转自李泽健--计算机创新学XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/1aa2b

（转自：中国人工智能进展（2001）论文集）

                                    李泽健

摘要：思维是对物质世界的联系“物质—结构—性质---用途”的反映，它具有统一性，它的内容是客观的，建立在思维基础上的创造技法也因此具有统一性和客观性，计算机完全可以模拟人类的思维和创造技法。就像根据棋盘人们就能用计算机解决“博弈”问题一样，弄清了物质世界的联系，人们同样可以用计算机解决发明创造问题。

关键词：思维   计算机发明创造  物质  性质   结构



计算机能不能具有发明创造能力呢？所谓发明是指创造新的事物或新的方法。它是人类所特有的一种智力活动。那么，要实现计算机发明，自然就离不开对人脑的思维活动及发明创造技法的借鉴。虽然目前人脑的奥秘还未彻底揭开，但我们可以通过对思维是如何反映客观现实的研究来揭开思维的神秘面纱，从而进一步实现计算机对思维及创造技法的模拟。

1、  思维的统一性

思维是人脑对客观事物的本质和内部规律的反映，它的规律性是由客观事物的规律性决定的，纷繁复杂的思维方式通过客观物质世界的普遍联系而统一起来。

灵活多变、纷繁复杂的人脑思维为什么会出现诸如：收敛、发散、联想等等的规律性呢？我们来看一下人们是怎么回答“红砖有什么用途”这个问题的，人们会想到红砖可以盖房子、铺地、打狗、压纸、做砝码等等，可以相处无数个方案来，但是不论多么奇特的方案，有一点是可以肯定的，那就是红砖确确实实具有这些功能，在这一过程中人的思维只是去“寻找”去“发现”它的功能，而不是创造它的功能。由此看来，人们在回答“红砖有什么用途”时，思维的发散性并不是由思维本身所决定的，而是由它所反映的物质的发散性所决定的。同样，世界上的任何物质它们本身就具有无数的功能，只不过有的功能已经以某种方式表现出来了，有的尚未表现出来，在认知过程中，人的思维只能是反映它，而不是创造它。也就是说，思维的规律性知识自然规律的一种表现、一种反映，不同的思维方式则是由客观物质世界的不同的联系方式所决定的。

那么，客观物质世界的联系是怎样的，思维又是如何反映这些联系的呢？在此我们要引入几个概念。

1、“物质”，在这里“物质”是指我们在进行科学技术活动时所要研究的对象。需要说明的是：①这里的物质不同于物理化学上的物质，物理化学上的物质是由一些基本微粒构成的，而这里的物质则是指索要研究的对象。比如当我们要把晴天或阴天当作研究对象时，晴天或阴天也可叫做物质。②这里的物质是指与任何结构、功能、形状、材料等各种复杂性无关的事物。如可以使一个光子、一个原子、也可以是地球或者银河系。可以是思维也可以是力。

2、“结构”，机构是指构成物质的各要素及其组合方式，包括时间、空间上的结合方式。需要说明的是：①构成物质的各要素：世界上每种物质都是由其他次一级的物质构成的，这些次一级的物质统称该物质的组成要素。比如：原子是由原子核原子核构成的，那么电子和原子核就是原子的组成要素。②结合方式：指构成物质的各要素之间的时间、空间关系及相互作用方式。

3、“性质”，性质是指物质本身所固有的或者是与其他物质在相互作用的过程中所表现出来的稳定的属性。它包括我们平时所说的现象和属性。①这里的稳定性是指能重复出现的意思，只能出现一次的现象不能称为性质。②物质本身所固有的性质是指在一定的条件下，物质所具有的各种稳定的属性。可以是物理、化学性质，也可以是生物学性质，可以是数学性质也可以是统计学上的性质。还可以是一些矢量和标量等，如能量的性质：大小。③与其他物质的相互作用是指与其他任何物质的作用，可以是同一种物质或不同的物质。例如，在研究声音的传播时，要研究声音在真空、空气、液体、固体等物质中的速度，在液体中还要分淡水、海水、酒精、汞等。④相互作用是与某一具体的形式一一对应的作用。作用的物质对象不同，或者任何量的改变其性质就不同。例如，在研究材料的力学性质时，我们不仅要考虑力的大小、方向、还要考虑是拉力、还是剪切力，是静载荷还是动载荷，如果是动载荷，还要考虑是惯性力还是冲击载荷等。

4、“用途”，用途是指一事物对另一事物的具体作用方式。这里的“具体作用”是指与具体形式一一对应的作用，作用方式不同，物质的用途不同。

了解了以上几个概念，让我们来看看客观物质世界是怎样联系在一起的。我们知道，丰富多彩的世界是由物质组成的，每种物质都具有多种性质，每种性质或者某些性质又具有多种用途，物质可以通过某性质与其他物质结合产生新的物质，生成的新物质又具有新的性质和用途，它又可以与别的物质相结合生成更新一层的物质，如此往复不断。同时物质本身又是由次一级的物质通过不同的性质相结合而成的。整个世界就是一个由物质通过“结构---性质---用途”而结合在一起的庞大的立体交叉的网络，而这个网络的基本单元是发散（或收敛）的物质。网络中任意两个物质之间都存在连接路径，这里的连接路径就是物质的“结构—性质---用途”。

思维是如何反映物质世界呢？思维反映的就是物质及其联系“结构—性质—用途”。物质世界的联系是客观的、真实的，即物质之间的路径都是可通的，客观存在的，人脑的思维反映的就是这些路径，我们称他为思路。但思维具有灵活性，在具体的认知过程中，它可以反映这些路径也可以不反映这些路径。当思维反映到这些路径时，我们就说该思路通，当思维没有反映到这些路径时，我们则称该思路不通。思维的灵活性还体现在它对物质联系路径的反映可以是不连续的、跳跃的，思维可以跳跃中间的某些具体环节，而到达力起始点较远的某一点。就像我们不走水路，不走陆路，而是坐飞机一样。当思维反映某物质时，我们把该反映物质称为思考点。由上面的分析我们可以看出思维的基本单元是发散（或收敛）的思考点。如果说客观物质世界石油物质通过“结构—性质—用途”而联系在一起的庞大的立体交叉的网络的话，那么思维则是依附在这些具体联系上的藤，也就是说人类思维是依附在客观联系上的一个庞大的立体交叉的网络。它与物质网络既有区别又有联系，有它自身的一些规律和特点。

从某种意义上说，客观世界的联系就像一张棋盘，而各种思维方式就像棋盘上不同棋子的走法一样。比如，我们把向其中“卒子”的走法叫逻辑思维，“士”的走法叫发散思维，“炮”的走法叫灵感，“象”的走法叫联想等等。棋子的走法是可以改变的，无穷无尽的，比如，我们可以让“马”走“口”，“炮”走“之”等等。但是不管棋子的走法多么奇特，它都是基于对棋盘结构的一种反映。同理，思维的方式也是多种多样，无穷无尽的。但是不管思维方式如何变化他们都是基于对客观物质世界普遍联系的反映。就像棋子的走法通过期盼而统一起来一样，思维方式通过客观物质的联系这一立体交叉的网络而统一在一起，它的内容是客观的。

2、  创造技法的统一性

自本世纪初开展对创造发明方法的研究以来，已有300余种创造技法问世，各种创造技法既相互独立又交错、重复。关于创造发明类型的划分，到目前为止还没有一个比较规范的标准。在本文中按创造发明的思维方式分，可分为六种基本形式，即列举类、联想类、组合类、类比类、整理类、群体类。

列举发明的实质是将物质的结构---性质---用途一一列举出来，然后进行改变，把具有某种性质的物质用具有其他性质的另一物质所取代；联想类法和组合法是把物质或者物质的性质重新组合，产生具有新的性质和用途的新物质；类比法是运用物质的相似结构具有相似的性质、相似的性质具有相似的用途来解决问题；整理类，是把反映物质的“结构—性质—用途”等信息作为基础材料，做成卡片进行分析整理；群体类则是利用激励方法，激发人的想象，尽可能全面地反映物质的结构、性质、用途及联系。创造技法虽然多种多样、交叉重叠，但归根结底它只不过是思维在反映物质网络时思路的不同组合，它因思维的统一而具有统一性，也因思维的内容是客观的而具有客观性。

3、  计算机发明的实现

可以这样说，没有发现就没有发明，发明是人们对发现的应用。而发现归根到底也就是我们平常所说的知识。人类在与周围环境“刺激---反应”的交互中产生了知识，在知识的基础上产生了思维，有了思维人类才有了智能。因此要想让计算机具有发明创造能力，实现计算机发明，首先要让计算机掌握一定的知识，即要先建立计算机的知识体系（知识库）。在这里我们把知识定义为：物质，物质的结构、性质、用途及其相互联系。在计算机知识库中知识的基本单元是物质，每个物质都具有结构、性质和用途。在计算机的知识体系的基础上，在物质的“结构—性质—用途”网络中，以“结构—性质—用途”为思路，按照一定的规则和要求建立计算机的思维网络，让计算机模拟人的思维方式。相对于人类的思维而言，创造技法更容易程序化。在计算机思维的前提下，综合运用各种创造技法，从而使计算机具有发明创造能力。

总之，思维是对物质世界联系的反映，它的内容是客观的，因此建立在思维基础上的创造技法也就具有客观性，所以，计算完全可以模拟人类的思维和创造技法。就像根据棋盘人们就能用计算机解决“博弈”问题一样，弄清了物质世界的联系，人们同样可以用计算机解决发明创造问题；就像“深蓝”击败了世界象棋冠军卡斯帕罗夫一样，总有一天，计算机能在发明创造领域中战胜它的缔造者---人类。



参考文献

1、吴明泰   创造学   辽宁科学技术出版社，1991年版

2、孙家胜   创造发明技法   天津人民出版社  1998年版

3、张士军   创造与发明     东北大学出版社   2000年版

4、章志光   心理学    人民教育出版社   1984年版

5、廉师友   人工智能技术导论  西安电子科技大学出版社   2000年版