第3期 崔铁军，等：系统运动空间与系统映射论的初步探讨 ·449· 于人脑的结构，因此提出了模拟人脑结构的神经 析和元件结构反分析)1、系统功能结构分 元数理逻辑并最终发展成为神经网络模型。他通 析2、系统功能结构最简式7和功能结构最小化 过神经元和传递函数模拟人脑结构，通过可测相 原理。该发展过程也是人工系统在不同层次逼 关数据建立适合的神经网络，从而判断和预测结 近自然系统的过程。这些工作为人工系统得到适 果。神经网络作为人工系统，主要模拟了系统的 合的系统元件和结构提供了有效方法。 结构，而忽略了系统的元件和目标，只能分析可 研究系统可靠性的变化，理想的研究对象是 测相关数据不能得到相关因素。随后，由于神经 自然系统的可靠性，并在系统运动空间中进行研 网络的局限和缺点，功能主义流派诞生，认为人 究。但自然系统是无法获得的，只能通过趋近的 脑的功能是核心问题。形成了物理符号系统后逐 人工系统进行研究。进一步对系统运动空间中表 渐退化为专家系统。处理可测相关数据得到相关 现出来的系统运动进行定性和定量描述。自然系 因素，但是忽略了系统内部的元件和结构，目标 统是从因素全集到数据全集的映射。但我们无法 是达到与人脑受到因素作用后的相同响应。进一 获得因素全集和数据全集，只能得到可调节因素 步，基于客体行为的行为流派诞生，通过感知客 和可测相关数据，因此通过系统运动空间方法得 体的运行和行为来模拟智能行为。他收集和感知 到的系统仍是人工系统。 自然系统运动过程的可测相关数据，并模拟自然 该人工系统在因素平面内和数据平面内投影 系统响应，得到可调节因素，从而采取相应的行 分别得到两个属性圆。属性圆是在空间故障树框 为调节因素作用于自然系统。 架内的对象与因素关系的定性定量表示方法s2。 因此经典物理化学方法只完成了可测相关数 人工系统的分析首先通过可调节因素，改变因素 据的简单分析，得到了最为朴素的数学模型，即 状态。那么对应的自然系统将发生运动，散发出 人工系统。而现代数学方法是结合可测相关数据 数据信息，感知后形成可测相关数据集。可调节 和经典科学，进行更深层次的自然系统分析，可 因素集和可测相关数据集可表示为在因素和数据 得到更为接近的人工系统。智能科学方法从不同 平面内的属性圆，在因素变化的同时数据发生相 角度模拟人脑自然系统的各个方面，虽然不能完 应变化。通过属性圆各个属性的域线变化可实现 全等效，但也实现了对自然系统的进一步逼近。 定性定量分析。进一步通过得到的因素属性圆变 从人类发展角度，他们都是基于机械还原论的分 化和数据属性圆的变化，结合已有系统结构分析 而治之方法；同时也是人类建立人工系统立足 方法可得到系统元件及其结构。该过程即为系统 点、技术手段和哲学原理限制的原因（如上节论 运动空间和映射论在系统可靠性研究领域的实 述)，因此从根本上得到的人工系统不可能等效自 现，是它们在具体科学领域中的应用。由于相关 然系统。可见人工系统得到的是基于观测数据的 研究篇幅较大，这里不做详述。 种拟合和等效。也许自然系统并不是人工系统 汪培庄教授的因素空间理论提到了人机认知 的结构，而只是一种系统响应的等效。又由于自 体的概念，该概念是另一条使人工系统趋近于自 然系统和人工系统的映射方向不同等原因，必将 然系统的途径。另外，钟义信教授提出的机制主 导致人工系统难以接近自然系统。 义信息生态方法论也将人工系统逼近自然系统。 5 系统可靠性分析的人工系统 这两种方法也值得我们研究和借鉴，这里不再详 述，见文献[7-14]。 笔者在研究系统映射论和系统运动空间之 上述只研究了系统运动中的一些基本问题。 前，主要对安全科学中的系统可靠性问题进行研 提出了系统运动空间和系统映射论。系统运动空 究，提出了空间故障树理论，进行了智能化改造， 间的建立解决了一些科学研究过程中的系统层面 并进一步提出了空间故障网络理论。整个理论体 问题。比如：文中论述的人们建立的人工系统为 系的核心为系统可靠性与影响因素的关系研究。 何总是存在误差，为何人工系统无法等效于自然 那么空间故障树理论研究自然因素影响后，系统 系统。 表现出来的变化即为故障数据及其变化。因此想 系统运动空间是系统的高度抽象，是描述系 要构建与自然系统相对应的人工系统就必然需要 统运动的普适框架，是笔者长期研究系统科学、 了解系统内部的元件和结构。那么以系统可靠性 智能科学及安全科学后得到的模型。下一步将具 为系统目标，建立了一套系统结构分析方法。因 体落脚于安全科学中的系统可靠性领域，使用系 此研究顺序包括系统结构反分析（因素结构反分 统运动空间对其进行定性定量研究。于人脑的结构，因此提出了模拟人脑结构的神经 元数理逻辑并最终发展成为神经网络模型。他通 过神经元和传递函数模拟人脑结构，通过可测相 关数据建立适合的神经网络，从而判断和预测结 果。神经网络作为人工系统，主要模拟了系统的 结构，而忽略了系统的元件和目标，只能分析可 测相关数据不能得到相关因素。随后，由于神经 网络的局限和缺点，功能主义流派诞生，认为人 脑的功能是核心问题。形成了物理符号系统后逐 渐退化为专家系统。处理可测相关数据得到相关 因素，但是忽略了系统内部的元件和结构，目标 是达到与人脑受到因素作用后的相同响应。进一 步，基于客体行为的行为流派诞生，通过感知客 体的运行和行为来模拟智能行为。他收集和感知 自然系统运动过程的可测相关数据，并模拟自然 系统响应，得到可调节因素，从而采取相应的行 为调节因素作用于自然系统。 因此经典物理化学方法只完成了可测相关数 据的简单分析，得到了最为朴素的数学模型，即 人工系统。而现代数学方法是结合可测相关数据 和经典科学，进行更深层次的自然系统分析，可 得到更为接近的人工系统。智能科学方法从不同 角度模拟人脑自然系统的各个方面，虽然不能完 全等效，但也实现了对自然系统的进一步逼近。 从人类发展角度，他们都是基于机械还原论的分 而治之方法；同时也是人类建立人工系统立足 点、技术手段和哲学原理限制的原因 (如上节论 述)，因此从根本上得到的人工系统不可能等效自 然系统。可见人工系统得到的是基于观测数据的 一种拟合和等效。也许自然系统并不是人工系统 的结构，而只是一种系统响应的等效。又由于自 然系统和人工系统的映射方向不同等原因，必将 导致人工系统难以接近自然系统。 5 系统可靠性分析的人工系统 笔者在研究系统映射论和系统运动空间之 前，主要对安全科学中的系统可靠性问题进行研 究，提出了空间故障树理论，进行了智能化改造， 并进一步提出了空间故障网络理论。整个理论体 系的核心为系统可靠性与影响因素的关系研究。 那么空间故障树理论研究自然因素影响后，系统 表现出来的变化即为故障数据及其变化。因此想 要构建与自然系统相对应的人工系统就必然需要 了解系统内部的元件和结构。那么以系统可靠性 为系统目标，建立了一套系统结构分析方法。因 此研究顺序包括系统结构反分析 (因素结构反分 析和元件结构反分析 ) [ 1 9 ] 、系统功能结构分 析 [21] 、系统功能结构最简式[27] 和功能结构最小化 原理[28]。该发展过程也是人工系统在不同层次逼 近自然系统的过程。这些工作为人工系统得到适 合的系统元件和结构提供了有效方法。 研究系统可靠性的变化，理想的研究对象是 自然系统的可靠性，并在系统运动空间中进行研 究。但自然系统是无法获得的，只能通过趋近的 人工系统进行研究。进一步对系统运动空间中表 现出来的系统运动进行定性和定量描述。自然系 统是从因素全集到数据全集的映射。但我们无法 获得因素全集和数据全集，只能得到可调节因素 和可测相关数据，因此通过系统运动空间方法得 到的系统仍是人工系统。 该人工系统在因素平面内和数据平面内投影 分别得到两个属性圆。属性圆是在空间故障树框 架内的对象与因素关系的定性定量表示方法[25-26]。 人工系统的分析首先通过可调节因素，改变因素 状态。那么对应的自然系统将发生运动，散发出 数据信息，感知后形成可测相关数据集。可调节 因素集和可测相关数据集可表示为在因素和数据 平面内的属性圆，在因素变化的同时数据发生相 应变化。通过属性圆各个属性的域线变化可实现 定性定量分析。进一步通过得到的因素属性圆变 化和数据属性圆的变化，结合已有系统结构分析 方法可得到系统元件及其结构。该过程即为系统 运动空间和映射论在系统可靠性研究领域的实 现，是它们在具体科学领域中的应用。由于相关 研究篇幅较大，这里不做详述。 汪培庄教授的因素空间理论提到了人机认知 体的概念，该概念是另一条使人工系统趋近于自 然系统的途径。另外，钟义信教授提出的机制主 义信息生态方法论也将人工系统逼近自然系统。 这两种方法也值得我们研究和借鉴，这里不再详 述，见文献 [7-14]。 上述只研究了系统运动中的一些基本问题。 提出了系统运动空间和系统映射论。系统运动空 间的建立解决了一些科学研究过程中的系统层面 问题。比如：文中论述的人们建立的人工系统为 何总是存在误差，为何人工系统无法等效于自然 系统。 系统运动空间是系统的高度抽象，是描述系 统运动的普适框架，是笔者长期研究系统科学、 智能科学及安全科学后得到的模型。下一步将具 体落脚于安全科学中的系统可靠性领域，使用系 统运动空间对其进行定性定量研究。 第 3 期 崔铁军，等：系统运动空间与系统映射论的初步探讨 ·449·