模糊逻辑的哲学意义初探
在经典二值逻辑中,一个命题非真即伪;被讨论的对象要么属于这一类,要么不属于这一类,非此即彼,不存在超出这二值的第三种情况。这样的方法自然是精确的,早期的计算机学家们就是用二值逻辑的思想奠定了计算机电路的基础论文联盟http://。但在现实世界中大多数问题的描述具有模糊性,例如,秃头――有一根头发算不算秃?有两根呢?有几根才不算秃?高与矮――10米算不算高?30米呢?10米以下就真的矮吗?大姑娘,小姑娘;大胖子,小胖子;浅红、粉红、大红……诸如这些概念和命题如何确定,人们难以找出它们的临界点和区别标准。若我们走入大自然,这种例子更是不胜枚举:夜光虫,动物学家将之划为动物,因为它有细胞,而植物学家把它划为植物,因为它体内有叶绿素;雌雄两性是高贵而严格的,可谓神圣不可混淆,而蛏子的性别却随着条件的变化也在变化;文昌鱼虽无骨骼,但有脊索,那它属于脊椎动物还是无脊椎动物呢?诸如此类问题我们都无法仅仅通过普通的方法就将它们描述和解释清楚。
正是由于这样的不确定性,为了能够获取一种描述模糊性问题的方法,模糊逻辑于上世纪60年代诞生了。1965年,美国加利福利亚州州立大学伯克利分校的扎德(l•a•zadeh)教授发表了一篇名为"fuzzy set"的论文,在该论文中,扎德教授把类似"秃头的人"的集合中的元素用来做成一条曲线,所有代表"有点秃"、"比较秃"、"特别秃"、"极秃"等范畴都集中在这条曲线上,每一个范畴都是一个数字,这样就完全有可能将不明确的事物变换成数值加以表现。
一、模糊逻辑解决了传统二值逻辑的缺陷问题,发展了认识论
自二值逻辑创立以来,它为人类打开了探索新知的一扇便捷的大门,但其缺陷却也无时无处不在地困扰着科学家们,致使学界长期囿于非此即彼的思维模式。扎德教授曾经说过:"比起随机性,模糊性在人类认识的机制里有着更重要的作用。"诚然,模糊逻辑是在人们对客观世界的逐渐认识中产生的,描述的是客观世界的一个重要属性。而认识论探讨人类认识与客观实在的关系。客观世界里绝大多数概念和集合例如前面说到的颜色深浅、秃头、高个子、小胖子、老人家等都是具有连续性的,而二值逻辑忽略了这种连续性。有句格言:理论是灰色的,生命之树常绿。意思是说,理论是从丰富多彩的、富有生命力的现实生活中抽象出来的概念或定义,我们常靠它来认识生活。我想如果要通过二值逻辑来指导我们的认识活动恐怕就不妥了。模糊逻辑让理论挣脱了这个二值的灰色之网。
其实二值之外的观点早就有了。古希腊哲学家季诺从一沙堆中拿走一粒沙,问别人那沙堆是否还是沙堆?"是的。"继续拿掉沙粒,并问同样的问题,直到最后一粒沙也拿掉了。到底是哪一粒沙使得沙堆变成不是沙堆的呢?麻烦之源在于我们的定义中只有是与不是。2500年后,罗素以他的理发师悖论点出了传统二值论的困境。理发师宣称"我只为这镇上不自己刮脸的人刮脸",那么,谁来刮他自己的脸呢?若是他自己,则与他的宣称不符;若他不自己刮脸,则依其宣称,他又必须给自己刮脸。所以形成了矛盾。让我们把视线转回东方,孔圣人和老子也早已洞析模糊关系。子曰:"不偏之谓中;不易之谓庸。"老子也认为:"福兮祸之所倚、祸兮福之所伏。"揭示了即事物皆有两面性,矛盾是相互依存并可互相转化的。祸福之间,没有绝对的分界线。
另外,我们似乎可以在恩格斯那里找到辩证法与模糊集合论的相通之处。恩格斯认为:"辩证法不知道什么绝对分明的和固定不变的界限,不知道什么无条件的普遍有效的'非此即彼!',它使固定的形而上学的差异互相过渡,除了'非此即彼!',又在适合的地方承认'亦此亦彼!',并且使对立互为中介;辩证法是唯一的、最高度地适合于自然观的这一发展阶段的思维方法。"
二、模糊逻辑加快了人工智能研究的进程,是真正"以人为本"的逻辑
人类智慧的两大支柱一是逻辑思维,二是逻辑推理。逻辑思维是在人左脑进行的,逻辑思维属于形象思维,是在人右脑进行的。计算机在论文联盟http://逻辑思维方面的能力和速度都大大超过人脑,但它同人右脑的形象思维能力相比则相形见绌。人右脑在进行形象思维时,就是对模糊信息进行处理的过程。故维纳(著名控制论创始人)将"人具有运用模糊概念的能力"作为人能超过任何机器的重要原因。可以说,模糊逻辑是通过模仿人的思维方式来表达和分析不确定不精确信息的最有效的方法和工具。
迄今为止,模糊逻辑是最接近人脑思维方法的,它善于表达界限不清晰的定性知识,借助隶属度函数,它恰如其分地表达和处理了现实生活中存在的各种因"排中律"的逻辑缺陷而不能解决的不准确、不完善、不确定的信息,并推理得出正确结论。
模糊逻辑的这一优点亦可从人工智能领域的巨大发展看出。人工智能自五十年代在美国诞生以来,始终致力于用机器模拟人脑的思维功能,但人工智能专家们一直未能如愿,直至1986年2月3日,美国电话电报公司著名的贝尔实验室研制出了一种新的芯片,被计算机专家们称之为是装上了专家系统的第一块芯片,它能产生实际的人工智能。这种芯片正是把模糊逻辑、数据库和经验作法结合起来,可以用来控制机器人和其他机器。发表在美国《幸福》杂志上的《把人工智能装在芯片上》一文中指出:普遍的专家系统所依据的是概率论,需要用几百条规则来处理一个问题,而以模糊逻辑为基础的专家系统,需要遵循的规则较少,可以说,它能体会字里行间的言外之意,并作出应采取何种行动的推断。芯片的设计者之一渡边裕行解释说:"由于采用了模糊逻辑,我们的芯片的推理与其说像一台计算机,倒不如说像人,它能应付灰色模糊领域,而不只是黑白分明的确切领域。"模糊逻辑摒弃了布尔这种简单的肯定和否定的逻辑,把逻辑世界看成是具有连续变化灰度的,允许一个命题亦此亦彼,存在着部分肯定和部分否定。它提供了一种更自然更合理的操作环境,这就为计算机模仿人的思维方式来处理普遍存在的不精确的模糊信息提供了可能,并由此使处理结果更符合人的要求。模糊逻辑对布尔逻辑而言,就相当于胶印的黑白艺术印刷品对报纸上的传真新闻照片。传真照片是用点的"有"和"无"组成的,而艺术印刷品则是有灰度层次的。罗素曾在《逻辑与知识》中谈到:一个逻辑理论可以通过其处理疑难的能力而得到检验。由此可见模糊逻辑的实用价值以及之于"以人为本"之价值。
三、总结
模糊逻辑所提供的科学方法,使人们打破了非真即假非此即彼的陈规,折中地看待事物"真"与"假"的程度,深化了人类对自然和社会的认识,用潜在的真理发展了认识论。同时,它大大地促进了人工智能的发展。人们运用模糊理论模仿人的创造力、想象力、推理能力和综合判断能力来设计智能计算机,促使原来只能在科幻电影中看到的机器人和高度的人工智能在当代变成了现实。在模糊逻辑问世之前,人们用经典二值逻辑的方法构造人工智能,就如"缘木求鱼"一般徒劳无功。而人们运用模糊逻辑的科学方法对系统工程进行模拟控制以后,发明了电饭锅、全自动洗衣机等智能型电器,使人们的生活日趋便捷。这就是人们坚持模糊逻辑"两利相权取其大,两害相权取其小"的原则的最优结果,它使人类能动性得到了最大效用的发挥,相信在未来世界中,模糊逻辑能更大地造福于人类。 http://
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