粒计算方法论81引言-UniversityofReginaComputerScience.PDF

姚一豫, 粒计算方法论, in: 苗夺谦, 李德毅，姚一豫，王国胤， 张燕平，吴伟志，粱吉业，于达仁，王睿智 (编 著), 《不确定性与粒计算》， 北京 : 科 学出版社 , 2011, 150-163. 第8章 粒计算方法论 姚一豫（Yiyu Yao ） 加拿大 里贾纳大学 8.1 引 言 [1-24] 粒计算研究虽然受到很多关注 ，但仍有不少学者持有怀疑和批评的态度。 在很多场合，经常会碰到非常尖锐的质问和批评。例如，粒计算研究的范围和目的 是什么？粒计算的思想在很多学科中都有体现，粒计算的研究是不是缺少独创性？ 它在科学中的价值是什么？粒计算中的粒和聚类分析中的类具有相似的特征和结 构，粒计算的方法也和聚类中的方法相似，粒计算和聚类分析是不是一回事？粒计 算是不是一些方法、算法、计算模式和工具的简单组合或重新包装？ 在粒计算的发展中，有几个重要工作。其一，粒计算这个概念是在模糊集研究 [12] 的环境下出的 ，主要结果是一个基于词计算的粒计算模型。其二，粗糙集理论 [25-32] 的研究 给出了一个具体的粒计算模型，它将粒与分类、学习紧密地结合起来。 [33-35] [36-42] 其三，人工智能中关于粒度（granularity ） 、抽象（abstraction ） 和多层次 [43-45] 问题求解（hierarchical problem solving ） 的研究给出了另一个粒计算模型，它将 粒计算与人类认知与机器智能联系起来。商空间理论可以看作是该方向的一个结果 [46-48] 。从粒计算前十年所发表的文章看，粒计算研究的主要工作是围绕在粗糙集、 模糊集和聚类分析上进行的[49-51] 。国内很多的研究是基于商空间问题求解理论 [20,24,46-48,52,53] 。因此，大家认为粗糙集、模糊集和商空间理论是粒计算的主要三大理 [54] 论 。 粒计算概念的出是基于模糊集，这限制了粒计算的发展，例如，人工智能中 [55,56] 的粒计算思想并没有受到应有的关注 。粒计算研究应走出模糊集和粗糙集的圈 子。三大理论的观点也没有真正地反映粒计算的深度、广度及普适性。如果粒计算 是一个新学科，那么它的研究不应该是几个现有理论的组合，而应该有自己的思想、 方法和理论体系，这要求为粒计算这个概念赋予新的意义。粒计算三元论[11,57-66] 的 出和相关研究[16,17,67]可以看作是这样一个尝试。 粒计算三元论的主要成分是多视角、多层次粒结构和粒计算三角形。粒结构反 映多视角、多层次分析与理解。粒结构的产生可以有两种解释。客观解释认为现实 世界中众多实体和系统都具有多层次结构。粒结构是对现实世界的真实反映。主观 解释认为粒结构是人强加在现实世界上的，其目的是降低认知负担并简化问题求解。 也就是说，世界本来是无结构的，而人对现实世界的认识是有结构的。因此，粒结 构的构造往往依赖于每个人所掌握的知识和曾有的经历。粒计算三角形将粒计算研 究分成三个侧面：粒计算的哲学思想是结构化思维，粒计算的方法论是结构化问题 求解，粒计算的计算模式是结构化信息处理。三元论强调哲学、方法论和计算模式 1/ 16 姚一豫, 粒计算方法论, in: 苗夺谦, 李德毅，姚一豫，王国胤， 张燕平，吴伟志，粱吉业，于达仁，王睿智 (编 著), 《不确定性与粒计算》， 北京 : 科 学出版社 , 2011, 150-163. 的互相支持。也就是说，粒计算不仅仅是计算而且是该计算的哲学、方法论。当前 粒计算的主要研究是计算理论和模式，三元论试图避免这种偏向。粒计算虽然借鉴 于很多学科，但并不是现有学科的简单组合，而是更高层次上的有机聚合。 粒计算是一种粒化的思维方式及方法论。虽然粒化思想存在于各个学科中，但 还没有抽象和炼出来，因而不能