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錢學(xué)森 關(guān)于人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程的重要論述

2018-10-30   總瀏覽:3176

 

偉大科學(xué)家錢學(xué)森關(guān)于人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程的重要論述

   

  1985年10月21日

   

  人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程,這是一項很重要的工作,因為過去我們對精神與物質(zhì),主觀與客觀,人與武器,這些問題只能從哲學(xué)的角度論述,要具體化好像就沒有辦法,不能定量,也不能嚴(yán)格地科學(xué)地分析,雖然從哲學(xué)的角度說,那些話都是對的,但是要具體地用,比如,用到國防科學(xué)技術(shù)方面,那就不是一個科學(xué)問題了,用科學(xué)的方法,計算的方法,分析的方法不能解決這個問題。但是,這么一個狀態(tài)到最近10年我看開始有了變化,主要是由于自然科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對于人,在人的生理、功能、心理以至于腦科學(xué)方面的發(fā)展。這些發(fā)展,在座的同志都很清楚,你們是這方面的專家。然而在這些發(fā)展的同時還有另一方面的發(fā)展——就是系統(tǒng)科學(xué)的發(fā)展,它可能把這各個領(lǐng)域里的發(fā)展綜合起來,由量變到質(zhì)變,產(chǎn)生一個飛躍。你們所(指航天醫(yī)學(xué)工程研究所,下同)提出來的人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程,把人、機器跟整個客觀環(huán)境連在一起來考慮,這就跟單個考慮人、考慮環(huán)境不一樣,這就是辯證法,綜合了,辯證統(tǒng)一了。因此,你們所提出這個問題——人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程——對于國防科學(xué)技術(shù)是有深遠(yuǎn)意義的。從武器系統(tǒng)來講,人跟武器結(jié)合起來了,而且結(jié)合得越來越深入了,因為現(xiàn)在已經(jīng)有了人工智能、專家系統(tǒng)這些方面的發(fā)展,把很復(fù)雜的一個武器系統(tǒng)中人操作武器系統(tǒng)所忙不過來的、來不及解決的很多問題可以讓電子計算機來解決,也就是說人的操作已經(jīng)分了工,一部分操作、控制武器的功能已經(jīng)讓機器去做,人要騰出手來作更高級的判斷和決策。所以,人-機-環(huán)境系統(tǒng)中人跟機器的分工和過去不一樣,這是個大問題。舉例來說,里根提出的SDI(即美國的“星球大戰(zhàn)計劃”,又稱“戰(zhàn)略防御設(shè)想”,是英文Strategic Defence Initiative 的縮寫),那個東西差不多完全是人工智能,是機器、計算機所操作的,因為不可能用人來操作,要兩、三分鐘內(nèi)打掉幾萬個目標(biāo),不可能由人來操作,這是個極端的例子,F(xiàn)在他做得成做不成還是問題,但是他想那么做,朝那個方向走,這方面他們還是有基礎(chǔ)的。就是現(xiàn)在更簡單一點的系統(tǒng),最簡單的像飛機的操作,大概10年前曾經(jīng)爭論得很厲害,說是不是把駕駛艙里面儀器的信息綜合起來,經(jīng)過電子計算機的處理然后顯示給駕駛員,把條理分得很清楚,而不是像過去那樣,駕駛員一個一個儀表讀。實際上有好幾百個表,駕駛員忙碌時怎么讀得下來。這個問題剛剛提出時,也有人反對,說機器靠不住,計算機怎么靠得住。經(jīng)過10來年的爭論到現(xiàn)在,實際上飛機的駕駛艙里就完全用計算機處理了。就這一問題來看,人跟機器的關(guān)系有很大變化。在復(fù)雜的武器系統(tǒng)中,完全靠人去操作不大可能,人沒有這個本事。所謂自主化,即使一些比較簡單的操作不需要人去參與就可以執(zhí)行,人是在更高層次上進行管理和決策,這就叫自主化。自主化比自動化更進一步了。這在武器系統(tǒng)里已經(jīng)開始,將來一定是向這個方向發(fā)展。武器系統(tǒng)越來越復(fù)雜,比現(xiàn)在還要復(fù)雜,不得不這樣做了。所以,人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程就提到日程上來了。

  國防科工委(現(xiàn)總裝備部,下同)指示科技委下個月下旬要開一個會,國防科技的發(fā)展戰(zhàn)略討論會。我覺得你們所在那個討論會上應(yīng)該有一個報告(按錢學(xué)森同志的這一指示,其后由龍升照同志主筆撰寫了題為《加強人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程(學(xué))研究,促進武器裝備研制的發(fā)展》的報告,并由陳信同志在戰(zhàn)略討論會上進行了宣讀),講為什么我們在中國要發(fā)展人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程,它對我們國家國防技術(shù)發(fā)展的意義。而且我今天要向同志們講一個消息,就是現(xiàn)在這個報告是排上日程了,但是我看,我們現(xiàn)在搞國防科學(xué)技術(shù)的同志都不認(rèn)識這個問題,所以說只有你們所的同志認(rèn)識這個問題吧,其他的同志幾乎是不認(rèn)識的。

  科技委的會11月20日召開,你們研究所的報告無論如何要在11月中旬準(zhǔn)備好、印好。我今天講一講這么一項任務(wù),確實很重要,對于我們中國的國防科學(xué)技術(shù)的發(fā)展戰(zhàn)略是很重要的問題,請大家努力吧。

(摘自《人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程研究進展(第一卷)》,p1~2.北京科學(xué)技術(shù)出版社,1993)

   

  1985年10月28日

   

  提點意見,也是接前兩次講過的,我在這兒一直宣傳,就是同志們的工作對今后科學(xué)的發(fā)展以至國家建設(shè)都具有重要的意義。……作為應(yīng)用研究所,你們的人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程的發(fā)展,肯定是一次技術(shù)革命,它與即將到來的人工智能機有著密切的聯(lián)系。不管我們是否認(rèn)識到這個高度,……人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程研究確實非常重要。

(摘自《人體科學(xué)與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p306~307.人民出版社,1996)

   

  1985年11月25日

   

  老人有個缺點,反應(yīng)慢,我想假如僅僅是反應(yīng)慢這么一個問題,這是可以解決的,就是在一個系統(tǒng)即機器和人之間加一個智能機,現(xiàn)在稱人工智能,智能機可以解決反應(yīng)慢的問題,因為反應(yīng)慢是有規(guī)律的,就可以用機器,這個問題很重要,實際上年輕人也有很緊張很復(fù)雜的情況,如果他們的反應(yīng)還跟不上,中間可加智能機,F(xiàn)在光是人操作武器不行,人操作武器時要有智能機的幫助。所以將來人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程上還要加一個,要考慮的不能光是人、環(huán)境、機器;人、環(huán)境、機器中間還要加一個智能機,即人工智能,作為人的輔助的手段,幫助人做工作。我們現(xiàn)在考慮人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程似乎應(yīng)該有這么一個因素。我剛才來的時候就跟陳所長特別講到,人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程現(xiàn)在的內(nèi)容更復(fù)雜了,加了一個智能機,人工智能這些東西。會上我們也要請幾位同志專門講一下,其中有一位現(xiàn)在是系統(tǒng)所的,叫常夢雄。他專門搞電子化作戰(zhàn)指揮系統(tǒng),他就非常強調(diào)電子化作指揮系統(tǒng)中指揮員與顯示之間還得有一個人工智能機器幫助人(指揮員)做他力所不能及的事。人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程里,除了我們以前講的人、機器、環(huán)境,還得加一個智能機。

(摘自《人體科學(xué)與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p325~326.人民出版社,1996)

   

  1986年2月28日

   

  國外對我們這些工作的評價是相當(dāng)高的,陳信同志等幾次參加國際活動,其中規(guī)模較大的有去年參加墨西哥召開的國際航空航天醫(yī)學(xué)會議和今年到美國宇航局的活動,當(dāng)我們把這些學(xué)術(shù)觀點公布于世界同行之后,得到是贊許。于是我想,我們中國人也別老看不起自己,可以說我們在人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程以及航天醫(yī)學(xué)這些方面的學(xué)術(shù)觀點、學(xué)術(shù)思想當(dāng)前在世界上是領(lǐng)先的,不是落后的!

  ……

  我們現(xiàn)在碰到的一個具體問題就是電子計算機跟人怎么結(jié)合在一起。昨天我參加一個系統(tǒng)學(xué)的學(xué)術(shù)討論會,有人講了電子化指揮系統(tǒng)的問題。我說電子化指揮系統(tǒng)到底是什么?實際上就是人-指揮員的決策跟大量的電子計算機處理的信息怎么配合,這實際上還是個人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程問題,……當(dāng)然,這個電子化指揮系統(tǒng)是軍事上的。我認(rèn)為所謂辦公室自動化實際上也是這么個問題,不過人不是軍事指揮員,而是辦公室的各級領(lǐng)導(dǎo)。自動化就是用電子計算機處理。同樣,再推而廣之,現(xiàn)在講的所謂各種信息系統(tǒng),如為了宏觀地控制或調(diào)節(jié)而建立的經(jīng)濟信息系統(tǒng),也是一個決策與信息結(jié)合的問題,而這些問題最后還是靠人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程,所以同志們想一想,這難道不是技術(shù)革命?

(摘自《人體科學(xué)與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p332;p335.人民出版社,1996)

   

  1986年3月3日

   

  人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程這方面的研究工作分量要加重,因為在這方面國外的發(fā)展,我們自己做的工作,還有所外做的工作,也是不少的。國外的發(fā)展運用到國防技術(shù)方面和民用方面的量都很大,特別是他們最近的發(fā)展道路是:人和武器的中間遠(yuǎn)得再加一個,即人加電子計算機加武器加環(huán)境這樣一個系統(tǒng)。我們也是這樣想的,雖然我們沒有說人-電子計算機-武器-環(huán)境系統(tǒng),但我們的人-機-環(huán)境系統(tǒng)是包括這個內(nèi)容的。這方面的發(fā)展看來已提到日程上來,我們要注意了。今后的國防技術(shù)的發(fā)展恐怕必然要走這條路。人、機要結(jié)合起來,這中間要有電子計算機。人,電子計算機和武器裝備要結(jié)合起來。這個問題已經(jīng)很重要了,光是人加武器裝備已經(jīng)不行了,還要加一個電子計算機,這個電子計算機要能盡量代替人的一部分工作,也就是采用專家系統(tǒng),人工智能機這類東西。國外在這些方面的發(fā)展也是很多的,你們一定看過這個了,我最近拿到一本《人-機系統(tǒng)研究的最近發(fā)展》。這是1984年的,恐怕每年一本。其中內(nèi)容就是我們說的這些。這樣,我們的討論會恐怕得把這個內(nèi)容加進去,因為人-機-環(huán)境系統(tǒng)是我們所自己講的,現(xiàn)在這個任務(wù)已經(jīng)不是我們自己講的,是領(lǐng)導(dǎo)給我們所的任務(wù),而且認(rèn)為這是國防科學(xué)技術(shù)發(fā)展里面的一個重要方面。

(摘自《人體科學(xué)與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p337~338.人民出版社,1996)

   

  1986年4月28日

   

  請考慮一下,你搞的人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程里面要不要考慮思維科學(xué)的問題。這也是前幾天聽了高技術(shù)的討論會,講機器人的,講自動化的專題的教授講的,簡單地說:從前人用自己直接作用于自然界,改造客觀世界,后來人進步了,中間加了一個工具,人用工具然后再作用到自然界,這是工具。后來更進步了,人操作機器,機器上有工具,工具再作用在材料,這又復(fù)雜了一層。未來的世界是什么呢?人首先接觸的是智能機,機器人,機器人在控制那個機器,機器上有工具,然后再作用到自然界。人,機器人或者智能機,然后是機器,工具,自然界五個層次,他講這個的時候反復(fù)強調(diào),人跟智能機或機器人的作用是很重要的一個環(huán)節(jié)。我腦子想,他講的這個重要環(huán)節(jié)到底重要在哪里?我想是這樣的,智能機跟機器人它要跟人合作,不能打架,打架就壞了,或者鬧別扭,就是說智能機跟機器人提供的信息恰恰是人所需要的就重要了。怎么恰恰就是人需要的呢?那就是說你要了解人到底是怎么思維的,這個決策是怎么選的,這不就是思維科學(xué)的問題嗎?這就是我看了您那個人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程計劃里頭似乎缺少一點思維科學(xué),同志們不是不知道,而是知道,但是同志們沒有把思維科學(xué)跟人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程這個問題聯(lián)系起來,你要聯(lián)系起來,再加上人體科學(xué)這部分,那么思維科學(xué)在我們這個所里就應(yīng)該受到重視了。我這么想對不對,今天在這說出來,大家可以批評?傊,我在這里提倡的就是大家動腦筋。新的東西,創(chuàng)造性的東西恰恰出現(xiàn)在你從前沒有想到的東西,從前沒有想到的東西你現(xiàn)在要想到,要最快的想到。就是我們要對新的事物要很敏感,要老是再想,出了新的東西跟我現(xiàn)在做的工作有什么關(guān)系,對我有什么啟發(fā),不要老滿足我歷來的思路、歷來所注意的問題就一直這么搞下去。我說這不行。我勸大家對新生事物要敏感,要經(jīng)常想一想,別人專行的東西對我作的這個工作有什么關(guān)系,大家都這么想,我們的工作可以做得更好。

(摘自《人體科學(xué)與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p358~359.人民出版社,1996)

   

  1986年6月16日

   

  有一點是我沒來以前就想到的問題,從前也談過,就是人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程。我想現(xiàn)在這個人-機中間還有一個環(huán)節(jié),非常重要,即智能機,或叫人工智能,或叫專家系統(tǒng),就是中間加上有智能的電子計算機。我最近看了一些材料,國外考慮的新式武器大概都包括這個內(nèi)容,沒有什么人直接操縱武器,人操縱武器之間還有一個環(huán)節(jié),智能機。這個智能也不是很高的智能,只是將有經(jīng)驗的人或者用武器打仗的這套經(jīng)驗形成電子計算機能夠使用的一些規(guī)律,在實際操作中電子計算機就可以顯示出該怎么打。這樣就使一般的人或因兩個緣故(經(jīng)驗不夠;情況復(fù)雜引起緊張,緊張容易出錯)的情況下提高其作戰(zhàn)操作能力,這是很重要的,F(xiàn)在美國已經(jīng)在考慮這個問題,它的戰(zhàn)斗機已有這種功能,不完全靠駕駛員自己,還靠機器,機器總結(jié)了以前所有使用這種飛機的最好的經(jīng)驗。我想,對這個問題,我們是應(yīng)該考慮的。我們完全有這個條件,我們不是有很多搞計算機和電子的人嗎,也有搞心理的人,這是個好機會。這也是人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程這個總題目里需要的。

(摘自《人體科學(xué)與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p371~372.人民出版社,1996)

   

  1987年8月7日

   

  我覺得我們這個人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程要想得更遠(yuǎn)一些,想到2000年,想到21世紀(jì)。當(dāng)然要靠人,但人跟機器,跟人機使用的環(huán)境關(guān)系更錯綜復(fù)雜,或者說人跟機器更緊密。這個機器包括計算機。這樣一個問題恐怕要考慮,譬如說機器人也會出現(xiàn)在我們這個人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程里面,而且機器人跟我最近看到的一個美國人在考慮空間站的進一步發(fā)展所說的機器人不是現(xiàn)在的這種機器人,現(xiàn)在的機器人大概只有一個胳膊,單臂的,做一件事情,比如生產(chǎn)線上用來噴漆的機器人,再有搞裝配的機器人,大概就是一個胳膊一只手。但將來要考慮的機器人,要好多個胳膊,實際上是好多個機器協(xié)同工作的。這個問題就復(fù)雜得多了。兩個胳膊都在那兒工作別打架呀!何況多臂多個機器人在那兒工作,這是一個新問題。再說計算機,計算機現(xiàn)在最熱的一個熱門是讓計算機有智慧,或者有人的一部分智慧,叫智能機。這是最熱門的一個事情。現(xiàn)在像美國、日本、西德,歐洲都在搞這個事情,搞競賽。我認(rèn)為這個問題可以這樣說,現(xiàn)在的計算機可能說是最笨的機器。就是這么一個笨得不得了的機器已經(jīng)對我們技術(shù)的發(fā)展起了這么大的作用。這是在計算機早年包括我這樣的人所從來沒有想到的。那個時候認(rèn)為計算機么,無非是計算計算了,但現(xiàn)在很清楚,計算機是影響了整個科學(xué)技術(shù)的社會發(fā)展。假定它有智能了,那簡直是不得了的事情?梢娛菬衢T了。各國都在做這個事情,也就是說把計算機變成高度并行的運算機。人的神經(jīng)系統(tǒng)是高度并行的。所謂人的創(chuàng)造性——智能,最主要的恐怕就是這個。我們常常說一個人想問題簡單,就是單線地想問題。如果這個人聰明,他不是單線地,是好多線地想問題。這就是說人的智能是高度并行。現(xiàn)在國外研究的就是高度并行的計算機?梢耘e個例子。美國在麻省理工學(xué)院有個很年輕的學(xué)生,1978年才大學(xué)畢業(yè),后來留在學(xué)校寫博士論文,他花了很大的勁,到1985年才寫出來。他這個博十論文是什么東西呢?就是高度并行的計算機系統(tǒng)。并行到什么程度呢?就是把一個單元里邊包括運算和信息儲存,可以直接運算、儲存信息連接在一起。以16個單元做在1塊芯片上,32塊芯片為1塊板(電路板),一共有120多塊電路板。你可以想想是多少個單元,6萬多單元,且6萬多個單元都是并行的。這跟人的神經(jīng)系統(tǒng)相似了。這是1978年才大學(xué)畢業(yè)的人,到1985年寫出博士論文,博士論文寫出來后,機器的設(shè)想已經(jīng)出來了,于是他得到了美國機器人協(xié)會的獎,同時又得到美國國防部的預(yù)先研究計劃局的合同。預(yù)先研究計劃局說,你把這個機器做出來我就買你的這個機器,并且資助他。這個年輕人就離開麻省理工學(xué)院,自己開了一個公司,專門做這個機器。這個公司的名字也很奇怪,叫思維機器的公司。他很快做出來了,而且另外又賣了十幾臺。這個機器做許多事情比我們一般的計算機要快多了。比著名的Kery I還要快,比我們的銀河號還要快。這是一個例子。另外,我最近收到了電子工業(yè)部原來技術(shù)局副局長,他也是中國科學(xué)院的學(xué)部委員,今天給我的一個材料。他到美國,加州理工學(xué)院搞電子計算機的教授給他看了這個教授寫的一本書,他把書中的幾章要來了復(fù)制以后給我看。書里講什么東西呢?也是講高度并聯(lián)。他說用硅片來模擬神經(jīng)元。這思路是一樣的。我說的這兩個例子是說明世界上爭搶得最厲害的是智能機。智能機出來了,結(jié)合到我們?nèi)?機-環(huán)境系統(tǒng)里,比如說打仗,那是要大大超出現(xiàn)在我們能想到的一個戰(zhàn)斗集體的能力,再加上我們現(xiàn)在做各方面的工作,如環(huán)境醫(yī)學(xué)、微重力科學(xué)。我們應(yīng)該考慮把這些東西結(jié)合在一起會有什么變化。古老的東西,所謂工效學(xué),現(xiàn)在還要進一步研究。有位同志寫了一篇東西在《大自然探索》發(fā)表了,叫認(rèn)知工程,就是認(rèn)知心理學(xué)。

  我們說到2000年,預(yù)研里頭如果覺得有道理,就在人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程的題目下有一個遠(yuǎn)期的設(shè)想,就要作預(yù)先研究。

(摘自《人體科學(xué)與現(xiàn)代科技發(fā)展縱橫觀》,p488~489.人民出版社,1996)

   

  1993年10月22日

   

  龍升照同志:

  我收到您主編的《人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程研究進展(第一卷)》,翻看了之后,感到非常高興,1985年秋提出的一個想法,現(xiàn)在8年之后已赫然成書,500多頁的巨卷!而且研究范圍已大大超出原來航天,內(nèi)容涉及航空、航天、兵器、電子、能源、交通,電力、煤炭、冶金、體育、康復(fù)、管理……等領(lǐng)域!你們是在社會主義中國開創(chuàng)了這門重要現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)!

                                此致

  敬禮!

                                             錢學(xué)森(簽名)

(摘自《人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程研究進展(第二卷)》,扉頁.北京科學(xué)技術(shù)出版社,1995)

   

(文獻來源:《人-機-環(huán)境系統(tǒng)工程研究進展(第五卷)》,海洋出版社,2001)

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