际上存在从物理学到化学、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。”面对这一现状，许多研究者开始探索从整体出发的研究方法，试图寻找那条被打断的“沟通链条”。正是在这样的背景下，复杂性科学开始孕育、萌芽，并受到越来越多学者的关注。【郭桐兴】我听说复杂性科学被人誉为是21世纪的科学。【戴汝为】是的，慢慢的人们对这样的说法越来越多了。当然是讲现在科学的发展所面临的最大的挑战是什么，科学的最大挑战有人说了，但是这不只是一个人的观点。就是说，不仅仅是西方的，大家对这个也很感兴趣，认为面临了挑战，但不仅仅是这个，同时也不仅仅是生态学。而对整个科学的发展来讲，对于复杂系统的精确更完整的描述，认为是对整个科学最大的挑战。【郭桐兴】戴老师，您给我们介绍一下国际上，像一些发达国家，对复杂性科学的研究情况，好吗？【戴汝为】戴汝为 谈到复杂性科学，里面有很多阶段。早期对复杂性的关注是第一次世界大战后，在欧美，出现了围绕着从整体看待问题的整体论（holism），心理学领域中提出完形性（gestalt），以及创造性进化（creativeevolution）等学说。第二个阶段是第二次世界大战后，由于战争的需求，人们关注的项目是：信息（information）、反馈（feedback）、控制论（cybernetics）、一般系统（generalsystems）等。整体论（holism）和还原论（reductionism）的抗争以前所未有的情形进行起来。第三个阶段是近些年来的情况，提到复杂性研究，人们往往会联想到美国新墨西哥州“规模小、主意大”的圣菲研究所（SantaFeInstitute）。我首先从整个的大的方面来说，以美国方面作为一条线。美国人认为，科学的发展在第一次世界大战的时候，当时是整体论引入到了美国。从中国文化来讲，我们是讲究整体的，从整体看待问题，看待科学，从整体考虑。而西方一直是所谓的从还原论，就是在处理一些问题的时候，把一个问题分成若干个问题再来加以解决，所以不断的去分。【郭桐兴】就是把一个问题逐步的细化？戴汝为【戴汝】对，细化、分解。这样一个科学方法取得了很辉煌的成绩，这个应该是肯定的。实际上在第一次世界大战的时候，当时是整体论进来了，这是从心理学方面来讲，当时提出了所谓的完形性的心理学，当然我自己不是研究这方面的，从心理学来讲，就是你看一个东西的时候，脑子都在起作用，它已经把你看的东西进行了一个整合，所以是从整体来看待一个问题。这一点很重要。在西方原来是一直强调的东西就是还原方法，在心理学方面引入了完形性理论。我们从整体考虑问题还是对的。到了第二次世界大战的时候，美国以及欧洲一些国家，他们在科学方面进行了一些新的创新，也提出一些新的想法，比如说影响最深的，那个时候打飞机，可以有一个炮瞄的系统，这个炮口一直是跟着飞机，飞机在那儿飞，打飞机的就在那儿转，因为我是做这个控制的，所以对这个比较了解，当时提出了反馈，就是高射炮对着飞机，只要没对准的话就有偏差信号，炮就跟着转，一直要转到那个炮正好对准了那个飞机，这个时候就没有偏差了，所以打对方的飞机比以前要好得多。【戴汝为】所以就引入了一些，说是很有重要意义的所谓的反馈，人也是有反馈的作用，可是机器以前就没有做到这一点。像反馈、系统这样的一些概念，都是在第二次世界大战的时候提出来的。这些观念讲仍然很重要，作为一个有反馈的系统，这个系统还是很重要的。第二次世界大战还提出了一些适应性的问题，比如说一个人在社会上能够适应，你做一个系统，也是在一个环境里面运行，怎么能够在环境里面运行得很好，就是要适应这个环境。所谓自适应性质等等，也是提出了一些想法，同时也是重要的一些问题。【戴汝为】二次世界大战以后，情况比以前又有了很大的发展。后来越来越体现到系统的复杂程度了，有的时候这一点非常重要。如果说复杂性科学的发展，当时人们还没有认为复杂性是一门科学，但是所做的一些内容已经是那样的了。我想如果再来说一下复杂性，概括一下的话，作为一门科学，使大家对复杂性很有兴趣的话，要归功于1928年，在维也纳有一位科学家贝塔朗菲(LudeigvonBertalanffy)，当时他做了一个毕业论文，叫做《生物有机体系统》，是他的博士论文。【郭桐兴】他是哪国人？戴汝为【戴汝为】因为他在维也纳，可能是奥地利人。他认为生物有机体，像动物、人，这样生物有机体一类的系统，他提出来了。这跟二次世界大战的时候不一样，二次世界大战所谓的一个系统往往是机器和电子所形成的系统。后来出现了控制论，才会把一些机器的东西跟人类的某些东西进行一个类比，当然机器是不如人了，包括灵活性和适应程度。那时候人并没有很大的注意，注意到有机体有这样一个系统。【戴汝为】这是1928年的时候提出来的，这位科学家唤起了大家对复杂性的兴趣。在他之前还有一个数学家怀特海(AlfredNorthWhitehead)，他在“科学和现代世界”上以“有机体的哲学”一文，描述了相类似的见解，这是与人和动物都有关系的。自此以后的20年，在这方面发表著作，做出实质性贡献的人和著作有：马卡洛赫和匹茨（McCullochandPitts）的神经网络（neuralnetwork）、冯.诺依曼（JohnVonNouma）的元胞自动机(cellularautomata)和复杂性（complexity）、以及维纳（N.Wiener）的控制论（Cybernetics）。到了50年代以后，尽管普里高津（Prigagine）及哈肯（Haken）做出过重要的贡献，然而进展缓慢。控制论的提出还有一个小故事，维纳是1935年在清华大学做访问教授，而且他当时是清华大学的电机系跟数学系两个系的教授，清华后来还有人考证，控制论的思想最初可能是他在清华的时候想出来的，是不是还不一定，但有这样一个说法。维纳有着很好的数学基础，他提出的控制论讲的是机器和动物之间一些相同的关系等等。他提出控制论的时候，遭到了很多人的反对，有人认为是伪科学什么的。那天有一位搞物理的人士还跟我说，在苏联大百科全书上写了一个控制论，说控制论是伪科学的，是编出来的。所以控制论的发展还需要经历一个过程，并不是一提出来大家都认可。后来维纳的工作，也就是控制论变得很有名了。我们国家还有工程控制论，这是讲工程方面的，所以大家接受起来比较容易。【郭桐兴】离我们生活比较近一些。【戴汝为】对。工程的东西，大家也是看得见，摸得着的。到了50年代以后，有些人的工作被认为是复杂性的早期工作，比如说哈肯他们做的一些内容。复杂性科学大致是这样一些说法，有这样一些工作，而且是经过了一段长的时间，逐渐形成了，并且是明确的复杂性科学。说起来的话，跟复杂性科学有关的主要内容有这样一些部分，一个是整体论与还原论，有这样一些说法和研究。这一点我刚才也说了，西方是主张还原论的，而且取得了很大的成绩。我们中国传统文化中最早主张、提倡的是整体论，整体来看问题。【郭桐兴】整体是不是从宏观的角度看问题？戴汝为【戴汝为】还不只宏观，有一个问题可以看出，就是中国的中医，不是头疼医头，脚疼医脚，而是根据整体来看。【郭桐兴】有了病症，然后综合起来、全面的看问题。【戴汝为】对，而且还要根据中医大夫的经验，而且他的经验也是从总体来看。而在西方就不是这样的，我就遇到过这样一件事，有一个朋友到美国去，在高速公路上遇到车祸了，就送到了医院，他住院了，然后大夫给他开刀，就是从肩膀上给切了一刀，然后再接上去，我都没有想到会这样，这就是脚疼医脚，头疼医头的问题，而中国的中医就不会这样考虑问题。这就是整体论和还原论。另外就是控制论和一般的系统。刚才说的那位科学家，他在维也纳做论文的时候，就是生物有机体的系统，这比做控制系统或者是做信息系统（还要复杂），我到腾讯来看，有很多人都是做信息系统的，这方面大家都比较熟悉，但不仅仅是这些方面。很复杂的还是生物有机系统。【戴汝为】后来通过不断的发展，在研究复杂性和混沌的理论，这也是从二次世界大战以后，有好几个步骤，一个是数学方面的，还有混沌理论，其实混沌理论有很多数学研究基础，实际上就是一个非线性的定常系统，这类系统与它的初始条件，比如说一个方程，除了方程之外还有一个初始条件，如果初始条件变的话，那么解就会变动得很大。这跟复杂性的研究很有关系，当时气象学家举了一个例子。比如说在一个很远的地方，像在美洲或者是欧洲，就讲气象系统是一个很大的系统，而且这个气象系统里面会出现混沌的现象，既然是混沌现象，那么跟初始条件很有关系，初始条件一变化，那么系统的解也会有很大的变化。比如说在欧洲，一个蝴蝶扇一扇翅膀，可能就会引起另外一个地方的暴雨。就是说这类系统是很庞大的，与它的初始条件很有关系，如果初始条件变了的话，这个解就会有很大的变化。【戴汝为】当时关于复杂性有一本很有名的书，就是在美国那边写的，里面讲“在混沌跟有序的边缘上所产生的一门新的科学，就是复杂性科学”。复杂性那本书在台湾已经翻译出来了，在国内也有卖的。但国内售书有一个毛病，卖过了就没有了。早期它把混沌看的比较重，实际上对混沌的研究后面也比较清楚，在一些工程等应用上，就不像对气象方面的影响，就是蝴蝶扇一扇翅膀会引发另外一个地方的暴雨。后来要使它的影响不要那么大，变成一个系统里面的噪声就行了。早期也是从复杂性科学里面发现了这样的问题。后来复杂性根据进化也有一些研究了。后来美国一个心理学家提出了遗传算法，就是人种的进化，怎么进化得好了，他有一个算法，这个工作跟复杂性研究的关联度也比较多一些。戴汝为还有一个方面就是元胞自动机，这是一位有名的科学家提出来的，就是说这个机器能不能繁殖，听起来有一点神，当时他提出了，一般人很难理解，但是在搞复杂性的一些人，就已经作出了这样的例子。【郭桐兴】相当于是克隆？【戴汝为】有一点这样的意思，就是自我繁殖。兰顿（Langton）是搞复杂性的，叫人工生命，以前大家知道人工智能，智能怎么用机器来实现？这就是人工智能。自我繁殖也是很重要的一点，按照他们来说就是人工生命，这是复杂性研究当中比较重要的问题，还有人工社会。【郭桐兴】这个怎么理解呢？【戴汝为】以前都是人的社会，人的组织，可是这个社会，有些是机器可以来代替的，比如说代理（Agent），很多工作可以用机器人代替人来做。还有就是人工智能的研究，有些需要有高度智能性质的一些东西，也有人去研究了。人工生命跟人工社会是研究中的很热门的东西，在国外开展这方面的研究也很多。还有一个方面，就是大网络的动力学的问题。比如说因特网，光说这个网和技术问题，这是一种看法，实际上互联网在跟用户合在一起来看，这就是一个很复杂的了，又有人文的，又有科技的，因为每天都有网民在写网页放在网上，这是以前没有过的。还有所谓的跟复杂巨系统相联系的一些问题，这些都是在研究的。同时我们国内也在做所谓的复杂巨系统的有关问题，比如国民生产总值（GDP）预测的问题，这是在社会经济系统里面要考虑的一个问题，所以它是一个很复杂的问题。二次世界大战以后，复杂性方面的内容，就是我刚才列的这样一些内容，实际上复杂性科学研究的范围很大，比如说人工生命、人工社会、机器的自我繁殖，这些问题都是很新的，也是很复杂的，这些都是属于复杂性科学的问题。这是第三次热潮。我们做的这些更复杂，因为要管好一个单位。由于多学科交叉的发展，大家都认为是非常重要的事情，而且自然科学跟社会科学不断的融合，两个也是交叉的。由于这样，一门比较新兴的科学，也就是复杂性科学被提出来了。这也就是我们进行了所谓复杂性科学的研究。对整个科学的发展来讲，对于复杂系统的精确、更完整的描述，是科学最大的挑战。所以把这个复杂性科学提到了这样一个高度。相当一部分人是赞成这样的观点，也还有一部分人不太同意。但这个趋势是这样的。中国的复杂性科学研究国内举行过很多活动，84年成立的研究所，1991年中国科学院开过一次复杂性讨论，92年香山会议也开过生命的复杂性与复杂性进展讨论会。后来的1993年，石油大学成立复杂性研究中心，94年还有一次香山会议，就是开放复杂性与方法论的讨论会。97年开放的复杂系统理论与实践的讨论会，99年开过一次培训讨论会。到了2000年基金会开始设立了复杂性研究基金，钱不是很多。到了2001年基金会成立了一个中德基金，而且第一次活动就是在北京，是中德双边关于复杂性科学的讨论。2001年基金委又派了一个代表，中法社会认知复杂性科学讨论会。后来我们成立了复杂性研究中心。这些事情在国际上很热的，包括人工生命、人工社会。在欧洲来说，作为复杂性科学的重要成果就是原理平衡态的开发系统。
钱学森两位博士生的故事
钱学森两位博士生的故事 , 钱学森在回国前，曾动员许多留美的中国学生回国，其中有两位就是他在加州理工学院亲自带的博士生郑哲敏和罗时钧。, 曾在钱学森之后担任中科院力学所所长，两院院院士郑哲敏在钱老逝世后表示：“感觉钱先生的逝世其实标志着一个时代的结束。像钱先生这样的奉献精神，是那个时代的产物，以后不会再出现了。”郑哲敏在1948年于美国加州理工学院学习力学。一年后，他取得了硕士学位，并考上了钱学森的博士生。郑哲敏取得博士学位后，也希望能尽快回到祖国，却遭到美国 *** 的多方阻挠。1955年，中美在日内瓦达成协议，郑哲敏等一批爱国科学家终于回到祖国。回国前，钱学森特意给郑哲敏饯行。钱学森认为，要在自然科学和工程技术之间建立一个桥梁，为工程技术提供新的方向方法、新的理念，应当走在工程技术的前面，而不是跟在工程后面。回国后，郑哲敏先到中科院数学所任副研究员。同年年底，钱学森也返回了祖国。他随即参加钱学森创建力学所的工作。1956年，郑哲敏被任命为该所弹性力学组组长，研究水坝抗震。20世纪60年代初，钱学森交给郑哲敏一项重要任务，研究爆炸的理论和应用。钱学森认为，爆炸力学对开路、开矿都非常有用，是国家所需要的重要科学理论。从那时起，40多年来，郑哲敏在研究解决爆炸加工、爆破、核爆炸、穿破甲、爆破安全、高速运动的稳定性以及材料的动态力学性质等问题中，都作出了重要贡献。我曾多次见过郑先生，最近一次见面，是两年前，在一个航天科研单位的会议上。郑先生年过八旬，但仍然才思敏捷，身体硬朗。在晚餐时与我与郑先生和几位航天单位的院士等同桌。当郑先生谈起他每天仍步行上班时，我对郑先生说：“这几位老总虽然有车接送，但他们的身体却都不如您!”这句话，引来一片笑声。, 另一位罗时钧先生我也很熟。文革前曾有过多次接触，但文革后再也没有与他见过面。在我的印象中，罗先生是一位非常老实的读书人。1950年，他在加州理工学院获得了博士学位后，在导师钱学森的鼓励下，于同年8月31日和赵忠尧、沈善炯一起，踏上了回国的道路。他们乘船于9月12日到达日本的横滨港。到达横滨时，他们就被在日本的美国占领军逮捕，关进了巢鸭监狱，罪名是所谓携带有关美国国防的秘密资料。12月初，又被转送到东京当时的 *** 驻日“大使馆”， *** 官员劝说他们回美国去，或是到台湾，并说台大校长傅斯年已从台湾来电，聘请他们任台大教授。对此，他们都断然拒绝。最后，美军抓不到任何证据，迫于舆论的压力，只好放人。12月下旬，他们历经磨难，终于回到到了祖国。回国后，罗时钧被安排在中国科学院数学所从事力学研究。1952年，罗时钧听从派遣，奔赴当时生活很艰苦的哈尔滨 *** 军事工程学院任教。由于上述经历，他在文革期间却被说成是“派遣特务”，受到了严刑逼供，身上留下多处经常发作的伤病，妻子也被迫害致死。但是，在极端艰难的条件下，他仍坚持科研工作。1970年，哈军工的航空系并入西北工业大学，罗时钧也随之转到西工大。此后，他争分夺秒，率先开展了跨声速空气动力学的研究，并在国内首次将有限差分法用于飞机空气动力计算。文革后，他还担任过西工大的副校长，并培养了多个优秀的博士生。从1990年起，他应邀来到南加州大学担任访问学者，由于在国内无人照料他，现在他仍在美国加州大学尔湾分校工作。, 我们在这里讲述钱老在加州理工学院两位中国博士生的故事，是要说明中国为什么不能冒出顶尖帅才，固然教育缺乏创新能力的培养，是重要原因之一，但同等重要的还包括社会环境和个人机遇等原因。郑、罗两位先生都是在加州理工学院，都由钱老亲手带出来的，但他们与钱老相比，毕竟还有一定的差距。我们也很困难地去评价起点几乎相同的郑、罗两位先生，谁的贡献更大?由于郑先生是两院院士，在民众的眼光中，也许认为郑先生的贡献要大些的人居多。罗先生不是院士，肯定也与罗先生在文革中的境遇有关。钱学森
