量子計算基本特征精選(九篇)

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第1篇：量子計算基本特征范文

【關鍵詞】 計算機科學與技術 發(fā)展趨勢

一、計算機技術發(fā)展迅速的原因

1、經(jīng)常性、連續(xù)性、創(chuàng)造活動的出現(xiàn)。經(jīng)常連續(xù)不斷的創(chuàng)造性活動是推動計算機技術快速發(fā)展的動力之一。這種創(chuàng)造性活動在本質上是在對大量信息進行處理的現(xiàn)實需求的推動之下的計算機相關的科學理論的不斷的更新和發(fā)展?，F(xiàn)實的需求是計算機科學與技術創(chuàng)新的動力。計算機的興起，很大程度上是由于第二次世界大戰(zhàn)對信息處理的迫切需求。這使得大量的相關的資源和人力可以投入到計算機的研究和開發(fā)的過程中，促使了計算機的誕生。而計算機的民用化是由于研究所、政府部門以及大學的實驗室對信息處理的需求不斷的增強。尖端技術領域和工程設計領域對計算機的運算速度和儲存容量有著更加高的需求。這一切都讓經(jīng)常連續(xù)性的創(chuàng)造活動不斷的迸發(fā)。

2、計算機技術理論的發(fā)展促進了技術的進步。從事計算機技術相關研究的科學家在反復的實驗中，獲得了大量的設計靈感和理念，這些理論往往又會在計算機的產(chǎn)品中得到表現(xiàn)。理論上可行的技術還必須經(jīng)過實踐的檢驗。甚至有時候試錯的過程也會帶來意想不到的靈感，從而帶來新的計算機設計理念。例如，鋁硅觸面在集成電路的實際應用中經(jīng)常出現(xiàn)問題，在試錯的過程中，鋁硅氧化物被發(fā)現(xiàn)，這直接推動了超大規(guī)模型集成電路的發(fā)展。同時，新技術的不斷發(fā)現(xiàn)又會推動更新技術的產(chǎn)生。例如，鋁硅肖特基勢壘就是在鋁硅氧化物觸面控制的基礎上被攻破的。在試錯的過程中，通過對經(jīng)驗的歸納總結，發(fā)現(xiàn)了大量的計算機技術，不斷的進行著研究、開發(fā)、設計和演化。這個過程的不斷的循環(huán)往復，催生了大量的新的計算機技術。

3、信息共享是計算機科學與技術發(fā)展的基礎。在計算機科學與技術的領域內，信息共享是其進步的基礎和關鍵。在信息共享的基礎上，創(chuàng)新活動可以獲得最新的技術與資料的支持，這樣的技術起點比較高，可以避免浪費，縮短研究周期、提高研究質量。

二、計算機科學技術的具體發(fā)展趨勢

1、近年來，美國人發(fā)明了一種通過空氣的絕緣性來大幅度提高電腦運行速度的新技術。由紐約保利技術公司研究人員發(fā)明生產(chǎn)出一種電腦中使用的新型電路，這種電路的芯片之間是由一種“膠滯體包裹的導線”進行連接的，而組成這種“膠滯體”的物質中有90%的成分，空氣，眾所周知，空氣恰恰是一種不導電的優(yōu)良的絕緣體。經(jīng)實踐研究表明，計算機運行速度的快慢與晶體管或芯片之間信號的傳遞速度有直接關系，目前國際上普遍采用的“硅二氧化物導線”在信號傳遞的過程中一般都會吸收掉一部分信號，因此延長了傳遞信息的時間。而保利技術公司研究制造的這種“膠滯體導線”，在信息傳輸過程中幾乎沒有吸收任何信號，所以它能夠更快的傳遞信息。除此之外，這種導線不但有利于大幅度降低電耗，節(jié)約材料成本，而且無需更改計算機芯片，可直接安裝，最重要的是極大的提高了計算機運行速度。但美中不足的是，這種導線的散熱效果較差，無法及時排出電路生成的熱量。為此，保利公司迅速組織科研人員，針對這一缺陷進行創(chuàng)新改造，終于研究出一種“電腦芯片冷卻”技術，即在計算機電路中置放許多裝有液體的微型管道，用以吸收電路在工作中形成的熱量。

2、超微技術領域的生物計算機。早在二十世紀八十年代，生物計算機就已經(jīng)投入研制了，這種計算機最大的特點就是利用生物芯片，由生物工程技術中所產(chǎn)生的“蛋白質分子”組合構成。在這種生物芯片中，信息是以波的方式進行傳遞的，其運算速度快的驚人，幾乎相當于普通計算機運算速度的十萬倍，且具備強大的儲存空間，而其能量消耗僅為普通計算機的十分之一，這種生物計算機的優(yōu)勢作用顯而易見。由于蛋白質分子具有再生能力，因此，它可以通過自我組合而合成新的微型電路，這樣就使得計算機具備了生物體的基本特征，因此被稱為生物計算機。

三、以光為傳輸媒介的光學計算機

光學計算機是一種以光作為信息傳輸手段的計算機，這種計算機與傳統(tǒng)計算機（電子）相比，具有諸多優(yōu)勢特點：光速度有目共睹，這是電子計算機永遠無法比擬的，并且光速具有一定的頻率和偏振特征，大大提高了光學計算機傳輸信息的能力；光的發(fā)射根本不需要任何導線，即使發(fā)生交會也不會造成干擾；光學計算機的智能水平也大大高于電子計算機?？梢姡鈱W計算機是人類不斷追求的理想計算機。早在二十世紀九十年代，世界各國以及各個科研機構，就已經(jīng)投入大量的人力、物力、財力用以研發(fā)“光腦技術”。除此之外，有些超高速計算機只能在低溫狀態(tài)下運行，而光學計算機不受溫度的限制；光學計算機的存儲量超大，抗干擾能力超強，不管在什么條件下都能正常運行；光腦具有與人腦相似的特性，就算系統(tǒng)中的某一元件出現(xiàn)損壞，也不影響運算結果。

1、含苞待放的量子計算機。計算機專家已經(jīng)根據(jù)量子學理論知識，在量子計算機的研制方面取得了一定成果，如：美國科學家已經(jīng)成功完成了4個“鋰離子”量子的纏結狀態(tài)，這一成果體現(xiàn)了人類在量子計算機研究領域上已經(jīng)更上一層樓。

第2篇：量子計算基本特征范文

科學技術發(fā)展的總體目標（到2020年）：

? 自主創(chuàng)新能力顯著增強，科技促進經(jīng)濟社會發(fā)展和保障國家安全的能力顯著增強，為全面建設小康社會提供強有力的支撐。

? 基礎科學和前沿技術研究綜合實力顯著增強，取得一批在世界具有重大影響的科學技術成果，進入創(chuàng)新型國家行列，為在本世紀中葉成為世界科技強國奠定基礎。

科技工作的指導方針：

? 自主創(chuàng)新，重點跨越，支撐發(fā)展，引領未來。

關鍵數(shù)字（到2020年）：

? 全社會研究開發(fā)投入占GDP比重提高到 2.5%以上

? 科技進步貢獻率達到 60%以上

? 對外技術依存度降低到 30%以下

? 本國人發(fā)明專利年度授權量 進入世界前5位

? 國際科學論文被引用數(shù) 進入世界前5位

關鍵數(shù)字：15

綱要涉及的時間段，從2006年到2020年

解讀：科技部研究中心創(chuàng)業(yè)投資研究所所長 房漢廷

這個時間段是從“十一五”規(guī)劃的開始到“十三五”規(guī)劃的結束。其一，未來15年，人均GDP處于1000~3000美元區(qū)間，是社會各種矛盾的多發(fā)期、凸顯期，同時也是機遇期。如果順利通過這個時期，我國就能順利成為中等發(fā)達國家；如果不順利，就可能呈現(xiàn)出拉丁美洲國家的形態(tài)。其二，十六大報告中提到，到2020年實現(xiàn)人均GDP翻兩番，實現(xiàn)小康社會?？茖W技術的發(fā)展，能為全面建設小康社會提供強有力的支撐。其三，中國有望在2020年實現(xiàn)和平崛起。我國傳統(tǒng)的經(jīng)濟增長方式已經(jīng)走到盡頭，環(huán)境、資源等方面的壓力，人民對幸福生活的追求，這些都要求我們轉變經(jīng)濟增長方式。要解決未來的可持續(xù)性發(fā)展問題，中國的經(jīng)濟增長方式必須實現(xiàn)從要素驅動到技術/創(chuàng)新驅動的轉變。

關鍵數(shù)字：2.5％

綱要提到，“到2020年，全社會研究開發(fā)投入占國內生產(chǎn)總值的比重提高到2．5％以上?！?/p>

解讀：科技部研究中心創(chuàng)業(yè)投資研究所所長 房漢廷

研究開發(fā)投入是一個國家的戰(zhàn)略投資，具有超前性。從國際上來看，按照統(tǒng)計規(guī)律，一個創(chuàng)新型國家的研究開發(fā)投入增長速度高于國民生產(chǎn)總值的增長速度。另外，當一個國家的全社會研究開發(fā)投入占國民生產(chǎn)總值的比重達到2%時，這個國家才具備基本的創(chuàng)新能力。2%是個臨界點。芬蘭的這個比重是3.5%，韓國是3%。低于2%，則這個國家基本處于老系統(tǒng)的維持狀態(tài)，基本不具備創(chuàng)新能力。

在我國，這個比重目前是1.23%，有望在2006年實現(xiàn)一個跳躍式增長，然后進入穩(wěn)定增長的狀態(tài)。2020年時，中國的資源將更緊張，對創(chuàng)新的要求也會更高。如果預期目標實現(xiàn)，中國將在2020年年基本成為創(chuàng)新型國家。2.5%是一個并不難實現(xiàn)的目標。我們看到，南方的很多民營企業(yè)已經(jīng)在主動地加大企業(yè)的研發(fā)投入。

關鍵數(shù)字：60％

綱要提到，到2020年，“力爭科技進步貢獻率達到60％以上”。

解讀：科學技術部部長 徐冠華

我們現(xiàn)在要建設創(chuàng)新型國家，要自主創(chuàng)新，是由我們全面建設小康社會的目標所決定的。我們現(xiàn)在提出來到2020年要全面建設成小康社會，意味著從改革開放開始到2020年的40年里，中國的GDP平均增長率都要超過7%。經(jīng)濟增長率有兩個很重要的決定性因素，一個是科技進步的貢獻率，還有一個是投資率。我們現(xiàn)在如果要達到全面建設小康社會的目標，就意味著從現(xiàn)在起，如果保持目前的科技進步貢獻率，也就是39%左右的水平，我們的投資率必須有大幅度的增加，至少要達到52%的高水平，而這幾乎是完全不可能做到的。即使我們的投資率保持在目前40%的水平，都已經(jīng)算是很高的了。那么，我們只有把科技進步貢獻率從目前的40%左右提高到60%，才能夠達到2020年的發(fā)展目標。

關鍵數(shù)字：30％

綱要提到，到2020年，“對外技術依存度降低到30％以下”。

解讀：科學技術部高新技術和產(chǎn)業(yè)化司司長 廖小罕

科技競爭力排在我國前面的國家，他們的一個特點就是科技上的對外依存度都在30%以下，而我們國家目前的對外依存度是60%左右。

60%數(shù)字背后顯現(xiàn)出的是我國科技自主創(chuàng)新的不足，這樣的后果便是我國在經(jīng)濟上、國家安全上、國際貿易上都要受制于那些科技實力高于我們的國家。所以，我國首先要自主創(chuàng)新戰(zhàn)略，力爭在國際競爭中掌握自動權。自主創(chuàng)新也分為原始性創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進消化吸收后創(chuàng)新三種不同的方式，而不是一定要完全從頭開始研究。我們應該在全球范圍內主動利用科技資源，形成國際化研發(fā)體系，提升國際科技合作的層次和規(guī)模。只有對外依存度數(shù)值降低，我們才可以掌握核心技術和產(chǎn)業(yè)鏈上重要環(huán)節(jié)的制控權，并最終落實到推動我國的經(jīng)濟發(fā)展和提高我國的國際競爭力上。

關鍵數(shù)字： 5

綱要指出，到2020年，本國人發(fā)明專利年度授權量進入世界前5位。

解讀：

創(chuàng)新產(chǎn)出高是創(chuàng)新型國家的基本特征之一。世界公認的20個創(chuàng)新型國家擁有的發(fā)明專利總數(shù)占到全世界的99%。和一些具有較強創(chuàng)新能力的國家相比，中國雖然已具備一些基本條件，但離創(chuàng)新型國家還有一定距離。據(jù)了解，2005年國家知識產(chǎn)權局一共受理了17.3萬項專利申請，其中本國人的申請達到53%左右。單就信息產(chǎn)業(yè)而言，本國人的專利授權量占總量的22%～30%。過去的三、四年是信息產(chǎn)業(yè)專利申請數(shù)猛增的一個階段。

國務委員陳至立曾經(jīng)在中國科協(xié)2005年學術年會上指出，我們要抓住信息技術更新?lián)Q代和新材料技術迅猛發(fā)展的難得機遇，掌握裝備制造業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)核心技術的自主知識產(chǎn)權。充分表達了對自主知識產(chǎn)權的關注。

據(jù)業(yè)內人士分析，隨著時間發(fā)展，達到本國人專利授權量世界第五的目標是很有希望的，情況理想的話還可能達到第三或第四。到2020年，我國將成為創(chuàng)新型國家，成為世界最重要的知識和技術產(chǎn)出國之一。

關鍵數(shù)字：5

綱要指出，到2020年，國際科學論文被引用數(shù)進入世界前5位

解讀：中國科學技術信息研究所副所長 趙新力

目前，我國國際科技論文數(shù)量連續(xù)3年保持世界第5位，但論文的被引用數(shù)在世界排名剛剛從第18位上升到第14位。論文是展示科研成果的最快捷方式，也是國際上了解同行進展的主要渠道?！氨灰脭?shù)”則是最直接、最簡潔地體現(xiàn)國際學術界認可程度的指標。

十五期間，我國在國際上能夠被檢索收錄的論文總篇數(shù)（包括EI、SCI、STP、ISTP等）在整體上不斷向前推移。目前在科技論文發(fā)展的道路上，主要的問題是受語言的限制。學術界應該共同創(chuàng)造更好的英文發(fā)展環(huán)境，培養(yǎng)國際上認可的精品期刊，在國內更多地舉辦國際性學術會議，提高科研人員用英文發(fā)表文章的能力和驅動力。

說這個目標沒有挑戰(zhàn)是不對的，但是按照目前我國科技人員的努力程度、國家對科學技術的支持程度和目前工作的加速度，我們對實現(xiàn)這個目標還是充滿信心的。

信息產(chǎn)業(yè)作為國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)、先導產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，其在中國未來15年的科技發(fā)展中將扮演怎樣的重要角色？透過綱要的總體部署中的關鍵數(shù)字，我們看到信息產(chǎn)業(yè)的重要作用和位置凸顯出來：

重要性1：

11個重點領域中，信息產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)代服務業(yè)為其中之一

重點領域的含義：是指在國民經(jīng)濟、社會發(fā)展和國防安全中重點發(fā)展、亟待科技提供支撐的產(chǎn)業(yè)和行業(yè)。

重要性2：

68項優(yōu)先主題中有7項屬于信息產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)代服務業(yè)

優(yōu)先主題含義：是指在重點領域中急需發(fā)展、任務明確、技術基礎較好、近期能夠突破的技術群。

確定優(yōu)先主題的原則：一是有利于突破瓶頸制約，提高經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展能力；二是有利于掌握關鍵技術和共性技術，提高產(chǎn)業(yè)的核心競爭力；三是有利于解決重大公益性科技問題，提高公共服務能力；四是有利于發(fā)展軍民兩用技術，提高國家安全保障能力。

信息產(chǎn)業(yè)及現(xiàn)代服務業(yè)領域的7個優(yōu)先主題：

1. 現(xiàn)代服務業(yè)信息支撐技術及大型應用軟件；

2. 下一代網(wǎng)絡關鍵技術與服務；

3. 高效能可信計算機；

4. 傳感器網(wǎng)絡及智能信息處理；

5. 數(shù)字媒體內容平臺；

6. 高清晰度大屏幕平板顯示；

7. 面向核心應用的信息安全。

圖1 信息產(chǎn)業(yè)在優(yōu)先主題中的比重

重要性3：

16個重大專項中，4個與信息產(chǎn)業(yè)直接相關

重大專項含義：是為了實現(xiàn)國家目標，通過核心技術突破和資源集成，在一定時限內完成的重大戰(zhàn)略產(chǎn)品、關鍵共性技術和重大工程，是我國科技發(fā)展的重中之重。

與信息產(chǎn)業(yè)直接相關的4個重大專項：

1. 核心電子器件；

2. 高端通用芯片及基礎軟件；

3. 極大規(guī)模集成電路制造技術及成套工藝；

4. 新一代寬帶無線移動通信。

圖2 信息產(chǎn)業(yè)在重大專項中的比重

重要性4：

27項前沿技術中，有3項屬于信息技術

前沿技術的含義：是指高技術領域中具有前瞻性、先導性和探索性的重大技術，是未來高技術更新?lián)Q代和新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎，是國家高技術創(chuàng)新能力的綜合體現(xiàn)。

信息技術領域的前沿技術：

1． 智能感知技術

重點研究基于生物特征、以自然語言和動態(tài)圖像的理解為基礎的“以人為中心”的智能信息處理和控制技術，中文信息處理；研究生物特征識別、智能交通等相關領域的系統(tǒng)技術。

2． 自組織網(wǎng)絡技術

重點研究自組織移動網(wǎng)、自組織計算網(wǎng)、自組織存儲網(wǎng)、自組織傳感器網(wǎng)等技術，低成本的實時信息處理系統(tǒng)、多傳感信息融合技術、個性化人機交互界面技術，以及高柔性免受攻擊的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡和先進的信息安全系統(tǒng)；研究自組織智能系統(tǒng)和個人智能系統(tǒng)。

3． 虛擬現(xiàn)實技術

重點研究電子學、心理學、控制學、計算機圖形學、數(shù)據(jù)庫設計、實時分布系統(tǒng)和多媒體技術等多學科融合的技術，研究醫(yī)學、娛樂、藝術與教育、軍事及工業(yè)制造管理等多個相關領域的虛擬現(xiàn)實技術和系統(tǒng)。

圖3 信息技術在前沿技術中的比重

重要性5：

4個重大科學研究計劃中，其中之一與信息產(chǎn)業(yè)密切相關

重大科學研究計劃的含義：根據(jù)世界科學發(fā)展趨勢和我國重大戰(zhàn)略需求，選擇能引領未來發(fā)展，對科學和技術發(fā)展有很強帶動作用，可促進我國持續(xù)創(chuàng)新能力迅速提高，同時具有優(yōu)秀創(chuàng)新團隊的研究方向，這些方向的突破，可顯著提升我國的國際競爭力，大力促進可持續(xù)發(fā)展，實現(xiàn)重點跨越。

4個重大科學研究計劃：其中的量子調控研究與信息產(chǎn)業(yè)密切相關

1． 蛋白質研究

2． 量子調控研究：以微電子為基礎的信息技術將達到物理極限，對信息科技發(fā)展提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，人類必須尋求新出路，而以量子效應為基礎的新的信息手段初露端倪，并正在成為發(fā)達國家激烈競爭的焦點。量子調控就是探索新的量子現(xiàn)象，發(fā)展量子信息學、關聯(lián)電子學、量子通信、受限小量子體系及人工帶隙系統(tǒng)，構建未來信息技術理論基礎，具有明顯的前瞻性，有可能在20～30年后對人類社會經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生難以估量的影響。

3． 納米研究

4． 發(fā)育與生殖研究

圖4 信息產(chǎn)業(yè)在重大科學研究機會中的比重

網(wǎng)友評論

網(wǎng)友一：首先我要說，我本人也是干機械的，看了這個帖我快要流淚了，看著工廠中一個個外國名牌我心痛啊。每當我看到外國車時，我的心里是愧疚，對不起大家的感覺，因為我是搞制造的，可我知道咱們祖國連汽車外殼的曲面精加工都困難，更甭提發(fā)動機了。快點懂事吧，醒醒吧，別再沉迷于GDP又增長了，你看看咱們制造的產(chǎn)品的質量，心痛啊！

網(wǎng)友二：愿望是好的，實現(xiàn)目標靠的是人才和管理技術，的方式已經(jīng)不現(xiàn)實了。

網(wǎng)友三：請創(chuàng)造一個以創(chuàng)新為榮、抄襲盜版為恥的文化，一個獎勵創(chuàng)新、保護創(chuàng)新者權益的制度，一個公平透明的核查機制。

網(wǎng)友四：這是提高全民素質和綜合國力的最佳手段！擴大基礎設施投資拉動經(jīng)濟的時代已過去，要為15年后勞動力資源下降提前做準備。

網(wǎng)友五：好！不過要有稅收政策的支持，要讓創(chuàng)新的企業(yè)有錢賺。

網(wǎng)友六：切不可花拳秀腿哦，要以實際為主，現(xiàn)在的大學生工程師數(shù)量那么多，可真正能派上用場的卻寥寥無幾，先思考一下這個問題再說吧，中國人什么時候能打破靠關系成功，就有希望了。

網(wǎng)友七：觀念很好，但應當出臺好的政策避免高級人才的外流，科技創(chuàng)新需要更多的人才。

網(wǎng)友八：方向是不錯，但怎么執(zhí)行是問題，而且如何加強保密，保證成果不被他人竊取更成問題，國人的保密意識和措施一直都不怎么樣。

網(wǎng)友九：良好的制度比大力倡導更起作用，現(xiàn)在內外資不公平的待遇是一個方面，我想肯定還有其它對國民創(chuàng)造力的限制，我們當前要做的是去掉那些不公平的制度，否則無論如何倡導也白搭！

網(wǎng)友十：目標誠可貴，實干價更高；若要得實現(xiàn)，兩者須配合！

第3篇：量子計算基本特征范文

關鍵詞：探究；探究要素；探究學習

在新課程施行之初，筆者對探究性學習充滿了濃厚的興趣。隨著教學實踐的深入，在探究性教學實踐中出現(xiàn)了不少失誤和偏差，當然也有一些成功的嘗試。在此，筆者愿與高中物理教師分享教學中的一些思考。

一、探究的概念

1.探究的含義：科學探究本意指的是科學家們用來研究自然界并根據(jù)研究所獲事實證據(jù)做出解釋的各種方式。高中新課程中科學探究指的是學生構建知識、形成科學觀念、領悟科學研究方法的各種活動。學生的科學探究式學習活動和科學家的科學探究活動有相似之處，但學生的探究學習絕不等同于科學家的探究活動。

2.探究的要素基本特征概括為五個方面的內容：

⑴學習者圍繞科學性問題展開探究活動。

⑵學習者獲取可以幫助他們解釋和評價科學性問題的證據(jù)。

⑶學習者要根據(jù)事實證據(jù)形成解釋，對科學性問題做出回答。

⑷學習者通過比較其他可能的解釋，特別是那些體現(xiàn)出科學性理解的解釋，來評價他們自己的解釋。

⑸學習者要交流和論證他們所提出的解釋。

二、課堂教學探究的幾個注意點

1.不可將探究理想化。理想化的探究認為只有包含上述五個基本特征，才能稱得上是探究學習。其實不然，探究學習強調的是課堂中有沒有探究的要素，而不在乎探究的完整性。比如“問題的提出”這一要素，有些問題只要是圍繞激發(fā)學生思維的問題展開，就可以組織成具有高度探究性的活動。關于《超重和失重》的教學，曾有一位物理教師的示范課是這樣展開的：

討論：乘電梯的感受。

看錄像：人站在體重計上，展示電梯運動時，體重計的示數(shù)變化。

演示：手提測力計，測力計下掛鉤碼，測力計上下運動，示數(shù)變化。

小結：加速運動時，示數(shù)有變化。什么道理？可以用牛頓第二定律來研究！

分析：用牛頓第二定律列方程，得出定量關系式。

討論：各種情況下，物體對支持物的壓力和物體重量的關系：超重和失重

討論：生活中的超重和失重，航天技術中的超重和失重

演示+看錄像：漏水的瓶子，當它自由下落時不再漏水。

練習：解題計算

教研員點評時，對于這個看似平常的課給予了充分的肯定，并特別申明一點——在教學中，沒必要讓學生走進電梯實際測量。其實，高中物理的教學中，有很多是沒辦法也沒必要讓學生親自動手實驗的。如伽利略對自由落體運動的研究、原子內部結構的發(fā)現(xiàn)、量子理論的建立等，只要教師精心地組織材料給學生，并配合適當?shù)奶釂?，對學生來說，也是一種很好的探究過程。

2.不可將探究形式化。

在物理課堂教學中，形式化的探究如下：

⑴熱衷于分組實驗，給一些早已熟知的內容貼上探究的標簽。如《重力基本相互作用》這節(jié)課，有的教師花很多時間組織學生分組探究重力的方向，而重力的方向學生在初中時期就已掌握，這無疑會使學生參與的積極性大打折扣。因此不要忽略學生原有基礎，對較容易的問題，我們不必強求學生去探究。還有一類探究也要引起注意，那就是探究一個新問題時，所需要的知識和能力對絕大部分學生的要求過高，學生在規(guī)定的學習時間里完成不了時，也可對分組探究作適當?shù)恼{整，沒必要嚴格履行教材的要求。如《探究功與物體速度變化的關系》一課，我在充分考慮了學生現(xiàn)有能力基礎上，將學生的分組探究活動改為演示實驗?？傊骄繎撚迷谧钣袃r值的地方。那么，這個“最有價值的地方”存在何處？它存在于學生回答問題不完整、不科學之處；存在于學生用不同方法解決同一問題時；存在于學生對課堂內發(fā)生某一事件產(chǎn)生疑惑或露出興奮的表情時。這些地方最容易激發(fā)學生的自主性和能動性，是真正體現(xiàn)科學探究的價值的地方。

⑵以問代講，一問到底。雖然課堂教學從來都離不開問題，但關鍵是有些教師在課堂上提供給學生的問題要么思維含量極低，要么就空洞無邊。對于前者佐藤學在《靜悄悄的革命》一書中指出：“應該說，那些對枯燥無味的或者無意義的課題表現(xiàn)消極、毫無興趣的學生不僅是自然的，也是健康的。”“而那些不論對什么課題都抱著積極的‘態(tài)度、關心、欲求’學生在認知上是不健康的，是思維邏輯懶惰的學習者。”顯然，低劣的問題對學生的探究學習是沒有任何幫助的，與探究“精神”背道而馳，所以好的“問題”是組織學生進行探究的關鍵。

⑶在課堂上組織學生探究時，教師要把每一個探究要素一步不落地向學生指明，甚至以板書的形式寫出來。如《探究加速度與力、質量的關系》一課，有教師是這樣做的——

老師提問：你們知道物體的加速度和什么因素有關嗎？

老師板書：提出問題——加速度跟什么因素有關？

老師：接下來我們開始猜想和假設。

老師板書：猜想和假設——跟力有關、跟質量有關。

探究強調的是學生的學習活動中有探究要素，而探究要素不等同于探究環(huán)節(jié)，也不是學生需要掌握的知識點。

3.不可將探究“神”化

這里所說的把探究“神”化，指的是有些教師把探究的地位看得過高，認為有了探究就有了一切，從而忽略了對學生基礎知識的落實。具體表現(xiàn)在一些教師在課堂教學中把探究過程的每一個細節(jié)都設計得很“完美”，但探究得到的結論卻一筆帶過，或者由于時間的制約，探究有過程無結果。這種把傳統(tǒng)教學的一個極端“重結論，輕過程”推向另一極端——“重過程，輕結論”。劉炳升《論科學探究與接受學習》中提出學生學習方式的幾個維度：

教師與學生：學生自主 教師指導

學生與學生：合作學習 獨立學習

探究與接受：探究學習 接受學習

第4篇：量子計算基本特征范文

關鍵詞:非線性;決定論;非決定論;態(tài);態(tài)決定論

中圖分類號:B1文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)06-0202-05

引言

決定論與非決定論是一個非常大的哲學命題,幾乎與哲學一樣久遠。在眾多的研究領域,決定論與非決定論的觀點異彩紛呈。因果決定論、道德決定論、邏輯決定論、歷史決定論等等,都是它的不同表現(xiàn)形式。21世紀的世界,科學技術的迅猛發(fā)展,又給人類描繪了世界極為紛繁的特征。這些特征是新技術革命發(fā)生之前所從未被認識過的,并且一些新特征還在不斷地被發(fā)現(xiàn)。這給科學研究和技術創(chuàng)新帶來前所未有的復雜性和艱難性,人們往往只憑在一個學科,一個領域,以及憑借個人的力量很難達到突破性創(chuàng)新。在科學研究中,正確把握決定論與非決定論之間的關系,則可以使研究創(chuàng)新工作少走彎路,達到投入產(chǎn)出的最佳效果。

自20世紀40―60年代系統(tǒng)論、控制論和信息論創(chuàng)立以來,系統(tǒng)的復雜特征逐漸被研究者所認識。盡管目前對復雜性系統(tǒng)的概念,復雜性系統(tǒng)的性質各學派還有很多的爭論,沒有達到清晰、完整的認識,但對其哲學意義的開掘卻已經(jīng)開始。在系統(tǒng)劃分理論上,一些學派主張將系統(tǒng)劃分為線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)和復雜系統(tǒng),由此上升為線性系統(tǒng)理論、非線性系統(tǒng)理論和復雜系統(tǒng)理論以及線性科學、非線性科學和復雜性科學。從定量上看,復雜系統(tǒng)是空間高維的,具有多輸入多輸出的特征;從定性上看,復雜系統(tǒng)具有非線性、外部擾動、多因素耦合、結構和參數(shù)不確定性或時變性,某些參數(shù)可能具有分布特性和時間滯后性。同時復雜系統(tǒng)有復雜和多重的控制目標和性能判據(jù)[1]。錢學森指出:“把復雜性當做復雜性處理,是復雜性研究的方法論原則。”[2]那么對非線性問題的研究,采用非線性方法處理就有其實際的合理性。本文將只對非線性系統(tǒng)的決定論與非決定論問題作一些探討。

一、線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)

1.線性系統(tǒng)的定義及歷史淵源

人類最初對自然界的認識,就是從事物的線性關系開始的。其疊加性原理,函數(shù)的直線映射關系構建了世界一幅因與果之間的嚴格對應圖像。由此,有線性代數(shù)、線性力學和線性科學的產(chǎn)生,有變量間變化率為常數(shù)的微分關系。這樣嚴格的機械決定論把一切自然現(xiàn)象都歸結為力學現(xiàn)象,一切運動都歸結為機械運動,整個自然過程可用力學原理來詮釋。1814年,著名的天文學家和數(shù)學家拉普拉斯(P. S. Laplace)的一段話被視為嚴格決定論的經(jīng)典表述,史稱拉普拉斯決定論。其內容為:“我們應當把宇宙的目前狀態(tài)看做是它先前狀態(tài)的結果,并且是以后狀態(tài)的原因。我們暫時假定存在著一種理解力(intelligence),它能夠理解使自然界生機盎然的全部自然力,而且能夠理解構成自然的存在的種種狀態(tài)(這個理解力廣大無邊,足以將所有資料加以分析),它在同一方式中將宇宙中最巨大物體的運動和最輕原子的運動都包羅無遺;對于這種理解力來說,沒有任何事物是不確定的了;未來也一如過去一樣全都呈現(xiàn)在它的眼中。”[3]

按照拉普拉斯決定論意義,宇宙狀態(tài)是其在前一瞬間狀態(tài)的必然結果,宇宙的發(fā)展具有嚴格的確定性;宇宙的未來在原則上可以精確預測,人類不能作完全精確的預測是因為觀測資料的不完整和人類智力的缺陷;宇宙可視為大量力學系統(tǒng)的疊加;宇宙處于線性因果關系中,一定的原因產(chǎn)生一定的結果,反之亦然。在這四層含義中,嚴格確定性是核心,可預言性、機械性及因果等當性可視為嚴格決定論的表征。所謂嚴格確定性,不僅表現(xiàn)在人們可用確定性的函數(shù)關系、微分方程、相空間軌道等數(shù)學語言加以描述,還表現(xiàn)在自然規(guī)律具有嚴格的確定性,即規(guī)律的可重復性、未來的可預言性、原則上的可精確計算性。

之所以出現(xiàn)拉普拉斯決定論,這與經(jīng)典牛頓力學(classical Newtonian mechanics)長期統(tǒng)治人們對客觀世界的認識有著密切的關系。而且,這樣的認識論所產(chǎn)生的科學研究結果無一例外地都得到了重現(xiàn)性(recurrere)證實,因此人們對它的相信也達到了前所未有的程度。

恩格斯在1886年曾經(jīng)這樣評論說:“上一世紀的唯物主義主要是機械唯物主義,因為那時在所有自然科學中達到某種完善地步的只有力學,而且只有剛體(天空和地上的)力學,簡言之,即重量的力學……。這是法國古典唯物主義的一個特有的,但在當時是不可避免的局限性?！薄斑@種唯物主義的第二個特有的局限性在于:它不能把世界理解為一種過程,理解為一種處在不斷的歷史發(fā)展中的物質。這是同當時的自然科學狀況,以及與此相聯(lián)系的形而上學的即反辯證法的哲學思維方法相適應的。人們知道自然界是處在永恒的運動中,但是根據(jù)當時的想法,這種運動是永遠繞著一個圓圈旋轉,因而始終是停留在同一地點:總是產(chǎn)生同一的結果。”[4]

2.非線性系統(tǒng)的定義及性質

長期以來,從事科學研究的工作者對非線性系統(tǒng)的認識有一定的片面性,即認為,系統(tǒng)模型不能用線性數(shù)學模型描述的系統(tǒng)。本文所論及的非線性系統(tǒng),不是專指數(shù)學上不能用線性數(shù)學模型描述的系統(tǒng)。有些模型雖然不是數(shù)學上線性顯現(xiàn)的,但仍有確定的解析描述形式,因而是滿足拉普拉斯確定關系的,也就是說這樣的系統(tǒng)仍然是線性的,因為這樣的所謂非線性格式,是可以通過數(shù)學上的變換線性化處理的。例如,軸承的基本額定壽命與當量動載荷之間滿足的關系為:

PL=C (1)

式中:P為當量動載荷,單位為牛頓(N);L為基本額定壽命,單位為小時(h);ε為壽命指數(shù),且ε≠1,C為常數(shù)。很明顯上式是一個雙曲線方程,這好像是一個非線性問題。但是,如果作數(shù)學處理,等式兩端取自然對數(shù),上式就變?yōu)?

εlnP+lnL=lnC (2)

再令lnP=y,lnL=x,lnC=c,1/ε=b,c/ε=c上式又變?yōu)?

y+bx=c(3)

這是線性方程。

非線性系統(tǒng)是不能用解析數(shù)學模型完備描述的系統(tǒng)。非線性系統(tǒng)的結構耗散性、協(xié)同性、突變性、混沌性、超循環(huán)性和分形特征等,是迄今為止所發(fā)現(xiàn)的非線性系統(tǒng)的幾個重要屬性;而非線性系統(tǒng)的復雜性,則是上述本特征耦合的結果,因此復雜系統(tǒng)并不是獨立區(qū)別于非線性系統(tǒng)的另一類系統(tǒng)。

普利高津(I. Prigogine)的耗散結構理論(dissipative structure theory)認為,在開放系統(tǒng)遠離平衡態(tài)下,系統(tǒng)通過和外界環(huán)境進行物質、能量和信息交換,一旦系統(tǒng)的某個參量變化到一定臨界值時,系統(tǒng)就有可能從原來的無序狀態(tài)轉變?yōu)橐环N時間、空間或能量宏觀的有序狀態(tài);哈肯(H. Haken)認為,一個系統(tǒng)從無序到有序的轉變關鍵不在于系統(tǒng)是平衡還是非平衡,也不在于離平衡態(tài)有多遠,而是系統(tǒng)內部子系統(tǒng)間通過非線性相互作用和協(xié)作,在一定條件下,能自發(fā)地產(chǎn)生在時間、空間或功能上穩(wěn)定的有序結構,也就是自組織性;托姆(R. Thom)則認為,系統(tǒng)的狀態(tài)隨外界控制參數(shù)連續(xù)改變時而發(fā)生不連續(xù)的變化,突變類型不取決于狀態(tài)變量的數(shù)目,而取決于控制參量的數(shù)目。當控制參數(shù)不多于4個時,只有7種不同類型的突變形式;龐加萊(H. Poincare)早期從數(shù)學角度運用確定性理論研究太陽系運動時發(fā)現(xiàn),即使是三個星體的簡單模型,也會得到隨機的結果。所以混沌學(scientific chaos)是研究確定性非線性動力學系統(tǒng)所表現(xiàn)出來的,具有貌似隨機,無規(guī)則性復雜行為混沌運動的非線性動力學。雖然混沌是確定性系統(tǒng)內隨機性的表征,但混沌依然存在著確定性:混沌區(qū)在控制空間的位置是確定的;每個吸引域的范圍是確定的;混沌運動遵循統(tǒng)計規(guī)律;奇怪吸引子在相空間的位置是確定的;從初值開始的運動必定走向吸引子,奇怪吸引子的分數(shù)維也是確定的。再以生命的誕生為例,雖然我們用統(tǒng)計方法也難以預言,這是一種本質上的偶然性。但“幾率極小的極偶然事件,在全系綜得以實現(xiàn)的條件下,其實現(xiàn)幾率為一。”[5] 艾根(M. Eigen)吸收進化論和自組織理論的思想提出的超循環(huán)理論(hypercycle theory)認為,在生命起源和發(fā)展的化學進化階段和生物學進化階段之間,有一個分子自組織階段。在這個階段形成了今天人們發(fā)現(xiàn)的具有統(tǒng)一遺傳密碼的細胞結構。這種遺傳宏觀的形成是由于一種超循環(huán)式的組織一旦建立,就永存下去的選擇機制。曼德布羅特(B. B. Mandelbrot)發(fā)現(xiàn):組成部分以某種方式與整體相似的形體叫分形 (fractal),具有自相似結構的那些幾何形體稱為分形體[6～7]。

二、態(tài)決定論

1.非線性對嚴格決定論的否定

眾所周知,因果性、因果確定性、因果等當性是物理決定論與非決定論的重要判據(jù)。經(jīng)典科學基于線性因果關系,而上述非線性系統(tǒng)所蘊涵的復雜性科學揭示出世界的非線性因果聯(lián)系,否定了嚴格決定論。

對于混沌與嚴格決定論的關系大致有兩種對立的觀點:法國哲學家布多認為,混沌并“沒有宣布拉普拉斯兩世紀前所說明的普遍的決定論的著名學說失效”[8],并不存在嚴格的混沌定義,它還更多的只是假設的性質。許多過于理想化的混沌只是數(shù)學的模型,不具有具體的物理指稱。更多的研究者持相反的觀點,認為混沌現(xiàn)象廣泛存在于天體運動、化學反應、氣候變化、經(jīng)濟增長甚至疾病傳播中?；煦缙茰缌死绽箍深A測性幻夢,標志著嚴格決定論的失效?；煦鐑入S機特性表明,確定性系統(tǒng)也是不確定的。隨機性是普遍存在的甚至可起支配作用,確定性反而是個別的,這恰恰與嚴格決定論對確定性的信念倒置。“蝴蝶效應”是一種非線性因果關系,這標志確定系統(tǒng)的長期可預測性失效。奇異性進一步揭示出確定性與隨機性、有序與無序的辯證關系。混沌并非絕對的有序,也不是完全的無序,它顛覆了嚴格決定論對確定性的機械理解。

長期預測的不確定性,決定了事物結構的穩(wěn)定性,本質上是事物發(fā)展的基本訴求。在市場經(jīng)濟條件下,股市的短期可預測性是經(jīng)濟規(guī)律的體現(xiàn);但長期的不可預測性是股市防止控的“自身免疫”,如果股市發(fā)展是線性決定的,實際也就標志著縱,從而走向崩盤。從本質上看,股市的混沌性是股市健康發(fā)展的基礎。

2.非線性不是對非決定論的肯定

波普爾(K. Popper)在《非決定論和人類自由》一文中強調自己是一位非決定論者,但他同時指出,僅以決定論與非決定論的視野來看待世界是不夠的。他說:“如果決定論是真的,那么世界就是一個完美無瑕的運行的鐘,包括所有的云,所有的有機體,所有的動物,以及整個人類。另一方面,如果皮爾斯的、海森堡的或其他形式的非決定論是真的,那么純粹的機遇就在我們的物理世界中起到一種主要的作用。但機遇真的會比決定論更令人滿意嗎?”[9]顯然,波普爾的決定論是嚴格的決定論。但事實上,機遇在很多情況下比嚴格決定論更令人滿意,當嚴格決定論對世界圖像的描述陷入困惑時,非線性決定論所起的作用就是無可比擬的,但這決不是非決定論。愛因斯坦(A. Einstein)有一句名言:“上帝不會擲骰子” 。從哲學來看,愛因斯坦與“正統(tǒng)派”的爭論,焦點并非客觀物理世界是否存在秩序和規(guī)律(這幾乎是所有科學家的共識)。關鍵在于:這個井然有序的客觀世界究竟是完全決定性的,還是為機會、發(fā)展、新穎性以及人的自由和神的作為留有實實在在的空間?愛因斯坦顯然屬于前者,他認為,“或許,從未有過一個理論能像量子理論這樣,能對各種不同的經(jīng)驗現(xiàn)象提供解釋和計算的鑰匙。盡管如此,我卻堅信此理論會把我們對物理學基礎統(tǒng)一性的尋求引入歧途。因為我認為它是對實在事物的一種不完備的表示,盡管它是唯一的一種能夠用力和質點這些基礎概念建造起來的理論(對經(jīng)典力學的量子修正)。然而,這種表示的不完備性必然導致規(guī)律的統(tǒng)計本質(不完備性)?！?[10]

非線性的另一個重要原則是不確定性,不確定性不等于非決定論。莫蘭(E. Morin)認為,通常存在著對于復雜性的兩種誤解:第一種是把復雜性設想為妙方、答案,而不是把它考慮為挑戰(zhàn)和對于思想的激勵,以為復雜性是簡化方法的有效替代物,像簡化方法一樣可以程序化和加以明確規(guī)定;第二種誤解是把復雜性與完備性加以混淆。他指出,復雜性的愿望只是說明被不同學科之間、不同認識范疇之間和不同類知識之間的斷裂所破壞的各種關聯(lián)的必要性……在它的核心包含著“一個不完備性和不肯定性的原則”[11]。

3.態(tài)決定論(state determinism)

態(tài)的哲學定義是存在,是事物的表現(xiàn)?！按嬖谙扔诒举|”,這是因為我們的哲學認識必須從主觀開始[12]。非線性系統(tǒng)的本質特征是不滿足拉普拉斯決定論,其內稟性是,由態(tài)所決定的。仔細考察拉普拉斯決定論,就會發(fā)現(xiàn),其實拉普拉斯決定論的態(tài)是一個包含完整信息,能夠決定其未來和過去任意時刻的態(tài),它出現(xiàn)的概率為1,因此不具有分布性,表現(xiàn)出線性關系性質。更多的系統(tǒng),并不具有這樣的內稟性,“上帝真是在擲骰子”,其幾率決定態(tài)表現(xiàn)了系統(tǒng)不一樣的非線性性質。

力學量用算符表達是力學研究的普遍方法,但算符的采用并不表明系統(tǒng)一定可數(shù)學解析表述。設為本征量算符(Operator),O是態(tài)的本征值,那么就有

Φ=oΦ(4)

式(4)中Φ為態(tài)函數(shù),且可表示為:

Φ=Φ(α,β,γ,…)(5)

式(5)中α,β,γ,…是描述態(tài)的空間坐標。由(4)式?jīng)Q定的算符本征值實際揭示了事物本征的態(tài)決定性,這就是態(tài)決定論的具體內涵。

在經(jīng)典力學中,態(tài)由物體的質量(凝聚態(tài))m表征,將算符寫為=,即速度關于時間的一階微分算符,由(4)式則有:

m=am(6)

或寫為:

m=ma(7)

這就是著名的牛頓第二定律。顯然這個定律描述的是線性關系。在量子力學中,態(tài)由概率波(Probability wave)函數(shù)Ψ描述,波函數(shù)Ψ的歸一化表示了態(tài)存在的統(tǒng)計結果。如果將算符寫為:

=-+(8)

E為系統(tǒng)的能量本征值,μ為粒子的質量,為普朗克常數(shù),由(4)式可得到:

-+Vψ()=Eψ()(9)

這就是著名的薛定諤(Schrdinger)方程,幾率決定性成為了系統(tǒng)一個突出的特征。

在數(shù)學物理方法中,如果函數(shù)Φ(α,β,γ,…)可分離變量,即:

Φ(α,β,γ,…)=φ(α)φ(β)φ(γ)(10)

則方程(4)似乎可以得到解析解。但這個過程主要包含了以下兩個基本假設:1)系統(tǒng)各子態(tài)間是非耦合的;2)系統(tǒng)各子態(tài)是線性的。非常不幸的是能夠找出解析解的微分方程是很少的,因此,這樣的系統(tǒng)在自然界中寥寥無幾。大量的系統(tǒng)是非解耦的,非線性的,這就是系統(tǒng)的復雜性。之所以不能完整地描述世界,是因為:1)我們不能把(4)式寫得更具有完備性。著名物理學家普朗克(M. Planck)指出:“科學是內在的整體,它被分解成單獨的整體,不是取決于事物本身,而是取決于人類認識能力的局限性……”[13] 正因如此,(10)式究竟可以寫成多少個分離子態(tài)的連乘積,可能永遠也不會有一個明確的答案;2)即使我們認識了系統(tǒng)的耦合度,我們也始終不可能將其解耦,因為對總系統(tǒng)而言,態(tài)的解耦可能意味著系統(tǒng)的“崩潰”。量子力學描繪的圖景中,有一個不確定性原理[14]使得物理學家們有“盲人摸雪”的比喻。3)宏微觀世界的割裂描述,也決定了我們不能完整地描述世界。宏觀世界的描述方法導致了對微觀世界的思維困惑,同樣微觀世界的描述方法導致了對宏觀世界的思維困惑。我們至今沒有勇氣承認宏觀世界中,同樣存在不確定性原理。

材料力學中壓桿的屈曲問題[15],就可以找到不確定性原理的宏觀表現(xiàn)。設壓桿為一均質圓形截面等直桿,兩端由理想球鉸鏈支承,受到載荷F(臨界載荷為F)的軸向作用,E為彈性模量,I為圓桿的軸慣性矩,其滿足的決定性方程為:

-EIφ(x,y)=Pφ(x,y)(11)

式中φ(x,y)是描述壓桿彎曲的態(tài)函數(shù)。如圖1所示,壓桿在經(jīng)過z軸,與xoy平面相垂直的任何一個平面內發(fā)生失穩(wěn)彎曲的機會是均等的,因此無法確定壓桿將在哪一個平面內發(fā)生失穩(wěn)。如果刻意要確定壓桿是在xoz或yoz平面內發(fā)生失穩(wěn),那么至少壓桿的支承球鉸鏈是要發(fā)生改變的,由球鉸鏈變?yōu)槠矫驺q鏈。這時的系統(tǒng)已經(jīng)不再是原來的系統(tǒng)了。

三、基于態(tài)決定論的哲學認識

1.態(tài)決定論是另一種形式的因果結構

非線性系統(tǒng)的因果關系意味著的可預言性并不是實際的可預言性,因為沒有誰能知道完備的事實和規(guī)律。如果先前條件和有關規(guī)律的完備描述確實存在,那么事件的預言就的確存在一種二值邏輯關系:真(T)與假(F),但這并不意味著結果以必然性跟隨原因。由于相關性的存在,與因果關系是不相同的。決定態(tài)的演化歷史的因素并不只是因果關系上的因素,同時還有相關性因素,相關性因素的不確定性,導致態(tài)的非二值邏輯決定關系。

2.態(tài)決定論不是非決定論

由于量子力學的不確定性原理,可能產(chǎn)生的誤解則是認為量子力學的基本特征是非決定論的[16],一些學者提出的三值邏輯取代傳統(tǒng)的二值邏輯的三個可能值:真(T)、假(F)和不確定(I),并不是真正意義上的非決定論,因為無論上述三值中的任何一個都是決定論的結果,因為自然界并不存在無果之因。態(tài)決定論基于事件發(fā)生前的歷史,是有預言性的,也即過去“態(tài)”對事物的發(fā)展方向是有所影響的;而將來“態(tài)”的不確定性同樣對事物的發(fā)展方向產(chǎn)生一定的影響,對將來“態(tài)的預期”可能會引導態(tài)的演進方向。態(tài)決定論自然觀的歷史演變呈現(xiàn)出否定之否定的發(fā)展過程,即從原始人的偶然性的混沌自然觀,中經(jīng)各種決定論自然觀(如拉普拉斯決定論自然觀),再回到現(xiàn)代的確定性混沌自然觀。

3.超越中西思唯模式的哲學認識

基于態(tài)決定論的哲學認識意義在于超越西方的二元論思維模式和東方的一元思維模式,單純的經(jīng)典科學中的波動與粒子、有序與無序、確定性與不確定性等對非線性系統(tǒng)的描述是不完備的,而一元思維模式又不能體現(xiàn)過程的具體性。當代科學研究中的成果體現(xiàn)出的更多是多元思維的成就。同時,在具體的科學研究活動中,不論是東方的一元思維模式還是西方的二元思維模式,仍然發(fā)揮著不可替代的作用。非線性系統(tǒng)是形下學世界與形上學世界綜合客觀體現(xiàn)。

結語

我們沒必要在決定論與非決定論之間作出選擇。因為如果我們以決定論觀點看待這一切,那么無序、偶然性、不確定性只是有序、必然性、確定性中的偏差,但實際上這不僅是偏差的問題,甚至有可能背離。不作這樣的選擇,并非意味著我們的研究工作毫無意義,如果我們以非決定論觀點看待這一切,那么“組織化和有序化僅僅是大混亂中的一時的偏差和波動” [16],這樣科學事實就失去了重現(xiàn)性,我們的所有研究也就隨之失去了意義。辯證的原則提醒我們不要選擇,因為任何一種選擇都會導致偏執(zhí)。非線性的復雜性要求我們,超越選擇并避免偏執(zhí)。非線性既不能停留于非決定論的迷茫中,亦不能以決定論的偏執(zhí)遮蔽世界的本質。

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[13]黎明.試論唯物辯證法的擬化形式[M].北京:中國社會科學出版社,1981:6.

[14]曾謹言.量子力學:卷I[M].北京:北京科學出版社,2007:35-39.

[15]孫訓方,方孝淑,關來泰.材料力學:下冊[M].北京:高等教育出版社,1994:121-156.

[16]埃德加•莫蘭.方法:天然之天性[M].吳泓緲,馮學俊,譯.北京:北京大學出版社,2002:47-48.

The Determinism and Indeterminism On Non-Linear System

HUANG Jun-ping1,2

(1.College of Resources and Environmental Science Chongqing University, Chongqing400044,china;2.Chongqing Vocational Institute of Engineering, Chongqing 400037,China)

第5篇：量子計算基本特征范文

首先我們承認，每個科學理論都必須接受人們對自然現(xiàn)象的觀察和人為實驗的檢驗。實踐是檢驗真理的標準。到了自然科學或科學以后，要經(jīng)過自然現(xiàn)象和人工設計實驗的檢驗。具體的發(fā)現(xiàn)過程在哪里呢？從原來的科學理論推出的邏輯結論與我們現(xiàn)在進行的實驗結果有矛盾的時候，才會有科學發(fā)現(xiàn)――這點大家都承認。比如哥白尼、愛因斯坦的發(fā)現(xiàn)都是這樣的。在這種情況下，創(chuàng)新思維是什么？是以實驗結果為依據(jù)，分析原來的理論中哪些是與現(xiàn)在的實驗結果和觀察記錄有矛盾，找到這些矛盾并刪除，提出符合新實驗結果的東西――這是從哲學的角度看。還可以往下走，把它變成科學。

要研究這些，我們要用到專有的對象語言。如物理學中有專用的語言，有專有的概念、定律，質量、能量、加速度、速度、勢能、動能等。生物學中有物種等。每個學科都不一樣。計算機也一樣。研究發(fā)現(xiàn)的邏輯語言最早是由弗雷格和羅素建立的一階語言。一階語言定義了兩類對象，一類對象叫做項。項是遞歸定義的，要么是一個常元符號，要么是個變元符號，如果f是函數(shù)符號，t1,t2,t3都是項，f(t1)也是一個項。項描述常量、變量、函數(shù)關系。一階語言另外一類對象叫做邏輯公式，就是在所有知識里出現(xiàn)的各種命題、句子、描述知識的句子。句子可以是一個等式，描述函數(shù)之間的關系，如t1=t2，但在一階語言里是符號，另外可以描述一個集合的關系，關系可以是一個集合，用P表示謂詞。剩下的是，如果B是一個句子，在一階語言里是邏輯公式，那么它的否定也是一個邏輯公式，如果A和B都是邏輯公式(邏輯公式描述的是一個命題)，那么A∧B、A∨B、AB，∀xA、∃xA都是句子，每一個句子描述一個命題，命題反映了我們認識到的一個知識，很簡單，比程序設計語言還簡單。這樣我們可以把注意力集中到研究邏輯關系。比如舉例：

物理學中的伽利略變換：

如果x是一物體， 和 為彼此做勻速直線運動的參考系， 相對于 的速度為 ，并且x相對于 的速度為 ，那么x相對于 的速度為 + 。

如果用一階語言來表示伽利略變換，就是：

B(x)代表：“x是一物體”；

A(x)代表： 和 為彼此做勻速直線運動的參考系， 相對于 的速度為 ，并且x相對于 的速度為 ，那么x相對于 的速度為 + 。

則伽利略變化可以寫成：

∀x(B(x)A(x))。

又比如：達爾文的自然選擇原理：

由于每一個物種所產(chǎn)生的個體數(shù)量，遠遠超過其可能生存的數(shù)量，所以反復引起生存斗爭，而且任何生物所發(fā)生的變異，無論多么微小，只要在復雜而時常變化的生活條件下，以任何方式有利于自身，就會有較好的生存機會。

如果用E代表“每一個物種所產(chǎn)生的個體數(shù)量，遠遠超過其可能生存的數(shù)量”，F(xiàn)代表“反復引起生存斗爭，而且任何生物所發(fā)生的變異，無論多么微小，只要在復雜而時常變化的生活條件下，以任何方式有利于自身，就會有較好的生存機會”，那么自然選擇原理就可以用EF來描述。

一階語言和C語言的不同之處在于，C語言可以描述任何一個計算現(xiàn)象，而一階語言因為關注邏輯推理，因此每一個問題可以有多個一階語言，取決于研究中邏輯分析的深入程度。比如用E代表“每一個物種所產(chǎn)生的個體數(shù)量，遠遠超過其可能生存的數(shù)量”，P代表“反復引起生存斗爭”，B代表“物種的特征是不變的”，F(xiàn)代表“任何生物所發(fā)生的變異，無論多么微小，只要在復雜而時常變化的生活條件下，以任何方式有利于自身，就會有較好的生存機會”。在這種情況下，自然選擇原理可以用以下公式更準確地描述：

E(P(BF))。

有了一階語言，任何一個自然科學理論在一階語言里就變成了形式理論。形式理論是由有窮的邏輯公式組成的集合，它們彼此不矛盾。比如用一階語言分析經(jīng)典力學，用R代表相對性原理，N1、N2、N3代表牛頓三定律，E代表萬有引力定律，B(x)表示x是一剛體，A(x)表示相對運動，那么伽利略變換就可以用∀x(B(x)A(x))來描述，經(jīng)典力學的公理系統(tǒng)就可以用下述形式理論來描述：

｛∀x(B(x)A(x))，R，N1，N2，N3，E｝。

有了一階語言后，我們要研究發(fā)現(xiàn)過程的邏輯思維方式是什么，它和平常的數(shù)理邏輯推理有何區(qū)別？數(shù)理邏輯中的各種證明是描述數(shù)學證明的，數(shù)學證明的特點是有一個前提，即形式理論，如幾何的二十條公理，量子力學的六條公理等，再根據(jù)公理進行證明，所有的證明都是對每個句子中的邏輯連接詞的分析。所以一階邏輯中的系統(tǒng)都是為了分析和描述證明用的。而科學發(fā)現(xiàn)與證明的不同在于，科學發(fā)現(xiàn)是實驗的結果與原來的理論有矛盾時，分析哪些原來的理論和實驗結果有矛盾。是以實驗和觀察的結果作為出發(fā)點，分析和尋找原來理論和實驗結果有矛盾的東西。如果數(shù)學推理是正向的，科學發(fā)現(xiàn)就是反向的?？茖W發(fā)現(xiàn)也是可以形式化的。

要做科學發(fā)現(xiàn)，第一，首先要描述科學實驗的結果，從這里出發(fā)尋找科學理論哪里有錯誤。剛才談到，傳感器技術的發(fā)展，使我們所觀察到的自然現(xiàn)象和所有現(xiàn)象都可以變成數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在一階語言中就是常元符號，數(shù)據(jù)間的關系可以列表，就是函數(shù)符號。數(shù)據(jù)間的集合和分類就是謂詞。(謂詞就是描述一套數(shù)據(jù)的集合)數(shù)據(jù)間的關系就是方程式(等式)。所以t1=t2這個等式是一個最簡單的謂詞。然后還可以定義其他謂詞，每個謂詞代表一個集合。所以傳感器技術的發(fā)展，使我們把實驗數(shù)據(jù)的結果變成了用一階語言的原子語句和原子語句的否定來描述。(原子語句要么是個等式，要么是個謂詞)

一邊是實驗數(shù)據(jù)結果，一邊是原有理論，所以邏輯推理兩邊都不可少，如果用Γ表示原有理論(經(jīng)典力學、進化論)，Δ表示用原子語句和原子語句否定所描述的實驗結果，這一對Γ和Δ就形成了對立統(tǒng)一，這是科學發(fā)現(xiàn)必須具有的兩個東西。用表達式表示就是Δ┃Γ。如果Δ和Γ有矛盾，說明實驗結果和現(xiàn)有理論有矛盾，此時理論是必須要修改的，如果Δ和Γ沒有矛盾，說明現(xiàn)在的實驗進一步證明了理論的正確性，不用再進行科學發(fā)現(xiàn)了。

科學發(fā)現(xiàn)的目標是什么？根據(jù)實驗結果的原子語句和原子語句非消滅右邊原有理論中和實驗結果有矛盾的東西，一直刪到?jīng)]有矛盾，拋棄了舊的，保持新的，再增加新的和沒有矛盾的原理。因此它的演算變得很簡單，每一步邏輯推理是一個 ，表示從現(xiàn)有的實驗結果刪掉一個原有理論里的有矛盾的東西，一直刪下去，刪到?jīng)]有矛盾，然后再加入新的東西，這就是科學發(fā)現(xiàn)的抽象過程。用表達式表示就是Δ┃Γ Δ′┃?！?。而表達式Δ┃A,Γ Δ┃Γ表示現(xiàn)在的狀況經(jīng)過一次科學發(fā)現(xiàn)的推理，變成新的東西，即把其中和實驗結果有矛盾的A定律刪掉。

整個科學發(fā)現(xiàn)的邏輯由七個公式組成，既是完全的且是可靠的。

第一個是公理，公理很簡單，即A,Δ┃A,Γ A,Δ┃Γ，如果左邊的實驗結果是原子語句A，右邊出現(xiàn)A，那么它與左邊的A有矛盾，則右邊的A必須被刪除。不用任何邏輯前提。

第二，什么情況下刪除A B？

從邏輯上發(fā)現(xiàn)，如果A(前提)和實驗結果Δ不矛盾，B(結論)和實驗結果Δ矛盾，那么A B形式的知識應該去掉。用表達式表示即：

Δ┃A,Γ Δ┃Γ

Δ┃B,Γ Δ┃Γ

那么：Δ┃A B,Γ Δ┃Γ。

第三，什么情況下刪除∀xA(x)？

如果存在一個項t，使得A[t/x]與Δ有矛盾，則∀xA(x)也與Δ有矛盾，必須被刪除。用表達式表示即：

Δ┃A[t/x] ,Γ Δ┃Γ

那么Δ┃∀xA(x) ,Γ Δ┃Γ。

第四，R刪除規(guī)則。

如果C是理論Γ1、A、Γ2的邏輯結論，而C與實驗結果Δ有矛盾，則C必須被刪除。但C并沒有出現(xiàn)在公理系統(tǒng)中，則導致C的必要前提A應該被刪除。用表達式表示即：

Γ1,A,Γ2┝C A T C

Δ┃C,Γ2 Δ┃Γ2

那么：Δ┃Γ1,A,Γ2 Δ┃Γ1,Γ2。

總的結果一共是七條規(guī)則。理論上講對描述發(fā)現(xiàn)邏輯足夠用了。它們是：

1. R公理：

2. R-∧規(guī)則：

3. R-∨規(guī)則：

4. R-規(guī)則：

5. R-∀規(guī)則：

6. R-∃規(guī)則：

7. R-刪除規(guī)則：

舉例說明，愛因斯坦狹義相對論：愛因斯坦說，按伽利略變換，經(jīng)典物理學預言：光速在不同坐標系下測出的光速是不一樣的，這是經(jīng)典力學中的邏輯結論。而邁克爾遜和莫雷反復實驗表明，光速不依賴于發(fā)光體的運動速度。因此愛因斯坦的結論是：刪除伽利略原理，增加光速在任何坐標系下測量速度不變(30萬公里/秒)原理，在不同坐標系下計算速度選擇洛倫茨變換，與光速不變不矛盾。現(xiàn)在就可以用這套規(guī)則分析愛因斯坦相對論。Γ代表經(jīng)典物理學，用R代表相對性原理，N1、N2、N3代表牛頓三定律，E代表萬有引力定律，B[c]光量子具有固體的特性，則：

Γ：=｛R,N1,N2,N3,E,B[c]，∀x(B(x)A(x))｝

?！洌?｛R,N1,N2,N3,E,B[c]｝

Δ：=｛B[c] ,A [c]｝(實驗結果)

根據(jù)R公理，由于A [c]和A [c]互為否定，說明A [c]與實驗結果矛盾，因此要刪除A [c]，即B[c] ,A [c]┃A [c] ,?！銪[c] ,A [c]┃Γ′；

根據(jù)R公理，B[c]和B[c]互為否定，因此右邊的B[c]應該被刪除。即B[c],A[c]┃B[c] ,?！銪[c] ,A [c]┃?！?。

以上兩點合在一起，根據(jù)蘊含公式，前提與實驗結果不矛盾，結論與實驗結果矛盾，則B[c]A [c]應該刪除，即B[c],A [c]┃B[c]A [c],?！?B[c],A [c]┃?！?。

再根據(jù)全程量詞規(guī)則，光速與實驗結果出現(xiàn)矛盾，則∀x(B(x)A(x)應該刪除。即：B[c]，A [c]┃∀x(B(x)A(x)，?！?B[c],A [c]┃?！?。

這就是愛因斯坦選擇去掉伽利略定律的邏輯驗證。原來人們認為愛因斯坦是天才，一旦我們把發(fā)現(xiàn)的規(guī)則找到，這個結論就可以演算出來，也就是說，可以用計算機來證明。

本例是最簡單的例子。下面再看達爾文的學說，他的貢獻不簡單。

先考慮一個形式理論Γ：{ A,AB,BC,EF}，讓A、B、C、F都取真，結果就是真，說明這是一個協(xié)調的形式理論。進一步分析，C是這個理論的邏輯結論。如果C遇到了事實反駁，實驗結果證明C不對，那么我們的目標最大限度地保留原有理論，只刪除必須引起C的必要前提。那么從邏輯上有三種可能：

第一，{ A,AB,EF}

第二，{ A,BC,EF}

第三，{ AB,BC,EF}

如果使用R刪除規(guī)則，則以上三條規(guī)則都可以通過計算機演算出來。

現(xiàn)在給A、B、C解釋：

A：代表“每一物種都是獨立被創(chuàng)造出來的”；

B：代表“每一物種的基本特征是不變的”；

C：代表“同屬物種都不是另一個普通物種的直系后裔”。

達爾文之前流行的“物種不變理論”用：Ω：{ A,AB,BC }來描述。

達爾文經(jīng)過長期的研究，在他的《貝格爾艦上的航行》和《物種起源》兩部著作中列舉了大量經(jīng)過他的觀察和實驗所獲得的事實用以支持下述命題：

C：“同屬物種可以是另一個普通物種的直系后裔”；

EF：自然選擇原理。

達爾科學研究從這兩個觀察得來的事實出發(fā)，又加上自己的猜想，即“經(jīng)過我能做到的精密研究和冷靜判斷，我毫無疑慮地相信，許多博物學家最近還保持著的和我以前所保持過的觀點”，這就是“物種是被獨立創(chuàng)造出來的論點是錯誤的”，即A。因此，達爾文的進化論的核心內容就是：Ξ：{ EF,C,A}。

整理一下下述五個語句：

Ξ*：{ AB,BC,EF}∪{C,A}

它們是不矛盾的，且Ξ*的前三個語句恰好是Γ關于C的第三個R縮減，是使用R演算推導出來的。

實際上，A是達爾文的一個“信念”，更為重要的是：從邏輯的角度看，A與{ EF，C}并不矛盾，如果放棄A，可以使前面使用R演算推導出的Γ的第二個R縮減，即{ A，BC，EF}成為另一種合理的選擇，由此可以得到：

Ξ+：{ A，BC，EF}∪{C}

這可以視為進化論的另一個版本。這樣的結論更具有開放性，與達爾文的實驗結果也不矛盾，不會引起很多爭論，與現(xiàn)在基因論理論的矛盾更小。這說明科學發(fā)現(xiàn)的邏輯并不是大家所想象的發(fā)散的思維、猜想，也是一種邏輯推理。不同的是，第一，要把實驗結果作為前提，第二，以實驗結果為前提，對原有的結論進行邏輯演算，把所有的結論分析出來，客觀地選擇一種會更好。

再引申，科學中最復雜的公理系統(tǒng)平面幾何有20條公理，數(shù)學中策梅羅-弗倫克爾公理系統(tǒng)有10條公理，算數(shù)9條，量子力學6條，牛頓力學7條。發(fā)現(xiàn)邏輯在軟件中使用，因為任何一個軟件成為一個實用的軟件，至少有幾萬條。如Windows XP有三千萬條，也是形式理論，誰也不敢保證前面沒有錯誤。我們現(xiàn)在的公司里100人做開發(fā)，250人做測試，就是沒有充分使用這套邏輯系統(tǒng)，實際上是可以進行邏輯分析的。任何一個人找錯兒都不是盲目的，實際走的規(guī)律就是以錯誤為依據(jù)，進行邏輯分析，任何邏輯分析都沒有離開這7條規(guī)則。

第6篇：量子計算基本特征范文

[關鍵詞]邏輯史；中國邏輯；希臘邏輯；印度邏輯

邏輯史研究是總結和推進邏輯學發(fā)展的一項基礎性工作?？梢哉f，當今邏輯科學中的核心與重要問題都能夠在邏輯史中找到它們的源頭和根據(jù)。

自1962年威廉·涅爾和瑪莎·涅爾(William Kneale＆Martha Kneale)合著的單卷本《邏輯學的發(fā)展》、安東·杜米特留(A.Dumitriu)四卷本《邏輯史》出版以后，至今沒有見到更新的通史性的邏輯史著作問世?！斑壿媽W、邏輯史、邏輯哲學以及諸如計算機科學、人工智能、認知心理學、論證理論和思想史等與邏輯密切相關領域的研究者深刻體會到了更為深入和詳細的邏輯史著作的缺少所帶來的不便”(序言)。

由國際著名哲學家、邏輯學家、英國倫敦皇家學院計算機系教授多夫·嘉貝(Dov Gabbay)和加拿大英屬哥倫比亞大學哲學系教授約翰·伍茨(John Woods)共同主編的十一卷本的《邏輯史手冊》已于2004年由世界著名的出版公司荷蘭愛思唯爾開始陸續(xù)出版發(fā)行。目前，出版了第一卷、第三卷和第七卷，其他各卷將陸續(xù)出版。該手冊一經(jīng)面世，便受到了國際邏輯學界的普遍關注。被譽為是“第一部由大卷本著成的系列邏輯史著作”。從該手冊內容的設計與編排上，我們可以追蹤到邏輯史研究的最新和最前沿的動態(tài)，也可以從中體認到邏輯學發(fā)展的一些基本趨勢。

一、《邏輯史手冊》的主要內容

經(jīng)過伍茨教授的允許，根據(jù)2007年1月最新修訂的寫作大綱，我們先將《邏輯史手冊》各卷的主要內容簡要介紹如下：

第一卷為《希臘、印度和阿拉伯邏輯》，共8章，主要介紹了亞里士多德以前的邏輯、亞里士多德邏輯及其模態(tài)邏輯、印度邏輯、麥加拉與斯多葛邏輯。

第二卷為《中世紀與文藝復興的邏輯》，共13章，該卷以歷史發(fā)展的前后時間為序，介紹了中世紀重要的邏輯學家，如波依提烏、阿伯拉爾、奧卡姆、布里丹等，同時也梳理了中世紀特有的一些重要邏輯問題，如指論、意義理論、語意問題、模態(tài)問題及自我指稱的情況等；同時也介紹了13、14世紀摩迪斯泰學派(Modistae)的思辨語法。

第三卷為《現(xiàn)代邏輯的興起：從萊布尼茨到弗雷格》，共11章。該卷共介紹萊布尼茨、康德、黑格爾等8位邏輯學家，并以3章的篇幅介紹了代數(shù)邏輯、邏輯代數(shù)和邏輯學的數(shù)學轉向問題。

第四卷為《19世紀的英國邏輯》，共15章，該卷主要介紹了13位邏輯學家，如穆勒、哈密爾頓、文恩、邊沁等，并專辟一章討論了1805—1835年的法國與英國邏輯。

第五卷為《從羅素到丘奇》，共16章。該卷主要介紹了羅素、布勞維爾、維特根斯坦、希爾伯特、哥德爾、塔爾斯基、波斯特、丘奇等16位邏輯學家，并討論了λ演算、組合邏輯以及20世紀的悖論等問題。

第六卷為《20世紀的集合論及擴展》，共13章。該卷主要從集合論的角度討論了20世紀邏輯發(fā)展的基本情況，總結了集合論到科恩(Cohen)的發(fā)展概況以及在當展的情況，涉及無窮組合數(shù)學、連續(xù)統(tǒng)、力迫和大基數(shù)、奇異基數(shù)、確定性、大基數(shù)內模型、拓撲集合論、部分邏輯、范疇邏輯等。

第七卷為《20世紀的邏輯學與程式》，共9章，主要介紹了20世紀發(fā)展起來的一些新的邏輯分支歷史過程，如數(shù)理模態(tài)邏輯、認識論邏輯、相干與基本邏輯、時態(tài)邏輯、情境理論與情境語義學、對話邏輯等。

第八卷為《邏輯的多值與非單調轉向》，共10章，主要介紹了邏輯學向多值與非單調轉向過程中，一些新邏輯分支發(fā)展的情況，涉及多值邏輯、一致邏輯、量子邏輯、模糊邏輯、非單調邏輯、非單調推理和信仰變化、自由邏輯等。

第九卷為《邏輯學與計算機科學》，共19章，主要介紹了邏輯與計算機科學、人工智能相關的問題，涉及邏輯與計算機的發(fā)展、邏輯與計算機科學、高階邏輯的自動化、類型論的機器化、歸納的機器化、復雜性理論、邏輯與計算語言等問題。

第十卷為《歸納邏輯》。

第十一卷為《邏輯學核心概念的歷史》，共7章，主要介紹了否定詞、推論關系、量詞、連接詞、自然演繹、類型、謬誤等邏輯學基本概念的發(fā)展過程以及最新研究的進展情況等。

二、《邏輯史手冊》所體現(xiàn)出的新趨勢

《邏輯史手冊》原名為《邏輯哲學與邏輯史手冊》，從以上內容介紹來看，《邏輯史手冊》主要涉及三部分內容：一是，在世界邏輯史上具有重要影響的邏輯學家與學派，其時間跨度是從古代到20世紀末；二是，邏輯科學體系中重要的邏輯學分支或領域的發(fā)展歷史，這些分支在相關領域均為重要的基礎性理論；三是，邏輯學體系中核心概念的發(fā)展與研究，這些核心概念對邏輯學的整體發(fā)展具有重要意義。

《邏輯史手冊》具有極高的學術水平。一是匯聚了國際邏輯學研究的高水平學術隊伍，該手冊的作者基本上是以上三個方面具有較大國際影響和知名度的專門研究家，來自全球著名高校和研究機構，有100余名，分布在英、美、加、意、法、澳、瑞士、荷蘭等國家；二是體現(xiàn)了新進展，《邏輯史手冊》每一章所涉及的人物、分支或專題均涵蓋了從20世紀以來一直到最近幾年的研究進展，也體現(xiàn)了國際邏輯學研究的最新的趨向。主要有以下幾個方面：

第一，邏輯史研究進入到全面、精深研究的新階段。

可以說，這套《邏輯史手冊》是迄今為止規(guī)模最大、內容較為齊全的一部邏輯史鴻篇巨著。

在以往的研究中，雖然有一些著作對邏輯發(fā)展的基本線索、重要人物、重要理論有著比較清楚的描述，如波亨斯基的《形式邏輯史》、涅爾夫婦的《邏輯學的發(fā)展》等。但是，更為全面、深入和詳細的研究成果尚未出現(xiàn)。盡管安東·杜米特留的《邏輯史》在范圍上較其他成果，涉及了中國邏輯、印度邏輯，在邏輯類型上也討論了辯證邏輯、歸納邏輯等問題，但總體上略顯單薄，而且在內容上也顯繁雜，并沒有充分展開。這三部著作對邏輯學發(fā)展過程中核心概念演變的過程更缺少專門的系統(tǒng)考察，而且對邏輯與其他相關領域的關聯(lián)研究也少有涉及，缺乏必要的研究。當然，我們站在今天的角度，不能苛求前人對這些問題做出完美的回答。

這部《邏輯史手冊》則彌補了以往研究的不足。首先，以邏輯史上人物研究為線索，幾乎涉及了從古至今所有對邏輯學發(fā)展發(fā)生重要影響的邏輯學家，對這些重要邏輯學家的研究盡可能做到全面、具體和深入，其內容之詳為前所未有，重要邏輯學家研究的篇幅幾乎可以獨立成書，如關于亞里士多德、萊布尼茨、弗雷格等人邏輯思想的研究。其次，對邏輯學核心概念的把握，進行了系統(tǒng)而深入的研究，這兩方面的工作，不僅對推進邏輯史研究，而且對推進邏輯學理論，尤其是邏輯哲學的研究，都會產(chǎn)生積極的影響。

《邏輯史手冊》的出版表明對邏輯史的研究已經(jīng)進入到了精深、細致和全面的新階段，這種趨勢在近幾年的國際邏輯學界已有所顯現(xiàn)。以人物研究為例，2005年哈佛大學出版社出版了丹尼爾·麥克白斯(Danielle Macbeth)的專著《弗雷格的邏輯》，比較系統(tǒng)地介紹了弗雷格邏輯思想的基本內容與特征；以邏輯學發(fā)展的斷代史研究為例，2002年維科奧·里斯圖(Vilkko Risto)出版了《邏輯學研究百年：1781—1879年德國邏輯改革的努力》對1781到1879年邏輯學在德國的發(fā)展情況進行了全面回顧；牛津大學出版社即將推出芬蘭邏輯學家雷拉·哈帕蘭塔(Leila Haaparanta)主編的《現(xiàn)代邏輯史》。其他諸如對亞里士多德、斯多葛邏輯、中世紀邏輯等方面的研究也取得了非常重要的進展。由于這些研究者的論著還沒有公開出版·待得到他們的授權后，我們再陸續(xù)做出介紹。

第二，把邏輯作為一個整體進行研究，而不局限在某一種類型或范圍內，為我們提供了一種新的認識邏輯的觀念和研究方法。

《邏輯史手冊》在范圍與邏輯類型上有了新的拓展，時間跨度上，從亞里士多德以前一直到20世紀末；邏輯類型既包括經(jīng)典邏輯、非經(jīng)典邏輯，也包括了康德、黑格爾等人的邏輯思想，并專門談到歸納邏輯的發(fā)展歷史。從邏輯起源和發(fā)展的角度，涉及古希臘、古代印度、阿拉伯及歐美等國家和地區(qū)，給人們提供了一種立體的、全方位的邏輯思想發(fā)展的全景圖。這種研究給我們帶來的啟發(fā)是：邏輯科學是一個整體。

從邏輯發(fā)展的歷史來看，從亞里士多德、萊布尼茨對傳統(tǒng)邏輯和現(xiàn)代邏輯的構設開始，就已經(jīng)有了將邏輯學作為一個整體來看待的思想萌芽。

亞里士多德是被公認的“邏輯之父”，他創(chuàng)建了以三段論為核心的演繹邏輯學體系，亞里士多德邏輯的主體是演繹性的。但是·從亞里士多德對蘇格拉底的一段評價來看，他顯然是把歸納也看作了科學的基礎，并給予了充分的重視。他說：“有兩樣東西完全可以歸功于蘇格拉底，這就是歸納論證和一般定義。這兩樣東西都是科學的出發(fā)點?！北M管他把歸納置于辯證的類型里，對歸納沒有更多的理論上的闡述，但我們不能因此否認，他對歸納問題的肯定和重視。

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在亞里士多德時代，各種科學理論尚處于初創(chuàng)階段，理論體系的建立還處于萌芽狀態(tài)，假設、假說的成分在這些理論體系中占有相當多的成分，這種狀態(tài)對演繹的方法要求得比較多，尤其是當時幾何學的發(fā)展達到了由經(jīng)驗上升到理論的程度，成為亞里士多德建立傳統(tǒng)邏輯體系的直接基礎，而歐幾里德幾何學的演繹性質則又直接體現(xiàn)在亞里士多德的三段論體系中。因此說，建立演繹方法和演繹邏輯的條件是成熟的，而建立歸納邏輯的條件和基礎是不成熟的。

亞里士多德的偉大之處在于他探討演繹問題的同時也給歸納問題以高度的重視，說明亞里士多德在創(chuàng)建邏輯體系的時候也是把歸納作為一個非常重要的組成部分來看待的，而且把歸納問題作為一個重要的組成部分納入到了他的三段論體系當中去了。這不能不說是亞里士多德的一個偉大的貢獻，他給我們在完整的意義上來理解邏輯提供了一個嶄新的角度。

萊布尼茨是公認的現(xiàn)代邏輯的奠基者。他繼承霍布斯等人“思維就是計算”的思想，把邏輯的論證方式歸結為“計算”一“我將作出一種通用代數(shù)，一切推理的正確性都將化歸于計算?！?/p>

萊布尼茨設計了“通用語言”和“通用數(shù)學”來準備構建他的邏輯體系，而且現(xiàn)代形式邏輯也是按照他的這種設計思路發(fā)展和完善起來的，從這個意義來講，演繹作為邏輯的根本特征似乎是更加鞏固和更加不可動搖了。肖爾茨對此評價說：“我們必須把這種對演算規(guī)則的真正作用的見解看做是萊布尼茨的最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，并看做是一般人類精神的最精彩的發(fā)現(xiàn)之一?！?/p>

萊布尼茨和亞里士多德一樣并沒有忽略去建立“一種新的邏輯”，而且他也看到了亞里士多德對這種“邏輯”的認識。他說：“我們需要有一種新的邏輯，來處理概率問題，因為亞里士多德在他的《正位篇》(Topiques)中所做的也不亞于此……在這里，涉及的問題是要擴充論題和給予它的概然性?！?/p>

盡管萊布尼茨沒有在完整的意義上構造出與演繹邏輯相媲美的歸納邏輯，究其原因，是科學的發(fā)展在萊布尼茨時代還沒有成熟到可以支持現(xiàn)代歸納邏輯建立和發(fā)展起來的程度，構造現(xiàn)代歸納邏輯的條件尚不具備，但萊布尼茨對所謂的“新邏輯”問題給予了充分的重視和肯定，說明歸納邏輯在他理想的邏輯體系中占有與演繹邏輯同等重要的位置。

從亞里士多德和萊布尼茨對傳統(tǒng)邏輯、現(xiàn)代邏輯的構造來看，也就是從這兩種類型的邏輯發(fā)展的起點來看，演繹邏輯與歸納邏輯并不是截然對立的，而是統(tǒng)一在一個邏輯體系內的，這兩者的互相補充構成了一個完整的邏輯體系，他們是把邏輯作為一個整體來看待的。從《邏輯史手冊》設計的內容來看，把邏輯作為一個整體的來看待的傾向顯示得非常充分。

第三，注重邏輯與相關領域的關聯(lián)研究，展現(xiàn)邏輯學的活力。

從研究的組織形式上看，《邏輯史手冊》是一種群體性的團隊研究，共有來自全球的100多位專門研究家介入到這個研究平臺，這些研究家中有一部分來自與邏輯學密切相關的其他領域，如數(shù)學、計算機科學、語言學等。

從研究的內容上看，《邏輯史手冊》更是突破了原來邏輯史研究單純側重純邏輯理論或思想的研究模式，在更大程度上把邏輯科學置于與之密切關聯(lián)的其他領域的網(wǎng)絡之中，如計算機科學、人工智能、認知心理學、思想史、計算語言學等，充分顯示了邏輯學的基礎科學與工具科學的作用與特質，展現(xiàn)了邏輯科學本身的活力，也表明了邏輯與這些學科領域之間交叉與結合的密切程度?？梢哉f，這些領域既涉及科學技術方面的基礎研究、應用基礎研究和應用研究，也涉及人文社會科學領域，是近幾十年來一直比較活躍的領域。在這種立體交叉與互動的過程中，討論邏輯學的發(fā)展，推進邏輯學的研究，是邏輯學發(fā)展的重要趨勢之一。

三、關于中國邏輯研究的問題

這套《邏輯史手冊》的唯一缺憾是沒有涉及“中國邏輯”的問題。就此問題評論人克勞斯·格拉斯霍夫(Klaus Glashoff)說：這套手冊的第一卷“沒有包含任何關于唯一一種基于非印一歐語言的邏輯——中國邏輯的信息”，實際上，“眾所周知，遠在印度佛教邏輯之前，約公元前3世紀就已存在了本土的中國邏輯——后期墨家，中國邏輯在《邏輯史手冊》中的缺失成為該手冊的一大遺憾?！?/p>

關于世界邏輯體系中的中國邏輯的研究已經(jīng)引起了國際邏輯學界的廣泛注意?？藙谒埂じ窭够舴蛄信e了1998年劍橋大學出版社出版的《中國的科學與文明》第七卷第一部分“傳統(tǒng)中國的語言與邏輯”提出的觀點，“邏輯史在中國的反映(因為它基于非印一歐語言)對任何的全球邏輯史進而對任何的全球科學基礎的歷史而言具有特別的重要性”。同時，他還列舉了其他一些新的研究成果說明國外邏輯學界對此問題的關注。

關于中國邏輯在世界邏輯體系中的重要性問題。我們可以借助《邏輯史手冊》評論人克勞斯·格拉斯霍夫對“印度邏輯”的評價來加以說明：“人們應當意識到這樣一個事實，印度本土邏輯提供給我們一種并非基于希臘傳統(tǒng)的形式邏輯體系，而且這應當視為一個批判性地反思我們自己的邏輯傳統(tǒng)與觀念的機會。然而，這需要深入細致地討論印度邏輯的歷史與哲學的背景?！敝袊壿嬜鳛槲ㄒ灰环N非印一歐語言的邏輯，它必然具有與希臘邏輯、印度邏輯不同的基礎、特點和表達方式，同樣對批判性地反思西方邏輯的傳統(tǒng)與觀念具有與印度邏輯一樣的重要性，這也是中國邏輯存在的意義與價值。

手冊主編嘉貝和伍茨欣然接受了評論人的意見，已正式邀請我國中國邏輯史研究的專家撰寫“中國邏輯”部分，以期在再版《邏輯史手冊》時補充這一部分內容(愛思唯爾出版社已經(jīng)同意將在近期出版《邏輯史手冊》第一卷的新版，將把“中國邏輯”的部分增加進去)。

近5年，在國際邏輯學的雜志上陸續(xù)有大量的研究中國邏輯的。國際邏輯史界對中國邏輯研究的關注，充分說明了中國邏輯在世界邏輯體系中占有重要的位置已得到了公認，而且作為基于非印一歐語言系統(tǒng)的一種邏輯，它應該具有什么樣的特點，也引起了邏輯史研究家的關注。國際邏輯學界對中國邏輯的重視，需要我們對進一步深化中國邏輯研究給予積極的關注。

我們在研究中國邏輯的過程中，如同研究印度邏輯“需要深入細致地討論印度邏輯的歷史與哲學的背景”一樣，也需要深入細致地討論中國邏輯的歷史與哲學背景，而不是去附和西方邏輯的特點。這里，我們還是引用克勞斯·格拉斯霍夫對“印度邏輯”這部分內容的述評來說明歷史與哲學背景分析方法的重要性。他說：“‘印度邏輯’一章試圖提供給西方讀者的印度邏輯最重要部分的內容，并說明這些問題是如何適應某種形式符號邏輯環(huán)境的體系的”。而這樣做的后果則是“這是一個從概念上既不太可能，而且到事實上也不成功的項目。印度邏輯不僅不是歐洲邏輯的附庸，而且把印度邏輯視為西方‘邏輯史’的補充也是不恰當?shù)摹薄?/p>

我們認為，應該從世界邏輯體系的一般性特點來分析中國邏輯的特質，將希臘邏輯、印度邏輯和中國邏輯看做是世界邏輯體系中三種并行發(fā)展的基本類型，系統(tǒng)研究并概括出世界邏輯體系的一般特性。以中國邏輯思想的內在發(fā)生發(fā)展過程為主線，按照邏輯思想自身的發(fā)展特點，按照世界邏輯體系的一般特性全面、系統(tǒng)地研究中國邏輯思想的起源、形成、轉變和發(fā)展的全過程，分析中國邏輯思想的基本特征、主導推理類型等問題。

第7篇：量子計算基本特征范文

［論文摘要］本文通過對隱性知識及其傳播特征的分析，認為隱性知識是可以傳播的。在分析網(wǎng)絡視頻技術、多媒體技術、虛擬現(xiàn)實技術以及網(wǎng)絡工具軟件對隱性知識傳播影響的基礎上，指出信息技術可以促進隱性知識的傳播。同時利用野中郁次郎的SECI模型理論，構建出在網(wǎng)絡中傳播隱性知識的新模式，即利用知識管理技術搭建網(wǎng)絡平臺，對隱性知識傳播過程進行管理；在網(wǎng)絡中建立虛擬學習社區(qū)，為隱性知識傳播提供新的載體。

一、隱性知識及其傳播特性

一般認為，隱性知識是知識創(chuàng)新的關鍵，人們發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，掌握技術秘密、經(jīng)驗和判斷力，決策時的前瞻性都屬于此范疇。那么什么是隱性知識？英國哲學家波蘭尼（Polanyi，1958）曾將知識分為兩種，即可以表達的知識和隱性的知識。他認為：“隱性知識就是存在于個人頭腦中的、存在于某個特定環(huán)境下的、難以正規(guī)化、難以溝通的知識，是知識創(chuàng)新的關鍵部分美國心理學家斯滕伯格（Sternberg，1987）歸納了隱性知識的三種特性：第一，隱性知識是關于如何去行動的知識，從本質上說，是程序性的；第二，隱性知識與個人所追求的目標實現(xiàn)有關，因而具有很強的實用性;第三，隱性知識通常是在自我體驗的基礎上獲得的，是難以通過言傳的方式正式教授得到的。他認為具備以上三個特性的知識就是隱性知識。隱性知識的特性決定了其難以交流與共享，那么隱性知識能傳播嗎？美國的哈里特·朱克曼教授在探討諾貝爾獎獲得者之間的師徒關系時發(fā)現(xiàn)隱性知識是可以傳播的[3]。她的研究表明，1972年之前的92名美國諾貝爾科學獎獲得者中有48名曾當過前輩諾貝爾獎獲得者的學生、博士后或合作者，而且其他國籍的所有諾貝爾科學獎獲得者在這方面的情況大體相似。所以說，盡管隱性知識不容易被交流與共享，但它還是可以通過隱喻、模型、象征性語言等形式被演示、領悟或表達出來，是可以傳播的。

隱性知識如何傳播的問題已有了比較成熟的理論模型，如日本管理學者野中郁次郎（Ikujiro Nonaka，1994）的知識轉化理論。他在對個體與組織知識的轉化過程及機理、影響知識轉移的成功與失敗因素等進行研究基礎上，概括出SECI模型，即：社會化(Socialization)、外化(Externalization)、綜合化(Combination)、內化(Internalization) ，構建了隱性知識與顯性知識的四種轉化關系[4]。具體地說，社會化是指隱性知識到隱性知識的轉化，這是在個人間分享隱性知識。主要通過觀察、模仿和親身實踐等形式使隱性知識得以傳遞。師傳徒受就是個人間分享隱性知識的典型形式。外化是指隱性知識到顯性知識的轉化，這是對隱性知識的顯性描述，將其轉化為別人容易理解的形式。綜合化是指顯性知識到顯性知識的轉化，這是一種知識擴散的過程，通常是將零碎的顯性知識進一步系統(tǒng)化和復雜化。內化是指顯性知識到隱性知識的轉化，這是指學習者接收了這些新知識后，可以將其用到工作中去，并創(chuàng)造出新的隱性知識。團體工作、干中學和工作中培訓等是實現(xiàn)顯性知識隱性化的有效方法。但SECI模型沒有研究信息技術對知識轉化的影響，更沒有提出網(wǎng)絡平臺上如何傳播隱性知識具體方法，所以我們有必要探討在網(wǎng)絡中傳播隱性知識的途徑與方法。

二、 信息技術對隱性知識傳播的影響

1．網(wǎng)絡中的視頻技術促進了隱性知識的社會化

網(wǎng)絡中的視頻技術使得學習者在虛擬的網(wǎng)絡世界中獲得了現(xiàn)實世界中的真實感受，在網(wǎng)絡中實現(xiàn)了人際傳播過程中非語言因素的交流。它的運用拓展了原來“面對面的交流”所造成的空間和容量的限制，使學習者交流變得更加廣泛和自由。網(wǎng)絡視頻的錄像功能還可以再現(xiàn)學習交流的過程，使隱性知識傳播過程得到記錄和保存。而在傳統(tǒng)的知識傳播過程中，學習者很難擁有這樣的機會，即使有這樣的情境，也往往會顧此失彼，沒有足夠的時間和精力來體驗這些包含隱性知識的完整過程，最終影響到隱性知識的習得。網(wǎng)絡視頻技術的運用，不僅擴大參與交流的對象和范圍，其系統(tǒng)提供的錄像功能，輕易解決學習者觀察、聽講、思考與記錄之間的矛盾。使學習者一方面可以安心、坦然地與他人展開討論，捕捉智慧火花；另一方面通過錄像的回放整理，可以在事后進行反復多次地聆聽，品味交流者的智慧思想。所以合理使用這些網(wǎng)絡視頻技術，可以促進隱性知識的社會化，提高隱性知識轉化與分享的效率。

2．網(wǎng)絡中的多媒體技術促進了隱性知識的外化

網(wǎng)絡中的多媒體技術集文字、聲音、圖形、圖像、動畫、視頻為一體，具有生動性、形象性、情境化的特點。多媒體技術具有強大的隱喻功能，在知識表達形式上有了新的突破，在表達復雜知識概念上面有著自己明顯的優(yōu)勢，恰當?shù)氖褂盟梢杂行Т龠M隱性知識的外化。多媒體技術的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：它使知識的表征從簡單抽象的符號走向模擬仿真，對不易用語言描述的隱性知識，通過聲音、圖形、圖像、動畫、視頻等多種形式進行綜合編碼，可以創(chuàng)設出類似真實情景，同時提供豐富的語境信息，以形象化、可視化的方式給予呈現(xiàn)，從而對學習者產(chǎn)生多種感官刺激，彌補了傳統(tǒng)語言、文字表達形式的不足。同時還能提供多重顯示事實的功能，從不同角度讓學習者對結構不良領域的現(xiàn)象進行思考，實現(xiàn)對隱性知識的類比和隱喻。這種以學習者熟悉的、能夠接受的知識表達手法為切入點來表達他們不熟悉、其它手段不易描述的隱性知識，就像在具體問題情境，用類比和隱喻的手法，向學習者展示一個真實事件一樣，讓學習者試用自己熟悉的知識來逐步描述和表達新的知識，實現(xiàn)了隱性知識的外化過程。

3．網(wǎng)絡中的虛擬現(xiàn)實技術促進了知識的內化

網(wǎng)絡中的虛擬現(xiàn)實技術是指，基于計算機系統(tǒng)并輔以頭盔和數(shù)據(jù)手套的三維圖像跟蹤裝置，能讓主體產(chǎn)生一種身臨其境的感覺環(huán)境。虛擬現(xiàn)實實現(xiàn)了人與知識之間的直接對話，使人仿佛置身于真實的學習環(huán)境當中，產(chǎn)生身臨其境的感覺。這種沉浸感、交互性的虛擬環(huán)境，提供了隱性知識學習的載體，促使顯性知識向隱性知識的內化過程。如美國NASA Johnson空間中心等開發(fā)的ScienceSpace，就是一個比較成功的例子[5]。它利用三維感覺界面，通過沉浸式的，從做中學的學習方法幫助學生掌握一些傳統(tǒng)上比較難掌握的課程，比如相對論、量子力學、分子軌道等。ScienceSpace通過建構一些沉浸式的世界，讓學習者在其內經(jīng)歷近光速的旅行或量子級的事件。學習者在虛擬現(xiàn)實的環(huán)境中完成一系列有關聯(lián)的活動之后，通過描述重要因素之間的關系，解釋他們所觀察到的現(xiàn)象，最終達到能將虛擬世界里體驗到的現(xiàn)象和所形成的見解，轉變、歸納到一個充分變化的真實環(huán)境中去。這樣，讓學習者在這些問題上得到一些直觀的理解，為這些對象所包含的隱性知識的學習提供實質性的基礎，實現(xiàn)了知識的內化過程。

4．網(wǎng)絡中的工具軟件方便了隱性知識的傳播

隨著Web 2.0技術的使用，各種各樣的網(wǎng)絡交流、分享、協(xié)作工具軟件日新月異，如網(wǎng)志Blog、Tag標簽、Rss閱讀、社會書簽、共創(chuàng)WIKI、人際網(wǎng)聯(lián)Wealink等。這些網(wǎng)絡工具軟件的使用擴展了知識傳播的傳統(tǒng)通道，快速地聚合與同一主題相關的、分散于網(wǎng)絡各處的零碎的知識，明顯促進了知識的利用和傳播。同時新的交流工具不僅可以幫助學習者獲得知識，更重要的是它為學習者提供了方法與技術的支持，提升了學習者的學習理念。使知識的學習不再是孤立的個人行為，更多的表現(xiàn)出它的社會性，最終實現(xiàn)讓更多有相同需求的人可以方便的走到一起進行交流與學習。

三、構建基于信息技術的隱性知識傳播模式

1. 利用知識管理技術搭建網(wǎng)絡平臺，對隱性知識傳播過程進行管理

知識管理以知識存量和流量為其“活動內容”，是個人知識轉變成組織潛在競爭能力的內在管理機制的反映，是個人未編碼知識（如人頭腦中的工作經(jīng)驗、創(chuàng)造性知識與專業(yè)技能等隱性知識）轉化成組織編碼知識（如制度、文檔與數(shù)據(jù)庫等顯性知識）的動態(tài)螺旋上升過程，包括社會化、外在化、內化和整合等知識的創(chuàng)造與轉換環(huán)節(jié)[6]。運用知識管理技術搭建網(wǎng)絡平臺，不僅有助于知識的搜集、加工、處理和組織，并且有利于知識的共享與創(chuàng)新以及隱性知識和顯性知識的相互轉化。一般而言，知識管理系統(tǒng)要具備外化、內化、中介和認知四個基本職能。這四個基本職能正好與野中郁次郎提出的隱性知識與顯性知識的四種轉化關系相對應，并輔助于網(wǎng)絡信息技術特點加以實現(xiàn)。其中外化指從系統(tǒng)平臺內部與外部捕獲并存儲對系統(tǒng)有用的知識，然后根據(jù)分類框架或標準來整合它們，可由數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、文件管理系統(tǒng)和搜索工具等來實現(xiàn)。內化就是設法發(fā)現(xiàn)與特定需求相關的知識結構，然后從外部存儲中提取知識，通過各種過濾技術，把與需求相關的知識提供給知識尋求者，一般運用網(wǎng)絡瀏覽器和搜索引擎等技術來實現(xiàn)。中介能將知識尋求者和最佳知識源相匹配，通過追溯個體的經(jīng)歷和興趣，把需要知識的人與擁有知識的人聯(lián)系起來，通常采用群件產(chǎn)品、組織內部網(wǎng)、工作流和文件管理系統(tǒng)等技術來實現(xiàn)。認知則指經(jīng)由前三個功能交換得出的知識的運用，可通過專家系統(tǒng)、人工智能技術等來實現(xiàn)。這四大功能提供了系統(tǒng)內外部隱性知識和顯性知識的互動式轉化，并且使知識脫離個體仍具備專家性、綜合性、完備性和系統(tǒng)性[7]。

2．利用網(wǎng)絡建立虛擬學習社區(qū)，為隱性知識傳播提供新的載體

虛擬學習社區(qū)是一種基于網(wǎng)絡的虛擬學習環(huán)境，其成員由具有共同興趣及學習目的的人們組成，他們利用多種網(wǎng)絡通訊工具，通過相互的交流、互動、討論和協(xié)作，共享彼此的觀點、思想、學習經(jīng)驗和體會，從而促進個體知識建構和集體智慧的發(fā)展，達到學習的目的，并促進自身學習能力的發(fā)展。虛擬學習社區(qū)的技術特點為隱性知識傳播提供了方便。表現(xiàn)為它可以突破傳統(tǒng)學習的人往范圍，把思想中相同關注點的人聯(lián)系起來組織成思想的社會網(wǎng)絡，使隱性知識傳播成為可能。如果利用野中郁次郎的知識轉化理論，借鑒其SECI模型分析，我們可以發(fā)現(xiàn)虛擬學習社區(qū)非常適合于隱性知識的傳播。首先在隱性知識社會化方面，傳統(tǒng)師徒中“面對面的交流”在虛擬學習社區(qū)可以演化為學習者根據(jù)自己的需要，利用網(wǎng)絡中知識地圖導航技術在社區(qū)中尋找“師傅”。虛擬學習社區(qū)比較注重知識分享和用戶的體驗，能夠讓所有的人都發(fā)出聲音，主張通過網(wǎng)絡來利用集體的智慧，它提供了許多工具讓成員進行總結表達自己的觀點和經(jīng)驗，如網(wǎng)志Bolg等技術，借助這些手段來總結個體的技能、經(jīng)驗等隱性知識，形成可以交流的材料，同時再由專家加以點評、修正，提升為顯性知識，使個人的隱性知識得以傳播與共享。第三，虛擬學習社區(qū)還為個體隱性知識的建構提供良好學習環(huán)境支持。它把分散的優(yōu)勢資源，組合成為一種跨越時空界限的能夠實現(xiàn)知識共享的互動性平臺，為個體從顯性知識獲得隱性知識提供保證。學習者在這一環(huán)境中進行學習時，可利用虛擬學習社區(qū)提供的一系列認知工具，如概念圖、任務管理工具、學習反饋工具等，對自己從學習社區(qū)資源庫或同伴獲得的信息進行加工處理，最終內化為自己的隱性知識。利用虛擬學習社區(qū)傳播隱性知識，在現(xiàn)實中已有較為成功的例子，如China ASP社區(qū)[8]，它通過知識共享的社會化、外化、綜合化、內化的循環(huán)過程，實現(xiàn)了知識共享和知識創(chuàng)新，創(chuàng)設了一個隱性知識傳播的良好環(huán)境。

第8篇：量子計算基本特征范文

統(tǒng)向復雜研究的遞進，復雜系統(tǒng)研究納入了科學視野，需要重新理解和界定教育系統(tǒng)的特性人們關于系統(tǒng)的認識由來已久，起源于對整體與部分的探究。20世紀20年代，奧地利理論生物學家貝塔朗菲提出一般系統(tǒng)論的思想，強調必須把有機體當作一個整體或系統(tǒng)來研究，這成為系統(tǒng)科學誕生的重要標志。根據(jù)系統(tǒng)的不同屬性和研究者的需要，可以作出多種方式的系統(tǒng)分類，如宏觀系統(tǒng)與微觀系統(tǒng)、自然系統(tǒng)與社會系統(tǒng)、有機系統(tǒng)與無機系統(tǒng)、工業(yè)系統(tǒng)與農業(yè)系統(tǒng)等等。簡單系統(tǒng)與復雜系統(tǒng)的劃分，則是根據(jù)系統(tǒng)的結構、要素相互作用、是否具有確定性、系統(tǒng)演化及機制等方面的不同來確定的。復雜系統(tǒng)研究的出現(xiàn)，是系統(tǒng)科學研究的前沿領域，是人們思維水平升華的體現(xiàn)，也是對客觀復雜性認識的深化。相對于簡單系統(tǒng)，復雜系統(tǒng)有其自身的特性，研究者對復雜系統(tǒng)曾經(jīng)從不同角度與學科作出諸多的規(guī)定性表述，擇其要點歸納概括，復雜系統(tǒng)主要呈現(xiàn)如下基本特征：（1）系統(tǒng)內部存在大量不確定現(xiàn)象，系統(tǒng)狀態(tài)是不可精確預計的；（2）系統(tǒng)的存在具有目的性，系統(tǒng)的演化有其自身的方向和指向；（3）系統(tǒng)內部包含中等規(guī)模的適度主體，且相互之間發(fā)生非線性作用；（4）系統(tǒng)內部各主體依據(jù)“局部信息”選擇各自的行為，系統(tǒng)整體行為取決于各主體的耦合作用；（5）系統(tǒng)具有自組織功能，系統(tǒng)演化是一個自組織過程；（6）系統(tǒng)同環(huán)境有廣泛的交換，表現(xiàn)為開放系統(tǒng)；（7）一般來說，具有生命和智能特征的系統(tǒng)都是復雜系統(tǒng)；（8）系統(tǒng)內部要素相互作用經(jīng)外部的擾動導致系統(tǒng)狀態(tài)的改變。關于復雜系統(tǒng)特征的表述涉及眾多學科的概念，如熵、非平衡態(tài)、涌現(xiàn)等，但從上述八個方面基本可以把握復雜系統(tǒng)的特征和輪廓。有些系統(tǒng)看似復雜，實則是簡單系統(tǒng)，如機器系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)，盡管有著相當高的技術水平和高難度的技術設計，但本質上具有可控性、確定性，是可以預計的，并不具備復雜系統(tǒng)的特征。社會系統(tǒng)本質上是復雜系統(tǒng)，現(xiàn)代社會的各種社會活動日益活躍，日益復雜，有些社會活動甚至給人們難以琢磨的感覺，這就要求人們以新的視角認識和把握社會活動的機理。人們的思維水平和能力經(jīng)歷了由簡單到復雜的歷程，某些社會現(xiàn)象也有一個由簡單系統(tǒng)形態(tài)向復雜系統(tǒng)形態(tài)過渡的過程，教育就是如此。教育從最初的家庭成員之間關于生活經(jīng)驗的口傳心授，隨后產(chǎn)生最初的學校組織，直至形成學科龐雜、各級各類學校組織集合、幾乎涉及全民的教育系統(tǒng)。教育系統(tǒng)具有復雜系統(tǒng)的一般特征，教育是由人參與其中的社會活動，生命本身就有其復雜性，教育活動置身于社會復雜系統(tǒng)之中，教育系統(tǒng)內部各主體及要素之間的關系，呈現(xiàn)為極為豐富的非線性相互作用。復雜系統(tǒng)研究有一句名言：要把復雜性作為復雜性來研究。對教育復雜系統(tǒng)的研究，不是將教育問題復雜化，而是研究教育系統(tǒng)自身具有的復雜性。目前，人們對教育問題、教育系統(tǒng)的認識還存在簡單化的現(xiàn)象，盡管人們在經(jīng)常使用“教育系統(tǒng)”這一說法，但實際上對教育系統(tǒng)的理解，相當大的程度上還是一幅關于系統(tǒng)的結構羅列、層次分解、關系描述的靜態(tài)圖景，在教育研究和教育政策方面，甚至出現(xiàn)對復雜性教育問題追求簡單化的傾向，這既違背了靜態(tài)復雜性的特性，也不利于教育實踐的發(fā)展。因此，有必要深入研究復雜教育系統(tǒng)的基本特征。

2復雜系統(tǒng)研究不是研究系統(tǒng)的存在，而是研究系統(tǒng)的演進，活躍的教育系統(tǒng)如何演進是一個重要的問題

對于系統(tǒng)的認識有兩種基本的方式，一是認識系統(tǒng)的存在，一是認識系統(tǒng)的演化。長期以來，以近代科學為代表的研究主要集中在系統(tǒng)存在的問題上，特別是對系統(tǒng)結構的研究，在太陽系結構、人體結構、地質結構等方面有許多重大的成果和發(fā)現(xiàn)，但這些研究忽視了系統(tǒng)的演化。隨著科學研究的深入發(fā)展，研究者開始探索系統(tǒng)及內部結構的產(chǎn)生與演化，康德-拉普拉斯提出了天體演化的星云假說，賴爾研究了地質緩慢變化的理論，達爾文則就生命系統(tǒng)闡述了生物的進化論。比利時物理化學家和理論物理學家普利高津在研究系統(tǒng)演化方面作出了突出的貢獻，普利高津長期從事關于不可逆過程熱力學（也稱非平衡態(tài)熱力學）的研究，他在研究中發(fā)現(xiàn)了熱力學和生物學之間的矛盾，前者給出靜止的存在的世界圖景，后者傳遞了動態(tài)的演化的世界圖景，統(tǒng)一的世界為什么會產(chǎn)生兩種不同的時間方向，物理學和化學是否有其存在和演化的過程，這些問題成為普利高津研究復雜系統(tǒng)的起點。在深入研究的過程中，普利高津將演化引入了物理學和化學之中，提出了耗散結構理論，奠定了他在復雜系統(tǒng)研究中不可替代的地位。然而，普利高津的研究不僅僅指出了演化在物理學和化學中的重要意義，他的貢獻在于研究并指出了系統(tǒng)的不同狀態(tài)、系統(tǒng)演化的基本條件和機理。普利高津將系統(tǒng)分為平衡態(tài)和非平衡態(tài)兩種基本狀態(tài)，平衡態(tài)是指系統(tǒng)同外界沒有物質能量交換且內部呈現(xiàn)無序狀態(tài)，最終走向沉寂和消亡，通俗地說是“死系統(tǒng)”，那么，如何使系統(tǒng)“活”起來，即系統(tǒng)怎樣走向演變呢？普利高津通過從平衡態(tài)到衡態(tài)再到遠離平衡態(tài)的研究發(fā)現(xiàn)，在一個開放系統(tǒng)中，在從平衡態(tài)到衡態(tài)再到遠離平衡態(tài)推進的過程中，當?shù)竭_遠離平衡態(tài)的非線性區(qū)時，一旦系統(tǒng)的某個參量變化達到一定的閾值，通過漲落，系統(tǒng)就可能發(fā)生突變，即非平衡相變，由原來的無序的混亂狀態(tài)轉變?yōu)橐环N時間、空間或功能有序的新的狀態(tài)。這種有序狀態(tài)需要不斷地與外界交換物質和能量才能維持，并保持一定的穩(wěn)定性，且不因外界微小的擾動而消失。這種遠離平衡的非線性區(qū)形成的新的穩(wěn)定的宏觀的有序結構，普利高津稱之為耗散結構。系統(tǒng)這種能夠自行產(chǎn)生的組織性和相干性，稱為自組織現(xiàn)象。因此，普利高津又把它稱為非平衡系統(tǒng)的自組織理論。由此，他指出了形成耗散結構的四個條件：第一，系統(tǒng)必須是一個開放系統(tǒng)；第二，系統(tǒng)應當遠離平衡態(tài)；第三，系統(tǒng)內部各要素之間存在非線性的相互作用；第四，系統(tǒng)從無序向有序演化是通過隨機的漲落來實現(xiàn)的。導致系統(tǒng)發(fā)生演化的四個基本條件缺一不可，其中開放系統(tǒng)和遠離平衡態(tài)是前提條件，它直接決定了系統(tǒng)處于何種狀態(tài)。因此，要促進教育系統(tǒng)的演化，認識教育系統(tǒng)狀態(tài)有著重要的意義。回顧我國當代教育的發(fā)展變化，教育系統(tǒng)曾經(jīng)處在不同的狀態(tài)上。1965—1976年期間，教育系統(tǒng)無序混亂，結構層次混淆不清，內部主體及要素之間為簡單的線性作用，其具體表征不容贅述，這一時期的教育系統(tǒng)狀態(tài)是典型的平衡態(tài)。1976年之后的教育改革，從復雜系統(tǒng)研究的角度看，首先打破了長期形成的超穩(wěn)定死寂的平衡態(tài)，即遠離平衡態(tài)，我國教育系統(tǒng)打開了封閉的大門，與環(huán)境開展了多種要素之間的交換交流，促進了教育系統(tǒng)的積極演化，實現(xiàn)了教育在一定時期的大發(fā)展，形成新的教育系統(tǒng)狀態(tài)。系統(tǒng)演化本質上應該是無止境的，任何系統(tǒng)狀態(tài)都不是一成不變的，總要沿著從低級形態(tài)向高級形態(tài)的方向發(fā)展。我國教育經(jīng)過長期發(fā)展和積累，目前處于什么樣的系統(tǒng)狀態(tài)，這是一個需要探討研究的問題。如果說我國教育系統(tǒng)狀態(tài)處于新的平衡態(tài)的話，可能過于武斷和簡單，但從經(jīng)濟社會發(fā)展的需求和國際教育環(huán)境來看，教育的進一步改革開放勢在必行，目前的教育系統(tǒng)狀態(tài)有待改變。盡管一系列教育改革的政策措施得到落實，但人們對教育現(xiàn)狀仍然有諸多的意見和訴求，這起碼說明我國的教育發(fā)展還是在衡態(tài)上徘徊。衡態(tài)系統(tǒng)演化的典型特征是，雖有發(fā)展但動力不足，結構層次和內部作用過于穩(wěn)定，有待形成新的有序結構，這應該是我國教育系統(tǒng)處于衡態(tài)的寫照。遠離新的平衡態(tài)，研究和尋找教育改革開放的新路徑，是教育研究和教育實踐的重要課題。

3系統(tǒng)的不確定性是認識復雜系統(tǒng)的前提，放棄單純確定性的幻想和努力，探究教育系統(tǒng)的確定性與不確定性

問題不確定性或許不是復雜系統(tǒng)研究中最經(jīng)典的概念，但肯定是一個不容忽視的概念。不確定性是區(qū)分簡單系統(tǒng)與復雜系統(tǒng)，理解系統(tǒng)內部隨機性、系統(tǒng)目的性乃至混沌理論的認識前提。科學界一度把確定性研究奉若神明，拉普拉斯宣稱，只要給他初始條件，他就可以預言未來的一切發(fā)展。萊布尼茨曾認為，數(shù)學的計算將能解決一切爭議。以牛頓為代表的經(jīng)典科學也形成了確定性的基本觀點，例如：自然界的各種運動形式本質上都是機械的，自然界的各種現(xiàn)象都可以用機械力學來解釋，經(jīng)典力學的適用范圍沒有界限；自然界的各種物體都是由各種微粒組成的，最小的微粒（原子）不可分，世界是粒子一象性世界；各種自然現(xiàn)象都是實在，它們獨立于我們的感覺和認識而存在；科學的任務是如實地認識實在的本來面貌，而不附加任何多余的東西即主觀的東西；自然界的運動變化是連續(xù)的，不可能從一個環(huán)節(jié)跳躍到另一個環(huán)節(jié)，而只能從一個環(huán)節(jié)逐漸過渡到相鄰的環(huán)節(jié)；自然界的變化具有嚴格的規(guī)律性，這種規(guī)律性具有嚴格的、精確的決定論性質，我們若知道某個系統(tǒng)的初始條件，就可以唯一地確定該系統(tǒng)在某一時刻的狀態(tài)；自然界（特別是無機界）本質上是簡單的，它所呈現(xiàn)出的一些復雜性只是表面現(xiàn)象，完全可以用一些簡單的規(guī)律來解釋，科學的任務就是利用這些簡單的規(guī)律來揭示自然界的簡單性；整體等于各部分之和，認識了各個部分的性質，整體的性質也就昭然若揭，所以分析方法是科學研究的主要方法?？傊?，客觀世界本身的運動規(guī)律是確定性的，是不以人的意志為轉移的。科學研究的進步及復雜系統(tǒng)研究的興起，打破了一味追求確定性的神話。復雜系統(tǒng)研究認為，機械決定論或單值決定論無法解釋紛繁復雜的世界圖景，不確定性是復雜系統(tǒng)存在與演化的客觀屬性。普利高津指出，把復雜的系統(tǒng)歸之于簡單要素的機械組合，這相當于把一座大樓歸結為磚頭的堆砌，但是用同樣一些磚頭，我們可以建造工廠，也可以修筑宮殿和教堂。在整個建筑物水平上，我們看到了整體性和復雜性。導致系統(tǒng)不確定性的因素主要表現(xiàn)為：（1）系統(tǒng)整體不是部分的簡單相加，各個要素之間并不是彼此無關，而是存在著復雜的相互作用；（2）各個要素間的作用具有非線性的特點，處于包含大量要素協(xié)同動作的相干狀態(tài)；（3）系統(tǒng)內部各主體或要素不可能完全按照系統(tǒng)中央控制信息決定各自的行為；（4）相關實驗難以得到?jīng)Q定論的結果，人們很難知道復雜系統(tǒng)中的分子準確位置與速度，不可能準確地預言系統(tǒng)的未來；（5）人作為生命系統(tǒng)、社會系統(tǒng)的參與者，其價值觀念、行為方式、思維方式是不可能用決定論的方法來預計和控制的。系統(tǒng)的不確定性不是由人們認識能力不及所決定的，它是復雜系統(tǒng)的一個客觀特性。教育發(fā)展過程是確定性與不確定性的統(tǒng)一，在其過程中，某一環(huán)節(jié)、某一階段、某一事件的目標、方法、手段和工具是確定的，在教育發(fā)展的整個鏈條或者教育整體系統(tǒng)中，不確定性是其一個典型的特征。教育的不確定性不是教育的無奈，恰恰是教育復雜系統(tǒng)自身固有的，也是教育多樣性和教育活力的源泉，復雜系統(tǒng)研究所要做的就是從教育系統(tǒng)不確定性出發(fā)，探討教育系統(tǒng)演變過程的規(guī)律和機制。然而，以所謂“科學性”、“理性”為名義的教育活動，仍然從機械決定論的“確定性”出發(fā)，制約和評價教育自身的不確定性與演化過程。這種活動經(jīng)過線性決策過程，制定一個假設的目標或預先設想，編制一套包括學生規(guī)模、教師規(guī)模、論文產(chǎn)量、學科數(shù)量、科研機構數(shù)量等在內的量化指標體系，作為衡量教育組織發(fā)展水平的唯一標準，力圖用簡單因果關系測度教育系統(tǒng)的演化，價值理性讓位于工具理性，動力機制讓位于硬性規(guī)定。簡單化教學方式同樣也是一種從確定性出發(fā)的幻想，以機械的方法、分割的知識、固定的模式、單一的目標培養(yǎng)具有活力和多重可能性的學生，顯然是違背了客觀對象的復雜特性。擯棄功利色彩和簡單思維的確定性追求，建立從不確定性出發(fā)的系統(tǒng)演化的思路，是促進復雜教育系統(tǒng)演化的思維方式。

4復雜系統(tǒng)研究關注系統(tǒng)結構層次，無序導致死寂，漲落導致有序，期待教育系統(tǒng)演進的有序結構的形成與呈現(xiàn)

系統(tǒng)演化是通過改變內部結構層次來實現(xiàn)的。復雜系統(tǒng)研究對系統(tǒng)內部結構層次作出了無序狀態(tài)和有序狀態(tài)兩類劃分，無序狀態(tài)是指系統(tǒng)中個體在空間雜亂分布及無規(guī)則變化，系統(tǒng)內部的運動無規(guī)律可循；有序狀態(tài)是指系統(tǒng)中個體在空間整齊分布及規(guī)則變化。有序狀態(tài)的系統(tǒng)通常分為空間有序、時間有序和功能有序三種情況。人們通常這樣來描述這三種情況，空間有序是指它具有一定的空間形狀，比如天體運動，它的運動軌跡都是有精確的形狀的，大氣中有時會出現(xiàn)“云街”也是一種空間有序結構；時間有序是指復雜運動所出現(xiàn)的明顯的“時間節(jié)奏”。幾乎所有的天體運動除了精確的空間有序以外還有精確的時間有序，日出日落、溫寒冷暖等現(xiàn)象都是時間有序的表現(xiàn)。除了時間和空間有序以外，一些系統(tǒng)還有功能有序，所有的生物都具有功能有序的特征，如人體的免疫功能、生殖功能、調節(jié)功能等等。人類社會也是一個具有功能特性的系統(tǒng)，如在發(fā)生經(jīng)濟變化、戰(zhàn)爭爆發(fā)、社會動蕩等情況下，社會能夠隨之作出相應的調整。復雜系統(tǒng)研究在關注時間、空間有序的同時，更重視功能有序在復雜系統(tǒng)演化中的作用和機理。系統(tǒng)的無序狀態(tài)將導致系統(tǒng)的沉寂和消亡，如何使系統(tǒng)從無序走向有序，從低級有序走向高級有序，這是復雜系統(tǒng)研究所關心的重要內容。普利高津的耗散結構理論揭示了一個觀點：漲落導致有序。一個由大量子系統(tǒng)組成的系統(tǒng)，其可測的宏觀量是眾多子系統(tǒng)的統(tǒng)計平均效應的反映，但系統(tǒng)的狀態(tài)不可能永遠精確地處在這些平均值上，總是或多或少有些偏差，這些偏差就叫漲落。根據(jù)系統(tǒng)漲落的內部原因和外部原因，漲落可分為內漲落和外漲落，對處于平衡態(tài)系統(tǒng)的隨機漲落，稱為微漲落；對處于遠離平衡態(tài)的非平衡系統(tǒng)的隨機漲落，稱為巨漲落。系統(tǒng)通過在臨界點發(fā)生的巨漲落，出現(xiàn)新的分支并形成新的結構。這種漲落正是進化系統(tǒng)中的革命力量，沒有漲落就沒有進化運動。系統(tǒng)演化過程就是漲落與系統(tǒng)的宏觀結構在開放條件下，在相互對抗中的產(chǎn)生、成長、系統(tǒng)結構更迭和自身消亡的過程。因此，認識和把握能夠促進系統(tǒng)產(chǎn)生有序狀態(tài)的漲落，是復雜系統(tǒng)研究的一個基本認識。如何評判我國教育系統(tǒng)目前的無序或有序狀態(tài)？與20世紀十年期間教育的無序狀態(tài)相比，教育的有序狀態(tài)得到了很大程度的呈現(xiàn)和完善。但我們還要看到，系統(tǒng)的有序程度不是一個恒定的狀態(tài)，系統(tǒng)總要從低級有序向高級有序發(fā)展，我國教育系統(tǒng)實現(xiàn)高級有序程度還有很大的空間。伴隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和教育發(fā)展環(huán)境的變化，我國教育系統(tǒng)表現(xiàn)為低級有序狀態(tài)，例如，終身教育體系尚未真正建立起來，辦學形式單一化情況尚未真正得到改變，學科與專業(yè)設置同社會環(huán)境需求及公眾需求尚有差距，這些教育層次結構、教育類型結構、辦學形式結構和教育管理體制結構的問題，反映了教育系統(tǒng)狀況的低級有序程度。當然，我國教育沒有停止改革發(fā)展的步伐，但這種改革發(fā)展在宏觀態(tài)上處于“穩(wěn)定”狀態(tài)，即處于圍繞在平均效應的微漲落，如個別地區(qū)、個別教育組織在特定條件下的教育改革與教育實驗，況且難免將教育均衡發(fā)展誤解為平均發(fā)展，因此整體上尚未發(fā)生能夠引起系統(tǒng)宏觀態(tài)有序的巨漲落。推進我國教育系統(tǒng)有序結構的形成及教育系統(tǒng)演化，需要我們正確認識教育內外部的漲落現(xiàn)象，掌握和控制好教育巨漲落的機遇。

5復雜系統(tǒng)內部要素之間的非線性作用，引發(fā)系統(tǒng)發(fā)生整體演變，復雜教育系統(tǒng)要尋找演化或變革的動力

無論是非平衡是有序之源，還是漲落導致有序，系統(tǒng)的演化都要通過系統(tǒng)內部要素的相互作用來實現(xiàn)。究竟是什么力量使得系統(tǒng)發(fā)生宏觀態(tài)的改變并形成有序狀態(tài)，復雜系統(tǒng)研究揭示了非線性作用在系統(tǒng)演化中的作用。需要指出的是，線性關系只是非線性關系的一個特例，是一種簡單的比例關系，系統(tǒng)內部各部分的貢獻是相互獨立的，非線性關系是對這種簡單關系的偏離，系統(tǒng)內各部分之間彼此影響且發(fā)生耦合作用，非線性系統(tǒng)中各種因素的獨立性就喪失了，整體不等于部分之和，疊加原理不復存在。系統(tǒng)內部存在著的非線性相互作用，在平衡態(tài)和衡態(tài)，漲落是一種破壞穩(wěn)定有序的干擾，但在遠離平衡態(tài)條件下，在臨界點處，非線性作用將微漲落放大為巨漲落，產(chǎn)生新的分支，實現(xiàn)突變并達到新的有序狀態(tài)。非線性相互作用有三個明顯的特點：一是疊加失效，產(chǎn)生新質，系統(tǒng)內多項變化不均勻，不成比例，不具有加和性，系統(tǒng)的整體性質不等于各個孤立部分性質的機械疊加，出現(xiàn)了一種各個孤立要素不曾有的系統(tǒng)新質；二是非獨立性，相干協(xié)同，構成系統(tǒng)的各個要素之間并非各自獨立、互不干涉，而是交叉滲透、互相影響、互相制約，融合在一起產(chǎn)生了相干協(xié)同效應；三是多元可能，多重選擇，系統(tǒng)演化沒有唯一的解，解是多元可能的，且不穩(wěn)定，隨時間、地點和條件的不同而變化，系統(tǒng)具有多重選擇性，在系統(tǒng)演化中預先包含了系統(tǒng)失穩(wěn)（對稱性破缺）以后進入新的穩(wěn)定態(tài)的多種可能性，即確定了系統(tǒng)演化的可能方向和途徑。教育系統(tǒng)演化中內部非線性相互作用是不容忽視的，人是教育系統(tǒng)的基本要素和主體，教育系統(tǒng)中的人群不是簡單的排列聚集，而是有著各自的主觀感受，人在價值觀念、文化知識、行為方式方面進行著相互交流與選擇，在非線性相互作用過程中，知識的積累與遷移、個體的成長與教育組織、教育系統(tǒng)的發(fā)展會出現(xiàn)多重選擇、多種可能的情況，從而導致改變個體與系統(tǒng)演化的宏觀狀態(tài)。實際上，在目前教育實際中，存在著線性作用和非線性作用兩種情況。在教學和學習領域，學習的過程實際上是一個復雜系統(tǒng)演化的過程，人的大腦有著復雜的演化機理，人們的學習過程和學習效果幾乎很難被確切規(guī)定，“舉一反三”、“教學相長”、啟發(fā)式教學、多感官系統(tǒng)學習、社會實踐、探究性學習等則是教與學非線性作用的體現(xiàn)，諸如“我說你聽”、“死記硬背”、“照本宣科”等是過分強調線性作用的表現(xiàn)；在教育管理領域，過多地從投入產(chǎn)出角度或用外部指令調節(jié)教育現(xiàn)象和解決教育問題，是一種線性思維的管理行為。教育系統(tǒng)內部的非線性相互作用，不僅僅是系統(tǒng)的一個特征，更主要的是，非線性相互作用是一種力量。這種力量拒絕系統(tǒng)及系統(tǒng)中個體的平庸發(fā)展和常規(guī)發(fā)展，它促使新的質變產(chǎn)生，推動教育系統(tǒng)及各主體向高級階段演化。

6復雜系統(tǒng)的演化是自組織過程，區(qū)分自組織和他組織的特性，把握教育系統(tǒng)演變自組織的適應性

復雜系統(tǒng)研究的系統(tǒng)演化就是系統(tǒng)的自組織過程。組織這一概念人們已經(jīng)耳熟能詳，復雜系統(tǒng)研究所說的自組織是指由諸多要素按照一定方式相互聯(lián)系起來的系統(tǒng)，也可以指系統(tǒng)內的有序結構形成過程。自組織理論是20世紀60年代末期開始建立并發(fā)展起來的一種系統(tǒng)理論，是復雜系統(tǒng)研究的重要的理論基礎和成果。自組織理論的研究對象主要是復雜自組織系統(tǒng)（生命系統(tǒng)、社會系統(tǒng)）的形成和發(fā)展機制問題，即在一定條件下，系統(tǒng)是如何自動地由無序走向有序，由低級有序走向高級有序的。本文所介紹和討論的問題，既是自組織理論的基本內容，也是自組織過程形成與演化的基本條件。德國理論物理學家哈肯認為，從組織的進化形式來看，可以把它分為兩類：他組織和自組織。復雜系統(tǒng)研究指出了自組織與他組織的各自特征：（1）外部指令作用的不同，他組織系統(tǒng)是靠外部指令而形成組織，自組織系統(tǒng)是不完全依靠外部指令而形成的，系統(tǒng)按照相互默契的某種規(guī)則，各盡其責而又協(xié)調地自動地形成有序結構；（2）環(huán)境關系的不同，自組織系統(tǒng)是開放系統(tǒng)，同環(huán)境有著廣泛互動，他組織系統(tǒng)是封閉系統(tǒng)，基本隔絕了同環(huán)境互動；（3）結構功能的不同，自組織系統(tǒng)內部結構具有層次性，主動創(chuàng)新能力與適應能力強，他組織系統(tǒng)內部結構簡單，創(chuàng)新能力和適應能力極為欠缺；（4）目的性不同，自組織系統(tǒng)演化有較強的目的性，反之亦然，他組織系統(tǒng)缺少系統(tǒng)演化的目的性，這在生命系統(tǒng)、社會系統(tǒng)尤為明顯。教育的產(chǎn)生，最初是純粹的自發(fā)的自組織行為，如今，教育系統(tǒng)成為一個十分龐大的組織系統(tǒng)。在各類社會組織日益增多且相互牽涉關聯(lián)的條件下，教育系統(tǒng)亦即教育組織（在復雜系統(tǒng)研究中，系統(tǒng)和組織是緊密關聯(lián)并互換使用的概念）的演化是自組織與他組織的統(tǒng)一，在我國目前教育體制中，教育的他組織顯得更加重要。需要指出的是，自組織是系統(tǒng)演化的主因和動因，他組織是系統(tǒng)演化的條件和環(huán)境，他組織再強大也不能代替系統(tǒng)的自組織功能。哈肯曾這樣描述，如果一群工人由另一個工人即所謂的工頭發(fā)號施令，那么得到的是一種用于生產(chǎn)某種產(chǎn)品的組織行為，而這種行為絕不是自組織；自組織意味著沒有工頭的外部命令，但工人通過某種相互了解而互相配合，每個人根據(jù)“役使”他們行為的集體概念而工作。如果一個教育組織完全按照外部指令要求來運行，或者外部“行政命令”一味規(guī)定教育組織的行為，都會削弱甚至扼殺教育系統(tǒng)的自組織功能。學校是教育系統(tǒng)中的主要主體，應適度依靠他組織的力量，發(fā)揮自身自組織的力量。一個學校自組織功能愈強，其保持和產(chǎn)生新功能的能力也就愈強，這或許是在強調“辦學特色”、“特色學校”中應予以特別關注的思路。

7智能性、生命性是復雜系統(tǒng)的典型特征，不可低估信息在系統(tǒng)演化中的作用，教育系統(tǒng)應該是典型的復雜系統(tǒng)

系統(tǒng)論的問世，一開始就是指向有機系統(tǒng)的，盡管耗散結構理論從熱力學第二定律出發(fā)研究有關物理化學問題，但最終也是指向了生物界，耗散結構學派的有關學者甚至利用其學說研究城市管理問題。生物體不斷與外界進行物質和能量的交換，通過新陳代謝維持生命，是一種遠離平衡的高度有序的結構。生命系統(tǒng)是復雜系統(tǒng)研究不能回避的領域，事實上復雜系統(tǒng)研究對生命系統(tǒng)也進行了深入的探討，如哈肯就曾出版《大腦工作原理》。生物系統(tǒng)是一個多樣性的世界，低級生命與高級生命、動物與人類在統(tǒng)一的生命系統(tǒng)中各自有其顯著的特征，呈現(xiàn)為不同的演化過程，自然不可一概而論。作為高級生命系統(tǒng)的人，以及由人作為參與者的社會系統(tǒng)，其存在與演化的特殊的機制機理是什么呢？復雜系統(tǒng)研究強調信息在系統(tǒng)演化中的作用，提出了復雜系統(tǒng)的智能性特征。系統(tǒng)在演化過程中與環(huán)境進行物質循環(huán)、能量流動、信息傳遞，這三者在其中的地位和作用是不同的。能量流動是生命系統(tǒng)的動力，具有單向、遞減、不循環(huán)的特點；物質循環(huán)是生命系統(tǒng)的基礎，生物體的元素在生物群落和無機環(huán)境之間進行的循環(huán)；信息傳遞調節(jié)生物的種間關系，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，信息傳遞具有雙向交換、再生擴大的特點。信息傳遞則決定著能量流動和物質循環(huán)的方向和狀態(tài)。這意味著系統(tǒng)內的元素或主體的行為遵循一定的規(guī)則，根據(jù)“環(huán)境”和接收的信息來調整自身的狀態(tài)和行為，并且主體通常有能力來根據(jù)各種信息調整規(guī)則，產(chǎn)生以前從未有過的新規(guī)則。系統(tǒng)在整體上顯現(xiàn)出更高層次、更加復雜、更具協(xié)調職能的有序性。這里，我們看到了信息在生命、社會復雜系統(tǒng)演化中的革命性的作用，就物質循環(huán)、能量流動而言，是一般系統(tǒng)演化所必備的，一些簡單系統(tǒng)、無機系統(tǒng)甚至有這兩項就足夠了，隨著生命、社會復雜系統(tǒng)從低級向高級形態(tài)的發(fā)展，由于信息傳遞的介入和增強，系統(tǒng)結構更具層次性，系統(tǒng)功能日益強大，系統(tǒng)有序程度日益增強，甚至能夠部分再現(xiàn)物質循環(huán)、能量流動的過程。在保障所需的物質循環(huán)、能量流動的基礎上，人類個體從嬰兒到成年的過程中、人類社會從傳統(tǒng)農業(yè)社會到現(xiàn)代社會的過程中，促進復雜系統(tǒng)演化的具有革命性作用的正是信息交流的作用。在這個意義上說，信息交流決定著系統(tǒng)智能性。在教育實踐中，人們對信息這個名詞并不陌生，教育信息化作為口號和愿景已經(jīng)唱響多年了，產(chǎn)生了諸多冠之以“信息”名頭的教育機構。坦率地說，人們在大多數(shù)情況下所說的教育信息化實際上只是教育信息技術化，甚至僅僅是信息終端設備而已，人們嘴上所謂的“信息”也不過是消息的代名詞，這不是真正意義上的教育信息化。究其原因，在于人們對教育信息化的認識僅停留在工具性判斷上，尚未從認識論的高度形成對教育信息化的價值判斷。復雜系統(tǒng)研究認為，信息是與物質、能量相并列的客觀世界和人類生存的三大要素之一，在這三大要素中，科學研究的興趣開始從復雜系統(tǒng)的實體、實物轉向信息和非線性相互作用?，F(xiàn)代社會的發(fā)展需要充足的物質與能量，更離不開強大的信息流，當不可再生物質、能源即將消耗殆盡的時候，信息則提供了物質、能源再生和開發(fā)利用的基礎和力量，當人們對生存環(huán)境、生活處境發(fā)生困惑的時候，信息提供人們認識世界、適應世界的思想和知識。這里討論的信息，遠不像消息、資料、工具那樣簡單狹義，復雜系統(tǒng)研究的信息應該是能夠促進系統(tǒng)演化的科學技術、文化知識、價值觀念及其傳播載體。這樣看來，教育系統(tǒng)似乎占居了獨上高樓的境地，教育系統(tǒng)是傳遞信息、聚集信息、衍生信息的特殊領域，它所培養(yǎng)的具有信息素養(yǎng)的人，成為促進個體生命復雜系統(tǒng)演化的主體和置身社會復雜系統(tǒng)演化的參與者，教育復雜系統(tǒng)的演化，除去建筑設施、資金保障等因素外，發(fā)現(xiàn)、傳播、衍生信息的能力則成為唯一起著革命性作用的關鍵因素。

8結語

第9篇：量子計算基本特征范文

中美自1972年恢復邦交關系正?；詠?雙邊貿易不平衡問題的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段。即互有貿易逆差階段、中方持續(xù)貿易逆差階段和美方持續(xù)貿易逆差階段。中美雙方對第一階段的時間統(tǒng)計是一致的,即從1972年~1977年。而對第二、三階段的時間統(tǒng)計,雙方存在較大分歧。中方統(tǒng)計,從1978年~1992年的15年間,中方為持續(xù)貿易逆差國,逆差總額高達253.6億美元。而按美方統(tǒng)計,美方僅在1978年至1982年的5年間為持續(xù)貿易順差,1983年起至2003年一直為持續(xù)貿易逆差,逆差總額已高達6656.9億美元,平均每年大約為316億美元,中國從1994年起取代日本成為美國的最大逆差國。

雖然從理論上分析,美國的一系列經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)已難以支撐持續(xù)的巨額貿易逆差,但中美貿易不平衡的發(fā)展趨勢卻沒有任何改變的跡象。在中國入世后的第二年(2003年),美國對華貿易逆差達到了有史以來的最高值586.1億美元(中方統(tǒng)計)/1239.61億美元(美方統(tǒng)計)(見圖1)。對于造成雙邊貿易不平衡的原因,中美兩國自20世紀90年代起爭論就沒有停止過。之所以在這個問題上爭議不斷,主要在于它涉及到兩國應當采取的解決方式以及應當承擔的主要責任。美方認為兩國貿易不平衡是由以下幾方面的原因引起的:(1)美國產(chǎn)品遭遇中國貿易壁壘、缺乏市場準入;(2)中國缺乏政策的透明度;(3)“中國對人權、勞工權以及環(huán)保的濫用,以及拒絕遵守這些領域的國際標準使其獲得不公平的增大美國貿易赤字的貿易優(yōu)勢?！雹?4)未來的不可預見性;②(5)中國有意壓低工人工資,有意操縱人民幣匯率,壓低人民幣值,以促進出口。對于此問題的解決,美方善于使用的政策工具有:增加進口配額、限制自華進口;加大反傾銷調查力度、阻止中國產(chǎn)品的進口;貿易制裁等。

中方則認為兩國貿易不平衡主要是由于美國因素造成的:(1)美國的統(tǒng)計夸大了中國的對美出口;(2)美國使用的原產(chǎn)地規(guī)則難以全面衡量中美貿易平衡的狀況;(3)美國對華出口管制是造成雙邊貿易不平衡的主要因素。中國使用的政策工具有:合理解釋貿易不平衡的原因;改善與其他國家的貿易關系以防美國可能使用的貿易制裁;貿易報復等。

二、對中美貿易不平衡問題的深層次分析

中美兩國作為目前世界上經(jīng)濟增長最快的發(fā)展中國家和經(jīng)濟最發(fā)達的資本主義國家,兩國貿易發(fā)展出現(xiàn)不平衡具有某種程度上的必然性。這種必然性既是由發(fā)展中國家和發(fā)達國家本身經(jīng)濟的發(fā)展特點決定、也是由全球化時代的國際分工所決定的。由于國際貿易是國際分工的外在表現(xiàn),是各國資源在世界范圍內的重新配置方式,所以必須結合中美兩國各自的整體經(jīng)濟狀況以及在國際分工格局中地位的動態(tài)變化來考察這種東向貿易和西向貿易所導致的不平衡關系。

1.從中國對外貿易自身的特點來看中美貿易不平衡

中國人口眾多,勞動力資源十分豐富。根據(jù)國際貿易的比較優(yōu)勢理論,中國在紡織、服裝、玩具、皮靴等勞動密集型產(chǎn)品的加工出口方面具有比較大的國際競爭優(yōu)勢,所以中國對美出口的產(chǎn)品中70%以上屬于“兩頭在外”的來料加工出口和進料加工裝配出口,即所謂的加工貿易出口。也就是說,我國目前的出口商品中包括了相當一部分為出口而進口的商品,從理論上說,加工貿易必然會使處在加工環(huán)節(jié)的國家出現(xiàn)加工貿易順差。因為作為從事加工貿易的國家,總是要通過對為了出口而進口的原材料進行加工,賺取加工

費用,然后再以更高的價格出口。

根據(jù)中國海關的統(tǒng)計顯示,中國加工貿易的原材料和零部件主要來自周邊國家和地區(qū),出口主要市場則為美、日、歐國家。2002年,我國加工貿易進口來源地依次為:日本、中國的臺灣省、東盟和韓國,占加工貿易進口總值的65%。同期,我國以加工貿易方式分別對美國、日本和歐盟出口468億美元、281.5億美元和261.4億美元,對美、日、歐三個市場的出口合計占到加工貿易出口總值的56.2%。表面上看,中國從對美加工貿易出口中獲取了較大的順差,但實際上中國僅賺取很少一部分加工費而已。另外,由于近年來外商投資企業(yè)成為中國加工貿易出口的主要增長點,中國賺取的少量加工費也被外商所分享,中國實際獲取的利潤進一步減少。因此,所謂美國對華“貿易逆差”背后卻隱藏了美國企業(yè)的巨額隱性收益。

中美貿易中的香港轉口因素是雙邊貿易關系的另外一個顯著特點。無論是中國對美國的東向貿易還是美國對中國的西向貿易,其中有相當一部分都是通過香港轉口進行的。因此,如何處理和統(tǒng)計兩國貿易中的香港轉口份額成為中美貿易不平衡規(guī)模之爭的關鍵。一方面,美國把經(jīng)香港轉口的中國產(chǎn)品價值全部算入中國對美國的出口,實際上,就把貨物在香港的附加值也歸為了中國的出口收入;與此同時,美國又把經(jīng)香港轉口到中國大陸的美國產(chǎn)品排除在對華出口之外,這樣就使得美國對華貿易赤字統(tǒng)計夸大了。另一方面,中國也把美國經(jīng)香港轉口產(chǎn)品的全部價值都算成是美國對中國的出口,中國報告的美國貿易逆差數(shù)字就低估了。如何修正通過香港轉口貿易帶來的雙邊貿易不平衡規(guī)模,中美商貿聯(lián)委會貿易統(tǒng)計小組分析的結論是,中國出口貨物經(jīng)香港轉口到美國的平均增值率高達40.7%,遠高于一般情況下的轉口增值率;一些主要轉口貨物,如玩具和針織服裝等,增值率甚至超過100%。但不管如何,中國對美國貿易存在順差,這是一個不爭的事實,但是這種貿易順差沒有美方統(tǒng)計的那么大,這也是一個事實。隨著中國對外貿易中香港轉口份額的下降,中美貿易不平衡的規(guī)模能否會走向客觀化,對未來中美經(jīng)貿關系的發(fā)展影響將十分巨大。

2.從經(jīng)濟全球化背景下的國際分工看中美貿易不平衡

經(jīng)濟全球化除了商品、服務、生產(chǎn)要素與信息的跨國界流動外,還包括通過國際分工,在世界范圍內組織生產(chǎn)與銷售,也就是說,生產(chǎn)的全球化對國際分工的內容、形式和作用機制都產(chǎn)生了重大影響。因此,傳統(tǒng)的國際收支統(tǒng)計已難以準確、客觀地反映國際分工利益的分配關系。只有在經(jīng)濟全球化的大背景下,才能把握中美貿易不平衡問題的實質。

從近年中美貿易的主要商品結構來看,雙邊貿易不平衡基本屬于中國與美國之間合理的國際分工,并由中國發(fā)揮兩個比較優(yōu)勢———產(chǎn)業(yè)之間的比較優(yōu)勢與產(chǎn)業(yè)內部的比較優(yōu)勢所導致的結果。③根據(jù)美國商務部的統(tǒng)計,2002年中國對美出口排在前五項的商品分別是雜項制品(18.44%)、辦公用機械及自動數(shù)據(jù)處理設備(11.7%)、電信及聲音的錄制及重放裝置設備(10.74%)、鞋靴(8.7%)、電力機械氣具(8.09%)。單從以上數(shù)據(jù)來看,中國近年來對美出口以紡織服裝為主的經(jīng)貿格局已經(jīng)開始發(fā)生變化,計算機通訊類產(chǎn)品的出口份額在上升。根據(jù)中國海關統(tǒng)計,2003年上半年中國高新技術產(chǎn)品進出口總額達948.95億美元,比上年同期增長50.67%,高出全國外貿進出口增幅11個百分點,但其中一個很重要的問題是中國高新技術產(chǎn)品出口的主流仍然是加工貿易方式,具體說加工貿易方式出口額占高新技術產(chǎn)品出口總額的89.65%,因此中國對美出口實質上仍然是以勞動密集型產(chǎn)品為主。而根據(jù)美中商務中心的統(tǒng)計,1997~2001年美國對華出口的20種主要產(chǎn)品中,出口額排在前5位的分別是:飛機、通訊設備、顯像管、含油種、以及自動數(shù)據(jù)處理機器。美對華產(chǎn)品出口明顯屬于高技術設計與營銷為主的技術密集型、資本密集型產(chǎn)品發(fā)及具有較強國際競爭力的農產(chǎn)品。中美兩國貿易產(chǎn)品的各自優(yōu)勢,充分體現(xiàn)了經(jīng)濟全球化時代全球產(chǎn)業(yè)鏈的內部分工,中美兩國之間并不是在同一個水平上的競爭關系,而是優(yōu)勢互補的分工合作關系。但是由于美國一直對華實行嚴厲的高技術出口管制,使美國對華比較優(yōu)勢難以發(fā)揮,雙方產(chǎn)品的優(yōu)勢互補也難以補充地體現(xiàn)出來,這是中美貿易不平衡的最根本原因。

3.從亞太地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構的調整及邊際產(chǎn)業(yè)的轉移看中美貿易不平衡

自20世紀80年代中期以來,中國周邊國家和地區(qū)進行產(chǎn)業(yè)結構的升級和調整,把其在國內已經(jīng)喪失比較優(yōu)勢的勞動密集型產(chǎn)業(yè)和對歐美出口摩擦較大的商品的加工組裝工序轉移到中國,由此形成了中國從這些國家和地區(qū)進口原材料及零配件等,在國內進行加工組裝,然后出口到美國和歐洲國家的加工貿易格局。因此,亞太地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構的調整使中國成為勞動密集型產(chǎn)品的主要生產(chǎn)基地,這些國家在向中國轉移產(chǎn)業(yè)的同時,也將其在美國的一部分市場和對美貿易順差轉移給了中國?？梢哉f,中美貿易問題是東亞和東南亞地區(qū)作為一個整體與美國的經(jīng)貿關系在世界經(jīng)濟全球化過程中的延續(xù),體現(xiàn)出中國在國際分工格局中的地位。

對于亞太地區(qū)產(chǎn)業(yè)結構的調整給中美貿易不平衡帶來的影響,美國許多專家學者給予了客觀的理解與分析。華盛頓策略和國際問題研究中心國際商業(yè)部主任凱茲指出“在看貿易赤字問題時不應該只看美中之間的貿易,還應該看一看其它亞洲國家的情況,因為中國正在從馬來西亞、泰國和印度尼西亞搶生意。本來在那些國家生產(chǎn)的一些產(chǎn)品現(xiàn)在轉移到中國去制造了。美國的貿易赤字正在轉移,從對這些國家的貿易赤字轉移到對中國的貿易赤字,因為中國更具有相對優(yōu)勢?！泵绹鴩H經(jīng)濟研究所也通過研究證明,90%的美國自華進口只是替代了來自東亞和東南亞低工資經(jīng)濟體的進口大部分是低技術含量的電子機械、玩具、皮靴和服裝,只是10%的自華進口直接與美國的產(chǎn)品形成競爭。④所以說,對美中貿易赤字的爭論,總的看來感情的色彩多于理智的成分。

4.從美國經(jīng)濟自身結構看中美貿易不平衡

美國出現(xiàn)巨額外貿逆差的原因之一是由其基本經(jīng)濟和制度因素的作用決定的。一方面,戰(zhàn)后世界科技革命的蓬勃發(fā)展,引發(fā)了世界產(chǎn)業(yè)發(fā)展史中第三次大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)轉移。美國跨國公司利用其擁有的多種壟斷優(yōu)勢,在發(fā)展中國家大量投資,將勞動密集型、資源和能源消耗型及污染大的行業(yè)和低附加值的加工行業(yè)和工序向發(fā)展中國家轉移,使美國與發(fā)展中國家在原有的垂直分工體系外日益建立起水平分工體系。這種分工體系反映在商品結構的變化中就是礦物燃料和制成品(包括服裝、鞋類、玩具等輕工類產(chǎn)品及電動機械、金屬加工等機電類產(chǎn)品)出現(xiàn)大量逆差。另一方面,進入20世紀90年代后,美國進一步利用其科技優(yōu)勢、生產(chǎn)優(yōu)勢等塑造出對美國最有利的國際分工格局,跨國公司的內部貿易以及與國外的產(chǎn)業(yè)內貿易成為美國貿易赤字劇增的主要原因。

此外,美國跨國公司在世界各地有大量子公司,把原本由本國生產(chǎn)或出口的大量商品及服務轉化為海外子公司的巨額生產(chǎn)與出口,并相應地增加美國公司從其海外子公司對美國的進口,從而擴大了美國的“外貿逆差”。這樣簡單的進出口統(tǒng)計,就把真實的經(jīng)濟關系掩蓋了,歪曲了。在中美經(jīng)貿關系中,近年來美國跨國公司對中國的投資日益增加正在成為雙邊貿易不平衡加劇的重要因素。根據(jù)中國商務部的統(tǒng)計,截止2002年底,美對華投資項目累計達37212個,涉及合同外資762.53億美元,美方實際投入403.79億美元,“面對激烈的國際競爭,越來越多的美國跨國公司正把中國作為它們的出口平臺”。⑤因此,隨著美國對華市場投資的不斷向縱深發(fā)展,通過在華子公司的出口而不是由美國直接對華出口將會造成美國對華出口數(shù)額的進一步減少,中美貿易不平衡的規(guī)模有可能再次擴大,短期內單邊倒的趨勢難以真正改善。

三、中美貿易不平衡對兩國及雙邊經(jīng)貿關系的影響

中美貿易不平衡不僅對兩國各自經(jīng)濟的發(fā)展有重要影響,而且也對兩國經(jīng)貿關系有著重要影響,這兩種影響相互作用、相互推動。當兩國都認為它對自身經(jīng)濟發(fā)展有好處時,才會促進雙邊經(jīng)貿關系的發(fā)展,否則就會成為雙邊經(jīng)貿關系發(fā)展的阻礙。

1.對美國的影響

美對華貿易逆差的積極作用主要表現(xiàn)在以下兩個方面:一是大量廉價的中國產(chǎn)品進入美國市場使得美國消費者可以在保持原有福利的情況下節(jié)省大筆的開支,彌補了其國內相關產(chǎn)業(yè)的不足,提高了國內的總有效供給,彌補了消費缺口,抑制了通貨膨脹發(fā)生,為實現(xiàn)低通貨膨脹下的經(jīng)濟增長創(chuàng)造了寬松的經(jīng)濟環(huán)境。二是由進出口商品結構的調整而帶來的美對華貿易逆差,優(yōu)化了美國資源的配置,實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)的高級化,使其能夠最大限度地獲取經(jīng)濟全球化和國際分工的好處。但由于巨額貿易逆差需要巨大的資本流入才能彌補,所以一旦國際資本流動出現(xiàn)變化,美元的強勢或者經(jīng)濟發(fā)展的穩(wěn)定性就會受到影響,這也正是經(jīng)濟學家們認為美國貿易逆差難以持續(xù)的根本原因所在。當然,美國也有不少人士認為對華巨額貿易逆差對美國經(jīng)濟帶來負面作用,他們認為“美國對華貿易政策不是貿易,是對中國的外國援助?！雹蕖斑@樣一種不平衡的關系對美國的工資和就業(yè)以及美國制造業(yè)的健康發(fā)展帶來了令人憂慮的影響”等等。⑦

2.對中國的影響

由于中國對美出口的快速增長,中國對美巨額貿易順差為中國實現(xiàn)整體外貿順差奠定了基礎,這對于增加中國的外匯儲備,改善我國外匯資源短缺的狀況起了十分重要的作用,也有利于提高我國的綜合國力和宏觀調控能力,增強了海內外對中國經(jīng)濟和貨幣的信心,夯實我國加快改革開放和抵御外部沖擊的物質基礎。同時,中國對美勞動密集型產(chǎn)品的出口,有利于解決中國龐大的就業(yè)問題,對中國轉化剩余勞動力提供了有利條件。但中國對美巨額貿易順差也給中國帶來了不容忽視的問題:一方面,我國外匯儲備約1/3用于購買美國國庫券,實際上已經(jīng)在一定程度上陷入“斯蒂格利茨陷阱”之中,中國以巨額出口退稅補貼美國消費者,大量中國對美貿易盈余的好處重新流回美國,等于支持了美國經(jīng)濟的發(fā)展,對中國的GDP增長也是一種巨大損失。例如,一個玩具離開中國工廠時值2美元,到達美國時加上成本值3美元。而美國消費者將以10美元購買這個玩具,由于進口花費為3美元,那么這個玩具的銷售增加了美國7美元的GDP。由于向美國出口商品價值的利潤為美國的進口商和中國的外資投資商所進一步擠壓,那么出口盈利率事實上可能是負值。中國2002年427億美元的對美出口直接導致中國854億美元的GDP損失(如果這些產(chǎn)品在中國國內消費的話)。如果根據(jù)購買力平價計算,GDP損失將更大,約為出口價值的4倍。因此,中國對美出口盈余越大,意味著商品和服務的進與出之間的缺口越大,從而對中國GDP的負面影響越大。另一方面,中國對美巨額貿易順差導致中國對美經(jīng)濟依存度遠遠高于美國對華經(jīng)濟依存度,這種不對稱的經(jīng)濟依存關系極大地限制了中國對美外交的主動權,使中國在處理與美摩擦時總是處于被動地位。

3.對雙邊經(jīng)貿關系的影響

目前中美貿易不平衡問題已經(jīng)上升為一個極大的經(jīng)濟和政治問題,更有甚者認為“貿易不平衡是當前中美經(jīng)貿關系的唯一問題”,⑧因此能否處理好、何時處理好這一問題對中美經(jīng)貿關系的發(fā)展至關重要。根據(jù)以往的經(jīng)驗,巨額貿易逆差已經(jīng)成為美國發(fā)動貿易戰(zhàn)以獲取全球化利益的強大“武器”,在其他國家一再鼓勵出口,甚至經(jīng)濟發(fā)展嚴重依賴出口的情況下,美國就會以“公平貿易”為幌子,頻頻挑起貿易戰(zhàn),20世紀80年代美日經(jīng)濟摩擦、90年代以來的美中經(jīng)貿摩擦就是典型的例證。具體來講,如果中美貿易不平衡的趨勢持續(xù)下去,美國政府重點會在以下三個方面對華施壓:(1)在人民幣匯率方面,中美貿易逆差已經(jīng)成為美國對中國的匯率政策進行攻擊的主要依據(jù),因此美國會不時要求人民幣升值,以減少美國對華貿易赤字,這一問題在當前正愈演愈烈。(2)在反傾銷方面,基于中國產(chǎn)品對美國市場的沖擊,美國會判定更多的中國企業(yè)產(chǎn)品對美構成傾銷,從而加大對中國企業(yè)的反傾銷調查力度,2002年上半年美國對華反傾銷調查立案就達到十幾起。(3)在出口補貼方面,美國會要求中國減少對其出口美國產(chǎn)品的補貼,削減出口退稅力度,以削弱中國產(chǎn)品在美國的競爭力。總之,中美貿易不平衡問題將越來越會成為阻礙雙邊經(jīng)貿關系順利發(fā)展的障礙,增大雙邊經(jīng)貿摩擦的頻率,對雙邊經(jīng)貿關系的總體影響是負面的、消極的。正因為如此,中美雙方都應該重視這個問題,采取切實有效措施,盡可能使雙邊貿易朝平衡方面發(fā)展。

四、中美貿易不平衡的未來走勢與展望

任何一國在對外貿易中不可能永遠處于順差地位,也不可能永遠處于逆差地位。因此中美貿易不平衡的最終趨勢應該是走向雙邊平衡。然而就短期來看,對決定中美貿易狀況的幾種因素進行分析是十分必要的。他們當中既有改善雙邊貿易不平衡的有利因素,也有惡化雙邊貿易不平衡的不利因素。中美貿易不平衡的未來趨勢究竟往哪個方向發(fā)展,取決于這幾種有利因素和不利因素之間的相互博奕。

因素一,以加工貿易為主體的中國對外貿易整體順差決定了中美貿易不平衡短期內難以改變。我國的加工貿易從1989年以來一直是順差,而且順差額持續(xù)穩(wěn)定增長,從1989年的26億美元迅速增加到2002年的577億美元。目前,我國加工貿易所占中國對外貿易比重超過了55%,這就決定了我國現(xiàn)階段對外貿易順差的這種勢頭應該還會延續(xù),也就是說我國對外貿易的基本特征是順差而不是逆差。由于美國是中國加工貿易產(chǎn)品出口的最大市場,特別是近年來中國對美加工貿易產(chǎn)品出口正在由勞動密集型產(chǎn)品擴大到高技術產(chǎn)品出口,因此中國對美貿易順差短期內可能會繼續(xù)加大。

因素二,隨著美國對華直接投資的擴大,中美貿易不平衡的趨勢也有可能加大。目前,美國對外直接投資額仍然主要集中在歐洲、加拿大、日本等發(fā)達國家和地區(qū),對中國的直接投資額在美國對外直接投資總額中所占的比重非常小。但是,從長期來看,由于中國市場的進一步開放,美國跨國公司勢必將會加大對華直接投資的力度,使得其對中國市場的投資不斷向縱深發(fā)展,這樣通過在華子公司的出口而不是由美國直接對華出口又將會造成美國對華出口數(shù)額的進一步減少,中美貿易不平衡問題也有可能再次惡化而不是改善。