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可拓学40年发展历程及研究进展(1983-2023)

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研究背景

 

国家级有突出贡献的专家、广东工业大学蔡文教授于1983年发表开创性论文《可拓集合和不相容问题》,标志着一门中国原创学科可拓学(原称物元分析)的诞生。可拓学是用形式化的模型研究事物拓展与变换的规律与方法,并用于实现创新及处理矛盾问题的新兴交叉学科。

所谓矛盾问题,就是指在现有条件下无法实现人们要达到的目标的问题。矛盾问题比比皆是。处理矛盾问题,有无规律可循,有无理论可依?能否建立一套方法,最终实现利用计算机来帮助人们处理它们?这是可拓学研究的出发点。

40年来,可拓学从一个人的学术思想、一篇论文发展成为一门具有较成熟理论框架的新学科。众多国内外学者参与了该学科的建设工作,成立了二级学会——中国人工智能学会可拓学专业委员会,组织召开过18届全国年会;2013年8月在北京成功召开了首届“可拓学与创新方法国际研讨会”;科学出版社正在陆续出版《可拓学丛书》。可拓学已形成较成熟的理论体系——可拓论和方法体系——可拓创新方法,并发展到多个领域的应用研究,形成可拓工程。目前可拓论与可拓创新方法已在工程技术、信息科学与智能科学、经济与管理、教育教学、创新创业等领域得到广泛的应用,并显现重要的应用价值和应用成效,成为沟通自然科学和社会科学的桥梁,并已发展到中国港澳台地区与美国、意大利、法国、日本、罗马尼亚和英国等国家。在我国,20多个省市的可拓学研究者都参与了建设可拓学的工作。随着研究的深入,可拓学将在国民经济和社会发展中发挥重要作用。

经过多年的努力,可拓学研究工作经历了概念与思想的提出、基础理论框架的建立、应用研究和理论研究相结合的阶段。但是,要使可拓学成为一门成熟的学科,还要作大量艰苦、认真的工作。

本文将综述可拓学40年的发展历程、研究概况、国际化与社会化情况,并简要介绍可拓学的科学意义、学术评价及媒体报道情况。

 

 

发展历程

 

 

    

可拓学研究工作经历了4个阶段:

 

第一阶段

概念与思想的提出(1976—1983,7年)

第二阶段

物元理论、物元可拓集及物元可拓方法的建立(1983—1997,14年)

第三阶段

可拓学理论与方法体系的建立与多领域应用研究(1997—2011,14年)

第四阶段

可拓学理论与方法体系完善、应用研究和普及推广相结合 (2011—2023,12年)

 

 

 

研究概况

 

经过可拓学研究者们40年的不懈努力,开拓了用形式化、定量化、智能化方法处理矛盾问题和进行创新的新领域,已逐步显示出其重要的科学意义与应用价值,促进了自然科学与社会科学的跨界交叉融合,可以解决单一学科难以解决的难题。

可拓学的研究目标是:(1) 使人能够根据一定程序生成创新或解决矛盾问题的策略(创意),即提升人类智能;(2) 利用网络和计算机帮助人类创新、生成解决矛盾问题的策略(创意),实现智能化创新和矛盾问题的智能化处理,即提升机器智能(可拓智能)。

为了实现这两个目标,建立了可拓学的基本理论——可拓论和基本方法——可拓创新方法,并应用于众多领域,形成可拓工程。可拓论可作为跨界创新、交叉融合处理矛盾问题的理论依据之一;可拓创新方法可作为跨界创新、交叉融合处理矛盾问题的方法支撑之一。

 

 

国际化及社会化情况

 

 

2012年7月开始,大力推动可拓学的国际化工作。在广东工业大学的大力支持下,在可拓学与创新方法研究所举办国际可拓学研究学者班,共招收5期。第一期研究学者、美国新墨西哥州大学原数学系主任Florentin Smarandache教授,学习结束后在美国出版了可拓学专著;第二期研究学者、罗马尼亚科学院机电与机器人研究室主任Luige Vladareanu 教授等与蔡文、杨春燕教授等合作的成果,获罗马尼亚发明专利,并获日内瓦国际发明博览会金奖、俄罗斯联邦金奖、罗马尼亚金奖等。第四期国际可拓学研究学者班在罗马尼亚科学院举办,蔡文、杨春燕教授等应邀赴罗马尼亚科学院授课。
多位可拓学专家多次赴美国、英国、法国、罗马尼亚、印度、日本、韩国、意大利、俄罗斯、巴西等国和中国港澳台地区的高校和科研机构进行可拓学推广交流,参加多领域的国际会议宣传推广可拓学,也多次邀请国际学者到中国大陆进行可拓学学术交流。美国、英国、澳大利亚、德国、意大利、罗马尼亚、爱尔兰、委内瑞拉、日本、韩国等国的学者也先后发表了对可拓学的评价和研究的文章,对可拓学的发展起到了重要的推动作用。
2013年8月16—18日,在北京成功召开首届可拓学与创新方法国际研讨会暨可拓学创立30周年庆典。2014年开始,在ITQM国际会议上举办“智能决策与可拓创新分会”,至今已举办10届。2015年,在东方思维与模糊逻辑国际学术会议上举办“可拓学与创新方法”论坛。2016年,首届“全球华人品质峰会”在香港城市大学成功举办,可拓学是本次峰会的两个主题演讲之一,蔡文教授作了题为“可拓学概述”的主题演讲,杨春燕教授作了题为“可拓创新方法助力品质创新”的主题演讲。自此,多位可拓学专家分别在国内外多地举办的“全球华人品质峰会”上介绍可拓学理论、可拓创新方法及其应用。
2012年开始,在广东工业大学、中国人工智能学会、广东省科技厅、其他省市科技厅(局)和部分企业与社会组织的大力支持下,积极推动可拓学的社会化工作,在广州、深圳、北京、南昌、大连、哈尔滨、大庆、宁波、中山、济南、烟台、珠海、佛山、茂名、赣州、澄海、潮州、绍兴、武汉、大连、杭州、西安、上海、成都、菏泽、福州、香港、澳门、台湾等地,举办可拓学培训班、可拓创新方法师资培训班、特聘讲师培训班、企业骨干培训班、企业内训班、可拓创新方法一二三级认证班、可拓学报告会、青少年可拓创新训练营等多期,为可拓学的研究与普及推广培养了一大批骨干力量,为提升多领域人员的创新素质和创新能力做出贡献。
中国港澳台地区各界大力推广可拓学:香港城市大学、香港中文大学、香港中国工程师学会、香港工程师学会、香港品质学会、澳门品质管理协会、澳门大学及台湾大同大学、台湾大学、成功大学、淡江大学、大叶大学等,多次邀请可拓学专家赴港澳台地区普及推广可拓创新方法,组织举办可拓创新方法研讨会和报告会,这些单位的专家学者也多次到中国大陆参加相关研讨会和培训班。澳门教青局资助澳门学者开设《可拓创新方法》基础课程,国际应用心理学会也设立可拓学与心理学相结合的研究项目,资助澳门学者开展相关研究。

 

 

 

可拓学的科学意义

 

1) 可拓学的数学和逻辑基础将使数学和逻辑产生较大的变革,主要包括:(1) 对集合论的拓展:从康托集、模糊集拓展为可拓集。可拓集的建立,使数学的静态分类拓展为可拓学中基于变换的动态、可变分类。(2) 对函数论的拓展:把实变函数的“距离”概念拓展为“可拓距”,形成以可拓距为基础的关联函数,定量化描述“类内也有异”的思想。(3) 对数学模型的拓展:基元(物元、事元和关系元)和复合元概念的建立,使数学模型拓展为把质与量结合起来研究的可拓模型。(4) 对形式逻辑的拓展:可拓逻辑的建立,使形式逻辑和辩证逻辑结合起来,建立以处理创新和矛盾问题转化过程的逻辑关系。
2) 可拓学构建了创新与解决矛盾问题的方法论体系,其方法论意义主要包括:(1) 质与量有机地结合起来研究,并形式化描述量变和质变;(2) 引入可拓变换及其运算,作为创新与解决矛盾问题的基本工具;(3) 用拓展分析方法使人们摆脱习惯领域的控制;(4) 用共轭分析与共轭变换方法研究物的结构与内外关系;(5) 研究了从整体出发和分析还原相结合的处理方法;(6) 形成了实现创新和处理矛盾问题的可拓创意(策略)生成方法。
3) 可拓学是智能时代的普适科学:可拓论是人工智能的理论基础之一,基于可拓论和可拓创新方法,可实现从“举百得一”变为“举一拓n”,实现智能化的创意生成,利用可拓信息−知识−策略的形式化体系,表述人类的思维活动。
4) 可拓学开辟了一个新的研究领域:使对创新和矛盾问题求解的研究,从概念与理论的层次,发展到逻辑推理层次和可操作的方法层次,形成了一种新的科学方法论。

 

 

学术评价及媒体报道

 

国家最高科学技术奖首届获得者、中国科学院吴文俊院士在接受记者采访时指出,“科学道路上没有便宜可捡”,并发表对可拓学的评价:“看过可拓学的展览后,我更感觉计算机时代的创新成果真是层出不穷”,“这是一门原创学科,而且既有理论又有实际,是基础与应用的结合······中国能出这样的创新成果很好,我们不能老跟在外国人后面跑,······可拓工程树立了创新的榜样”。
中国工程院院士、浙江大学谭建荣教授在全国第13届可拓学年会上所作的专题报告“数字化设计与可拓设计关键技术”中,展示了可拓学在制造业升级、绿色制造、节能减排等方面的应用成果及其广阔的前景。
中国科学院权威杂志《科学通报》1998年发表《评〈可拓工程方法〉》指出:“可拓学是一门充满生命力的新学科,它的创立是中国人的骄傲,它不仅属于中国,更属于世界”。
中国人工智能学会理事长钟义信教授在2013年《科学通报》发表《评可拓学》指出:“在康托集合理论面前,蔡文教授和他的合作者们采取了批判性继承的态度,坚持了科学分析的精神,首创了今天的可拓学,值得我们称赞”。
中国人工智能学会荣誉理事长涂序彦教授在中国工程院院刊《中国工程科学》发表《可拓学——研究矛盾转化,开拓创新的新学科》指出:“经过可拓学研究者们多年的艰苦创业、共同奋斗, 可拓学已初具规模,在理论和方法上都取得了创新性、突破性的研究成果, 在实际应用中, 具有多领域、多类型的成功事例。”在《科技导报》2014年第36期为2014年出版的可拓学丛书之《可拓学》撰写书评“开拓新领域,研究新方法”:“可拓学从蔡文教授一个人的学术思想、一篇论文发展成为一门具有较成熟理论框架的新学科,并发展到多个领域的应用研究。随着研究的深入,可拓学将在国民经济和社会发展中发挥积极作用”。
可拓学40年的发展历程中,人民日报、光明日报、新华社CNC、经济日报、科学时报、中国科学报、南方日报、人民网、中国新闻网、中国科学院网站、科学网、搜狐、网易等各大媒体也一直在关注和跟踪报道可拓学的研究与应用推广进展,详情参见可拓学网站。
 

 

作者介绍

 

 

广东工业大学可拓学与创新方法研究所荣誉所长,中国人工智能学会理事、杰出会员、优秀学会工作者、杰出贡献奖获得者,中国人工智能学会可拓学专业委员会第13、14、15届委员会主任,广东省未来预测研究会副理事长,《智能系统学报》编委,《广东工业大学学报》编委。

杨春燕教授专职从事中国原创学科可拓学的理论与方法的创建工作及其在人工智能、数据挖掘、决策与策略生成、创新设计与智能设计、管理等领域的应用研究与普及推广工作27年,在创建可拓学理论、可拓创新方法、可拓策略生成、可拓数据挖掘、可拓设计与管理可拓工程等方面做出重要贡献,是全国可拓学研究领域的学术带头人。

主持国家自然科学基金项目3项,作为第一参加者参加国家自然科学基金项目4项,主持广东省自然科学基金和广东省科技计划项目6项,发表论文100余篇,获首届吴文俊智能科学技术奖创新一等奖、广东省科学技术奖二等奖、三等奖等,在科学出版社等出版专著12部,在美国出版英文版专著2部,授权发明专利12项,授权实用新型专利26项。曾应邀在中国大陆、香港、澳门、台湾、美国、罗马尼亚、意大利、新加坡、日本等的多所高校介绍可拓学的理论、可拓创新方法及其应用,组织举办多期可拓创新方法师资培训班、企业培训班和讲座,并为多家企业进行可拓创新方法企业内训,为高校和企业培养了一大批创新人才。所撰写出版的专著《可拓学》《可拓创新方法》等,是可拓学研究者和学习者的必读专著。

 

 

编辑:张玮欣

审核:赵少飞

 

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2024年2月21日 15:58
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